摻MgO超細(xì)水泥的膨脹性能及其水化程度

通過梯次干燥的方式測(cè)定了水泥石在干燥過程中的重量損失和收縮變化,并結(jié)合tg-dsc綜合熱分析研究了水泥石水化程度與干縮的關(guān)系。結(jié)果表明,水泥石水化程度隨齡期延長(zhǎng)而逐漸提高。隨著水化程度增大(由0.55到0.81),水泥石100%~84%濕度范圍內(nèi)收縮減小,在84%~54%收縮增大,在54%~7%濕度范圍內(nèi)的收縮和總收縮先增大,后有減小趨勢(shì)。再潤(rùn)濕以后,水泥石的重量損失可以回復(fù),但一部分干縮不可逆,大部分不可逆干縮發(fā)生在84%~54%和54%~7%濕度范圍內(nèi)。干燥過程改變了水泥石的孔結(jié)構(gòu),使水泥石毛細(xì)孔粗化,凝膠孔塌陷減少。

第8卷第6期 2005年12月 建筑材料學(xué)報(bào) journalofbuildingmaterials vol.8,no.6 dec.,2005 收稿日期:2005-05-25;修訂日期:2005-07-14 基金項(xiàng)目:國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃(973)資助項(xiàng)目(2001cb610704) 作者簡(jiǎn)介:王培銘(1952-),男,山東人,同濟(jì)大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師,博士. 文章編號(hào):1007-9629(2005)06-0646-07 水泥水化程度研究方法及其進(jìn)展 王培銘,豐曙霞,劉賢萍 (同濟(jì)大學(xué)先進(jìn)土木工程材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海200092) 摘要:綜述了幾種傳統(tǒng)的水泥水化程度研究方法(水化熱法,化學(xué)結(jié)合水法,ch定量測(cè) 試法,水化動(dòng)力學(xué)法)以及

研究了mgo摻量、粉煤灰摻量、水灰比和養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)外摻不同活性mgo的水泥漿體膨脹性能的影響。結(jié)果表明:凈漿試件的膨脹率與mgo摻量有一定的線性關(guān)系;粉煤灰摻量為10%時(shí)較大的降低了凈漿試件的膨脹率,但摻量繼續(xù)提高,膨脹率下降幅度變小;水灰比降低引起了凈漿試件膨脹率的下降;養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)摻低活性mgo的凈漿試件膨脹率影響較大。

綜述了氧化鎂膨脹劑的研究起源、mgo水化膨脹機(jī)理的研究現(xiàn)狀及養(yǎng)護(hù)溫度、煅燒制度和水泥品種等對(duì)摻mgo膨脹劑水泥漿體膨脹性能的影響;并討論了摻mgo膨脹劑水泥漿體的膨脹機(jī)理,認(rèn)為目前理論的不足在于混淆了mgo在水泥漿體中的水化膨脹機(jī)理和摻mgo膨脹劑水泥漿體的膨脹機(jī)理兩個(gè)概念,這嚴(yán)重影響了膨脹機(jī)理研究的進(jìn)展和對(duì)實(shí)際工程的指導(dǎo)作用。只有摻mgo膨脹劑水泥漿體的膨脹機(jī)理對(duì)實(shí)際工程才具有較為全面的指導(dǎo)作用,而對(duì)該機(jī)理的研究則需要深入探討水泥中mgo的水化膨脹機(jī)理及水泥漿體的特性對(duì)摻mgo膨脹劑水泥漿體膨脹性能的影響。

以廢棄啤酒瓶制成玻璃粉,配制摻玻璃粉水泥凈漿.測(cè)試摻玻璃粉水泥凈漿抗壓強(qiáng)度;采用x射線衍射分析、熱重-差熱分析、掃描電子顯微鏡分析及能譜分析技術(shù)研究摻玻璃粉水泥凈漿水化產(chǎn)物的種類、含量、微觀形貌及元素組成.結(jié)果表明:隨著玻璃粉摻量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的增加,水泥凈漿抗壓強(qiáng)度減小.摻玻璃粉水泥凈漿水化產(chǎn)物主要有c-s-h凝膠、ca(oh)2及少量鈣礬石、水化鋁酸鈣等.由于玻璃粉的火山灰反應(yīng)消耗ca(oh)2,隨著玻璃粉摻量的增加和齡期的延長(zhǎng),水泥凈漿水化產(chǎn)物中ca(oh)2含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))逐漸減少.摻玻璃粉水泥凈漿微觀結(jié)構(gòu)較為致密,其水化產(chǎn)物c-s-h凝膠形態(tài)與純水泥凈漿有所不同,多由不規(guī)則的短柱狀及薄片狀凝膠粒子交叉結(jié)合在一起形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),為低鈣硅比(質(zhì)量比)c-s-h凝膠.玻璃粉具有火山灰活性.

石灰石硅酸鹽水泥性能及其水化研究 基本物理性能及強(qiáng)度 研究中分別采用上述兩家水泥廠的原料配制石灰石硅酸鹽水泥進(jìn) 行物檢試驗(yàn)，其中立窯原料配制的水泥采用2cm2cm2cm小試體進(jìn)行。 試驗(yàn)結(jié)果分別見表4和表5. 從表4、表5可以看出，石灰石的摻入量為5%時(shí)，對(duì)水泥早期強(qiáng) 度有利，但摻石灰石對(duì)后期強(qiáng)度都不利，總的是降低強(qiáng)度。同時(shí)，石 灰石對(duì)抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度的影響不同：對(duì)抗折強(qiáng)度，當(dāng)石灰石摻量 在5%左右時(shí)，各齡期抗折強(qiáng)度都呈最大值；對(duì)抗壓強(qiáng)度，7d齡期時(shí) 的抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)與抗折強(qiáng)度大致相同，到28d、60d，與未摻石灰石 的硅酸鹽水泥相比，任意摻量石灰石對(duì)強(qiáng)度都不利，且隨石灰石摻量 增加強(qiáng)度下降。隨著石灰石摻量增加，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度下降，即需水 量減少，這對(duì)水泥強(qiáng)度發(fā)展有利。 表4回轉(zhuǎn)窯石灰石硅酸鹽水泥物理性能和強(qiáng)度 試驗(yàn)

石灰石硅酸鹽水泥性能及其水化研究 摘要研究了石灰石不同摻量尤其是在大于10%的高摻量情況下對(duì)硅酸鹽水泥力學(xué)性 能的影響，并試驗(yàn)研究了這種水泥的其他性能，探討了其水化機(jī)理。研究表明，開發(fā)石灰石 硅酸鹽水泥具有一定的工業(yè)價(jià)值。 關(guān)鍵詞石灰石，石灰石硅酸鹽水泥，力學(xué)性能，水化 用石灰石作混合材生產(chǎn)水泥(下稱：“石灰石硅酸鹽水泥”)能夠降低水泥成本，擴(kuò)大混合 材資源，增加水泥產(chǎn)量。尤其對(duì)礦渣、粉煤灰、火山灰等混合材短缺的地區(qū)來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)這種 水泥有更大的價(jià)值。但我國(guó)普通硅酸鹽水泥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定石灰石的摻量不得超過水泥重量 的10%，這在一定程度上限制了石灰石作混合材的潛力。本文以石灰石不同摻量對(duì)硅酸鹽 水泥力學(xué)性能的影響為基礎(chǔ)，探討了石灰石作混合材對(duì)水泥水化的物理化學(xué)作用和對(duì)水泥石 結(jié)構(gòu)的影響，并試驗(yàn)研究了石灰石硅酸鹽水泥的其他性能。 1性能試驗(yàn)及結(jié)果 1.1試驗(yàn)材料 硅酸鹽

由于水泥基材料中水泥的水化是經(jīng)時(shí)變化的,因此測(cè)定了水化程度對(duì)硬化水泥漿體固化氯離子的影響,同時(shí)考察了ph值對(duì)固化氯離子的影響。結(jié)果表明,與用齡期表征水泥固化氯離子相比,用水化程度表征更準(zhǔn)確。此外,隨著ph值增大,固化氯離子量減少。通過回歸分析發(fā)現(xiàn),水泥固化氯離子的能力與氯離子濃度符合冪函數(shù)關(guān)系。

超細(xì)水泥的性能特點(diǎn) 摘要：超細(xì)水泥是指比表面積在450~600 m2/?k的復(fù)合硅酸鹽水泥(p.c)，它的最佳顆粒級(jí)配范 圍是：3~10μm占30%左右；10~30μm占40%左右； 30~60μm占25%左右；＞60μm占5%左右；0.080?l 方孔篩的篩余含量在1%以內(nèi)。此種水泥的細(xì)度對(duì)強(qiáng) 度影響較小，能充分發(fā)揮潛在的膠凝性能，又使混凝 土有良好的性能，因其熟料配比少，混合材摻加量大， 還符合節(jié)能原則。 關(guān)鍵字：超細(xì)水泥比表面積顆粒大小水化顆粒形 狀強(qiáng)度 中圖分類號(hào)：tq172文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)： 一、水泥顆粒的大小和水化的關(guān)系 水泥顆粒的水化是從顆粒表面逐步向內(nèi)部深入 的。過大的顆粒只有表面水化，內(nèi)部未水化，表現(xiàn)為 惰性。水泥顆粒越大，比表面積越小，水化的比例越 小，相對(duì)活性發(fā)揮就越少，強(qiáng)度低；反之，水泥顆粒 越小，水化比例就越大，相對(duì)活性就越大，

膨脹劑加入到各品種水泥中去,對(duì)水泥產(chǎn)生作用,而微膨脹水泥在生產(chǎn)過程中就采用了高鋁水泥配方生產(chǎn),它們對(duì)水泥的物理性能影響是各有不同的。在不同類型的工程上,可以根據(jù)兩種不同膨脹性質(zhì)的水泥,靈活運(yùn)用于不同類型的工程中。

以菱鎂礦、白云石尾礦為原料,經(jīng)適宜工藝,制備了新型生態(tài)膨脹劑,用以補(bǔ)償大體積混凝土由于溫度應(yīng)力引起的收縮。研究摻入不同配比的膨脹劑和粉煤灰的水泥漿體,在不同水化齡期的膨脹性能以及在20℃或60℃水中膨脹率的變化過程和趨勢(shì)。結(jié)果表明:膨脹材料煅燒溫度為950～1050℃,保溫1～1.5h,自然冷卻。在膨脹源含量一定的情況下,cao含量越高,早期膨脹率越大,后期膨脹率越小;mgo含量越高,早期膨脹率越小,后期膨脹率越大。水化溫度越高,在相同齡期下水泥漿體膨脹率越大。粉煤灰對(duì)mgo和cao膨脹均具有明顯的抑制作用,且隨著粉煤灰摻量的增加,抑制作用加強(qiáng)。

采用taair等溫微量熱技術(shù)研究了不同溫度對(duì)摻減水劑的礦渣-水泥漿體(slag-cementpaste,scp)水化放熱性能的影響規(guī)律,運(yùn)用krstulovic-dabic模型,對(duì)不同反應(yīng)溫度下不同減水劑摻量的礦渣-水泥漿體水化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制機(jī)制(ng-i-d)進(jìn)行了表征,得到反應(yīng)速率常數(shù)k、反應(yīng)級(jí)數(shù)n等動(dòng)力學(xué)參數(shù)以及各反應(yīng)階段的反應(yīng)速率與反應(yīng)程度之間的關(guān)系。結(jié)果表明:當(dāng)養(yǎng)護(hù)溫度為20℃時(shí),隨著礦渣摻量的增加,i(相邊界反應(yīng))過程逐漸加強(qiáng),摻50%礦渣的水泥漿體20℃時(shí)具有明顯的ng-i-d反應(yīng)過程,即反應(yīng)初期為結(jié)晶成核與晶體生長(zhǎng)(ng)機(jī)制,中后期轉(zhuǎn)為相邊界反應(yīng)(i)和擴(kuò)散(d)機(jī)制;35℃和50℃時(shí)主要由ng-d過程控制。

研究了麥芽糖對(duì)硅酸鹽水泥的性能及水化過程的影響。研究結(jié)果表明:當(dāng)麥芽糖摻量為0.03%時(shí),硅酸鹽水泥的3d抗壓強(qiáng)度增幅為11.7%,28d抗壓強(qiáng)度增加了4.8%;麥芽糖能夠延緩凝結(jié)時(shí)間和降低水泥水化熱,摻有麥芽糖的水泥1d放熱量相比空白樣劇烈下降,而3d放熱量呈緩慢降低。麥芽糖摻量為0.05%時(shí),q1d為30.88j/g,較空白樣降低78.1%;麥芽糖摻量增加有利于水泥膠砂流動(dòng)度的提高,其摻量為0.05%時(shí),水泥膠砂經(jīng)時(shí)流動(dòng)度提高了12mm。

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spc超細(xì)灌漿水泥是三獅特種水泥公司與浙江大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的一個(gè)特種水泥 品種。目前品種有超細(xì)雙快水泥、超細(xì)aec膨脹水泥和超細(xì)普通水泥。水泥比表 面積可分三種規(guī)格：①≥800m2/kg；②≥900m2/kg；③≥1000m2/kg，也可根據(jù) 用戶需要生產(chǎn)大于1500m2/kg和大于2000m2/kg比表面積的各種特種水泥。經(jīng)地 質(zhì)礦產(chǎn)部浙江省中心實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，超細(xì)水泥平均粒徑最小可達(dá)1.94um，外比表 面積最高可達(dá)2140m2/kg，產(chǎn)品性能具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。 一、適用范圍 1．水利工程中大壩壩體及壩基裂縫灌漿； 2．灌筑地下防水帷幕，截?cái)酀B透水源，整體抗?jié)B堵漏； 3．加固和提高松軟土及巖石的力學(xué)強(qiáng)度，修復(fù)砼結(jié)構(gòu)和恢復(fù)其整體性； 4．糾正因地層不穩(wěn)定引起不均勻沉降而導(dǎo)致的大壩和高層建筑物的開裂、傾 斜； 5．公路、橋梁、機(jī)場(chǎng)跑道等地基下陷的補(bǔ)漿加固； 6．各種

研究了不同配比擠出成型木纖維增強(qiáng)水泥基材料的力學(xué)性能和水化特性。結(jié)果表明,摻加木纖維后板材韌性有顯著改善;調(diào)整砂灰比對(duì)板材的早期力學(xué)性能影響不大;板材韌性隨著干濕循環(huán)次數(shù)的增加而降低;纖維有沿?cái)D出方向定向分布的趨勢(shì),平行比垂直方向的板材強(qiáng)度稍高;sem的觀察結(jié)果表明,木纖維大部分拔斷破壞,但存在一定程度的拔出;隨著木纖維摻量增加,水化放熱曲線峰值降低,溫峰滯后時(shí)間更長(zhǎng)。

1.2水泥性能及用途 1.2.1水泥的主要技術(shù)性能 （1）比重與容重：普通水泥比重為3.1，容重通常采用1300公斤/立方米。 （2）細(xì)度：指水泥顆粒的粗細(xì)程度。顆粒越細(xì)，硬化得越快，早期強(qiáng)度也 越高。 （3）凝結(jié)時(shí)間：水泥加水?dāng)嚢璧介_始凝結(jié)所需的時(shí)間稱初凝時(shí)間。從加水 攪拌到凝結(jié)完成所需的時(shí)間稱終凝時(shí)間。硅酸鹽水泥初凝時(shí)間不早于45分鐘， 終凝時(shí)間不遲于6.5小時(shí)。實(shí)際上初凝時(shí)間在1~3h，而終凝為4~6小時(shí)。水泥凝 結(jié)時(shí)間的測(cè)定由專門凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀進(jìn)行 （4）強(qiáng)度：水泥強(qiáng)度應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 （5）體積安定性：指水泥在硬化過程中體積變化的均勻性能。水泥中含雜 質(zhì)較多，會(huì)產(chǎn)生不均勻變形。 （6）水化熱：水泥與水作用會(huì)產(chǎn)生放熱反應(yīng)，在水泥硬化過程中，不斷放 出的熱量稱為水化熱。 （7）標(biāo)準(zhǔn)稠度：指水泥凈漿對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試桿的沉入具有一定阻力時(shí)的稠度。 1.2.2彩色水泥的特點(diǎn)及用

通過對(duì)含鎂尾礦的處理,采用一定工藝制備了mgo膨脹劑,研究了不同煅燒溫度下的mgo膨脹劑的膨脹性能,并進(jìn)一步研究mgo膨脹劑的摻量和細(xì)度以及粉煤灰對(duì)不同養(yǎng)護(hù)條件下水泥凈漿自由變形性能的影響。結(jié)果表明:煅燒溫度1050℃時(shí)膨脹劑膨脹性能較好;水泥凈漿的自由變形隨摻量的增加和齡期的延長(zhǎng)以及養(yǎng)護(hù)溫度的升高而增大;在早期細(xì)度較小的膨脹劑具有較好的膨脹效果,而后期細(xì)度大的膨脹劑的膨脹效果高于細(xì)度小的膨脹劑;粉煤灰對(duì)膨脹劑早期膨脹和后期膨脹都有顯著的抑制作用。

復(fù)合水泥基材料中水泥的水化程度一直是學(xué)術(shù)界對(duì)水泥化學(xué)研究的重點(diǎn)內(nèi)容,水泥的水化程度隨著時(shí)間的變化可以將膠凝材料的水化反映肌理做出很好的反映。因此,在本文中將采取三種評(píng)定方法進(jìn)行比較研究,最終選出合適精確的方法。

分析了硅酸鹽類水泥注漿材料的應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)微細(xì)或超細(xì)水泥類注漿材料及性能進(jìn)行全面的論述，提出了該類材料的應(yīng)用前景

用xrd,sem/edax和水泥凈漿膨脹測(cè)定等方法對(duì)高鎂中熱水泥熟料-石膏系統(tǒng)的雙膨脹中熱水泥進(jìn)行了研究,得到(1)在熟料中明顯地存在著相互分散的顆粒尺寸約為5～7.5μm的方鎂石顆粒;(2)雙膨脹中熱水泥強(qiáng)度和膨脹隨so3含量的變化規(guī)律;(3)該水泥充分利用了鈣礬石膨脹和水鎂石膨脹,在28d齡期前主要依靠鈣礬石膨脹,在28d齡期后主要依靠水鎂石膨脹;(4)在適當(dāng)?shù)膕o3含量和mgo質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%～5%時(shí),鈣礬石膨脹和水鎂石膨脹具有連續(xù)性、整體性和穩(wěn)定性.

以土釘鉆孔注漿中的水泥凈漿進(jìn)行研究,以u(píng)ea膨脹劑為膨脹源,通過水泥膨脹性試驗(yàn)與強(qiáng)度試驗(yàn)。研究了不同膨脹劑摻量和不同水膠比對(duì)水泥凈漿膨脹性能與強(qiáng)度的影響。研究結(jié)果表明:在uea摻量6%~10%、水膠比0.38~0.48范圍內(nèi),水泥凈漿始終是膨脹的,膨脹率隨uea摻量的增加而增加,隨水膠比的增加而減小,當(dāng)水膠比大于0.42時(shí),膨脹率將明顯降低;凈漿試件在內(nèi)置鋼筋條件下的限制膨脹率約為相同情況下自由膨脹率的一半;uea有利于普通硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度的發(fā)展,但對(duì)水泥的最終強(qiáng)度影響不大,且摻量不宜超過10%。