原料摩尔比对硫氧镁胶凝材料性能的影响

研究了氧化镁-硫酸镁摩尔比n(MgO)/n(MgSO4),水-硫酸镁摩尔比n(H2O)/n(MgSO4)对硫氧镁胶凝材料性能的影响及其微观机理.结果表明:固定n(H2O)/n(MgSO4)为19∶1,n(MgO)/n(MgSO4)为14∶1时硫氧镁胶凝材料力学性能最优;n(MgO)/n(MgSO4)超过14∶1后,硫氧镁胶硬化浆体中剩余MgO和Mg(OH)2的含量会增大,使硬化结构疏松,从而降低其力学性能;固定n(MgO)/n(MgSO4)为14∶1时,n(H2O)/n(MgSO4)的增大会延缓硬化硫氧镁浆体中碱式硫酸镁相的生成,造成微观结构中产生大量孔隙,从而导致其力学性能下降.

水玻璃对硫氧镁胶凝材料强度稳定性和耐水性的影响

为了进一步提高硫氧镁(MOS)胶凝材料的强度稳定性和耐水性,研究了不同掺量水玻璃对MOS胶凝材料力学性能和耐水性能的影响,并采用X射线衍射(XRD)、热重(TG)和扫描电镜(SEM)分析了水玻璃对MOS胶凝材料性能影响的机理.结果表明:水玻璃可以有效降低MOS胶凝材料浆体在水中的分散性,明显提高MOS胶凝材料强度的长期稳定性;水玻璃掺量为轻烧氧化镁粉质量的0.5%~1.0%时,MOS胶凝材料硬化体在水中的质量损失率和强度损失率最低,抗折强度和抗压强度最高;掺加0.5%水玻璃的MOS胶凝材料硬化体系中稳定的碱式硫酸镁相含量增多,无胶凝性Mg(OH)2相的含量明显减少,硬化体结构更加密实;水玻璃会加快MOS胶凝材料的吸热反应,使反应体系中H+浓度增加,促进生成晶相更为稳定的碱式硫酸镁相.

早期温湿度条件对柠檬酸改性硫氧镁胶凝材料性能的影响及机理

为了确定柠檬酸改性硫氧镁(CMOs)胶凝材料的早期温湿度稳定性,分别研究了早期养护温湿度对其力学性能及耐水性能的影响,并采用SEM、XRD及TG测试技术对其影响机理进行了分析。结果表明:CMOs早期力学性能和耐水性随着早期养护温度升高先提高后降低,35℃左右其3d抗折强度达到最大值10.4 MPa,3d抗压强度达到最大值68.0 MPa,浸水46d后软化系数达到0.9;而后期力学性能和耐水性则随着早期养护温度的提高有不同程度的降低;结果还发现相同早期养护温度时早期饱水养护大大降低CMOs的力学性能和耐水性。同时微观结构分析表明,早期养护温度的升高可以使CMOs水化反应更充分,结构相对比较致密,从而使其早期力学性能有明显提高,但水化后期CMOs结构稳定性随着早期养护温度的升高而明显降低,从而导致其后期强度有不同程度的降低。

活性混合材对改性硫氧镁胶凝材料性能的影响

为了进一步提高硫氧镁胶凝材料的性能,研究了活性混合材(粉煤灰、矿渣粉)分别对柠檬酸改性硫氧镁(CMOS)胶凝材料、柠檬酸/水玻璃复合改性硫氧镁(SCMOS)胶凝材料性能的影响及机理.结果表明:粉煤灰和矿渣粉均可以明显提高CMOS胶凝材料的抗折强度和耐水性,尤其是其后期抗折强度提高最多;掺加10%粉煤灰或10%矿渣粉,均可以进一步提高SCMOS胶凝材料的力学性能和耐水性,其中SCMOS胶凝材料的28d浸水软化系数可达0.85以上.微观分析表明:粉煤灰和矿渣粉的微集料填充效应,使得CMOS、SCMOS胶凝材料的硬化结构更加密实;粉煤灰和矿渣粉均可以延缓CMOS、SCMOS胶凝材料硬化结构中碱式硫酸镁相的形成,减少硬化体系中氢氧化镁相的生成量;另外,粉煤灰或矿渣粉还可以延迟体系的水化进程并降低其水化热峰值.

高抗折硫氧镁基无机复合胶凝材料的制备及其机理

为了制备具有高抗折性能的硫氧镁基胶凝材料,分别研究了不同掺量硅灰取代轻烧氧化镁粉对柠檬酸改性硫氧镁(CMOS)胶凝材料性能的影响及机理.结果表明:掺加硅灰之后,制备的柠檬酸改性硫氧镁胶凝材料抗折抗压强度均得到了提高.当硅灰取代掺量在5%~10%质量分数时,柠檬酸改性硫氧镁胶凝材料各个龄期的力学性能最优,其中,28 d抗折强度达到了22~23MPa左右,这比相同水灰比条件下普通硅酸盐水泥P.O42.5的抗折强度提高了238%.研究还发现,硅灰取代掺量在5%~10%质量分数范围时,所制备的硫氧镁基胶凝材料的耐水系数达到了0.85以上,表明该高抗折硫氧镁基胶凝材料具有较高的耐水性,完全适用于受水浸泡或处于潮湿环境的重要结构中.

不同水胶比混凝土内部温湿度长期变化规律研究

鉴于混凝土内部温湿度显著影响混凝土耐久性,为研究混凝土内部温湿度长期的变化规律,将不同水胶比混凝土放置于室内大气环境中,并测量其距离表面3 cm、5 cm、7 cm及9 cm处140 d内温湿度的演变规律.研究结果表明:正常室温条件下,混凝土内部温度变化主要受环境温度影响,且与环境温度变化趋势基本相同,浇筑完成7 d后内部温度与环境温度温差大约为2℃,60 d以后内外温差基本消失.高水灰比混凝土内部含水量充足,140 d内部相对湿度一直保持在85%以上;低水灰比混凝土内部含水量较少,早期相对湿度变化受水化耗水影响明显,混凝土内部相对湿度存在明显梯度差,5 cm、7 cm处相对湿度最低分别为60.18%和29.83%;随着水化作用进行,长期来看混凝土内部湿度逐步与环境湿度趋于一致.