磷酸盐生物水泥劈裂强度和硬度改善的初步研究

以活性羟基磷灰石 (HAP ,Ca5(PO4) 3 OH)和磷酸盐生物水泥 (PBC)为基础 ,研究了碳纤维和原蚕丝纤维以及养护条件对水化试样的劈裂强度和表面硬度的改善 .实验结果表明 ,生物纤维和适宜的养护条件使水化试体的劈裂强度有一定的提高 ,Vickers硬度有较大的提高 ;用扫描电子显微镜 (SEM )和红外光谱 (IR)初步研究了纤维与水化产物之间的界面结构 ,发现纤维与生物水泥水化产物界面可能有不同程度的化学结合 .

环氧树脂混凝土阻尼性能的研究

本文采用自行设计组装的测试系统研究了集料级配、橡胶和界面处理对环氧树脂混凝土(EPC)减振阻尼性能的影响.结果得到的EPC,其阻尼比为0.02272和0.02188,相应的动弹性模量分别为25.16和26.70.

磷酸盐生物水泥劈裂强度和硬度改善的研究

本文主要以活性HAP(羟基磷灰石 :Ca5(PO4) 3OH)、磷酸盐生物水泥PBC为基础 ,研究了碳纤维、原蚕丝纤维和养护条件对水化试样的劈裂强度和表面硬度的改善。实验结果表明 ,生物纤维和适宜的养护条件使水化试体的劈裂强度有一定的提高 ,维氏硬度有较大的提高 ;用SEM和IR初步研究了纤维与水化产物之间的界面结构 ,发现纤维与生物水泥水化产物界面可能有不同程度的化学结合。

XPS对环氧树脂混凝土界面的表征

本文用X光电子能谱研究了环氧树脂混凝土(EPC)的界面状况和结合机理。结果表明,在所研究的EPC中,树脂对骨料的粘合是一种物理化学作用。由于Si、P等原子的相互扩散、渗透,在两个相界面上发生了Lowis弱酸碱反应。其中骨料呈酸性,为电子受体与钛酸酯偶联剂中()基团结合。

5CaO·SiO_2·P_2O_5结构族中的新数据

多年以来,许多科技工作者,特别是Korber,Tromel,Gunter,Negelschmidt 和Keppler,都对CaO-SiO_2-P_2O_5系统中的三元化合物5CaO·SiO_2·P_2O_5和7CaO·2SiO_2·P_2O_5进行过研究.Tromel还在1525℃以矿渣为原料合成了上述两个三元化合物.在我们的研究中,采用了溶胶-凝胶法,在CaO-SiO_2-P_2O_5系统中于低于1500℃的温度下得到了形式为“(4-6)CaO(1-2)SiO_2·P_2O_5”的属于5CaO·SiO_2·P_2O_5结构族的新数据.在研究中以Ca(NO_3)_2·4H_2O、H_3PO_4、和SiO_2溶胶为原材料.具体实验程序如下:

CaO-Al_2O_3-P_2O_5三元系统富铝区水硬活性的研究

首次研究了ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－Ｐ２Ｏ５三元相图中Ｃ１２Ａ７－Ｐ２Ｏ５连线附近富铝区域组成的水硬活性．讨论了高场强阳离子Ｐ５＋极化作用形成［ＰＯ４］３－四面体对体系相组成，进而对其水硬活性的影响．由所研制的磷铝酸盐水泥中，得到了新化合物———三元磷铝酸钙．通过ＸＲＤ，ＩＲ和电子探针微区分析（ＥＰＭＡ）等手段，证实了α－Ｃ３Ｐ和ＣＡ矿相在结构上的变化．由于三元磷铝酸钙化合物与改性α－Ｃ３Ｐ（３ＣａＯ·Ｐ２Ｏ５）和ＣＡ（ＣａＯ·Ａｌ２Ｏ３）以及适量的玻璃相的共同作用，在该区域可以得到早强。

氮吸附法研究早期磷铝酸盐浆体的孔结构

以吸附-凝聚理论为基础,利用氮吸附法(BET)对早期磷铝酸盐水泥(PAC)浆体的孔结构进行了测试研究,通过不同水灰比、不同龄期硬化PAC浆体的等温吸附曲线及吸附回线的线型,分析了其氮吸附特点,并根据孔比表面积和孔分布等孔结构参数,对其早期微观结构进行了分析.

新型磷铝酸盐水泥抗硫酸盐侵蚀性能

初步研究了磷铝酸盐水泥(phosphoaluminate cement,PALC)的抗硫酸镁侵蚀性能,同时与硅酸盐水泥(portland cement,PC)浆体进行了比较,并利用X射线衍射、核磁共振等测试方法对水泥水化浆体微观组成进行分析。结果表明:PLAC呈现优异的力学性能和抗硫酸盐侵蚀的能力。在硫酸镁溶液中腐蚀360,510d时,PALC砂浆的抗蚀系数分别高达0.99和0.95,比PC的分别高出了27%和46%;以PC和PALC标准养护28d时的抗压强度为基准,PC的抗压强度的下降率分别为14.0%,24.2%,PALC的抗压强度下降率则仅为8.6%,14.5%。在腐蚀龄期为360,510d时,对比腐蚀前后水泥砂浆试样的弹性模量,PLAC砂浆的弹性模量的下降率仅为2.42%和7.79%,PC的则达到了22.48%和24.17%。PALC的水化产物中不含有Ca(OH)2和钙钒石,其水化产物主要是羟基磷灰石、水化磷铝酸盐凝胶及水化磷酸盐凝胶。由于水化产物中同时存在的水化磷铝酸盐凝胶及水化磷酸盐凝胶之间可以纵横交联形成致密的网络结构,改进PALC的物理性能,有效地阻止外界离子的侵入,因此,PALC具有更好的耐硫酸盐侵蚀性能。

复合磷铝酸盐-硅酸盐水泥的早期水化行为

主要研究了复合磷铝酸盐-硅酸盐熟水泥新拌和硬化浆体早期水化行为以及外加剂(N B)掺量对相应参数的影响,并与52.5级硅酸盐水泥浆体的相应行为进行了比较。测定了外加剂(N B)掺量对净浆和砂浆1d和3d强度,分析了新拌和硬化磨细浆体悬浮溶液的pH值、ζ电位和离子电导(K);并运用分光光度法和比尔定律研究了浆体中犤C a2+犦和犤A lO4犦5-溶出浓度的规律同时用X R D半定量分析了浆体早期的水化程度。硬化浆体粉末悬浮液的ζ电位、离子电导(K),犤C a2+犦和犤A lO4犦5-离子的溶出浓度的研究结果综合表明:外加剂掺量为水泥的0.15%～0.21%范围内时各早期水化行为呈现出最佳值:复合水泥浆体1d,3d和7d中A lite的水化程度较硅酸盐水泥浆体相应龄期分别提高了35%,33%和49%;净浆和砂浆1d抗压强度较同龄期硅酸盐水泥浆体分别增长了3%～15%和10%～17%;3天净浆强度增长了9%～19%;与此同时,浆体溶液的pH值维持在11.6～11.75;与此同时,复合浆体的凝结时间随外加剂掺量有所增长,但仍在国标范围内,而且终凝时间较PC短。复合水泥新拌浆体悬浮液的犤C a2+犦的比浓度和溶液离子电导分析表明:复合水泥诱导期出现的时间较PC的缩短了1倍,并且加速期较PC约提早2h出现;而且诱导期和加速期之间,溶液中犤C a2+犦浓度差明显小于PC的。这?

掺磷铝酸盐水泥的矿渣硅酸盐水泥水化行为

主要研究了掺入磷铝酸盐特种水泥 (PALC)后矿渣硅酸盐水泥 (SC)的水化行为 ;通过混凝土实验 ,探讨了在磷铝酸盐水泥作用下混凝土的力学性能变化 .掺磷铝酸盐水泥后的矿渣硅酸盐水泥 2 8d胶砂抗压强度可提高 8～ 1 4MPa.利用DSC ,XRD ,SEM ,IR等分析手段 ,对该复合水泥水化浆体的结构、形貌进行研究 .IR分析表明 ,复合水泥浆体水化产物相晶体结构的对称性较SC的高 ,由此可推测其稳定性增强 ,浆体耐久性好 .SEM表明 ,水化浆体中的C S H凝胶交织成网络状 ,结构致密 .

磷铝酸盐水泥早期水化过程研究

研究磷铝酸盐水泥早期水化过程,并探讨其水化机理。利用无电极电阻率测定仪(ERM)、交流阻抗谱测定仪(EIS)和水泥水化热测试仪(HHT)分析水化过程的电性能和水化放热率变化规律,并将3种测试手段相结合研究早期水化特性。研究结果表明:电性能和放热率变化可用来描述磷铝酸盐水泥早期水化进程,且可将水化进程分为溶解期、诱导期、加速期和减速期4个阶段;体系电阻率和放热量随水化程度增加而增大,其相应微分曲线变化反映了其特有的水化反应特征;而交流阻抗谱图主要表现为Nyquist图形和电阻的变化;磷铝酸盐水泥早期水化的电性能和放热率变化是其特有的水化产物和水化过程的体现。

硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥水化动力学的研究

研究了石膏掺量为3.5%(以SO3计,质量分数,下同)、磷铝酸盐水泥熟料掺量为10%的硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥的力学性能和水化动力学,测定了该复合水泥在不同水化时间下的Ca2+和[SiO4]4-溶出浓度、相应的电导率及pH值.研究结果表明,磷铝酸盐水泥的掺入不仅可以提高硅酸盐水泥的水化硬化速率,而且能使硅酸盐水泥的早期以及后期强度有不同程度的提高.该复合水泥水化硬化浆体的Ca2+和[SiO4]4-的相对溶出浓度、电导率及pH值均较同龄期的硅酸盐水泥低,说明该复合水泥的水化产物较为稳定,不易溶解,而且碱性较低.硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥的水化历程与硅酸盐水泥相同,经历5个阶段,即初始期或预诱导期、诱导期、加速反应期、减速反应期和稳定期.加速反应期的水化主要由成核反应控制,而稳定期的水化主要由扩散过程控制.

磷铝酸盐水泥浆体抗碳化性能的研究

应用定量X射线衍射(QXRD)和电子探针微区分析技术,从微观角度考察了磷铝酸盐水泥(phosphoaluminate cement,PALC)浆体的碳化程度.通过对浆体的Ca2+溶出浓度、离子电导、在设定条件下浸出溶液的pH值和孔结构分析,探索了浆体的抗碳化机理.将上述研究与相应的硅酸盐水泥(PC)和硫铝酸盐水泥(SALC)浆体试样进行了比较,结果表明:在CO2(质量分数)>90%、相对湿度为(50±2)%的情况下,经碳化后的PALC浆体强度相对稳定:碳化45d时其抗压强度损失率为4.5%,而SALC和PC浆体抗压强度损失率分别达到了13.4%和29.1%.PALC浆体的碳化系数α为0.030,PC和SALC浆体的α分别为0.092和0.118,后两者分别是前者的3.08及3.94倍.

MgO对磷铝酸盐富玻璃相水泥熟料相组成及水化性能的影响

本工作利用XRD ,IR ,DTA及EMPA技术 ,研究了含氧化镁磷铝酸盐富玻璃相水泥的合成、相组成及水化活性 ,并系统讨论了MgO对熟料相组成及水化活性的影响 .结果表明 ,通过掺加适量的MgO ,可在 14 5 0℃合成结合磷铝酸盐水泥与玻璃水泥的一种新的水泥体系———磷铝酸盐富玻璃相水泥 ,该水泥熟料以玻璃体为主 ,少量晶相为CA及CxP ,其水化产物相结构稳定 ,浆体具有早强。

磷铝酸盐水泥耐水性研究

通过测定力学性能、离子溶出浓度等耐水性指标,研究了磷铝酸盐水泥的耐水性,并将其耐水性与普通硅酸盐水泥的耐水性进行对比。结果表明:磷铝酸盐水泥具有较普通硅酸盐水泥更为优良的耐水性。同时借助于XRD、SEM、压汞测孔法及ζ-电位等测试技术分析了磷铝酸盐水泥的耐水性机理。

磷铝酸盐水泥耐高温性能的初步研究

采用工业原料配制出具有良好耐高温性能的水硬性磷铝酸盐耐火水泥 ,研究了该水泥的高温体积收缩和抗压强度。结果表明 ,水泥中主要的耐高温相有新三元化合物L相、二元化合物CXP以及CA2 ,在 1 50 0℃ ,其抗压强度可高达 60 7MPa。借助XRD和SEM分析了磷铝酸盐水泥的耐高温机理。

改性硅酸盐水泥浆体的耐水性

研究了磷铝酸盐水泥(phosphoaluminate cement,PALC)改性的硅酸盐水泥(portland cement,PC)浆体的耐水性及其耐水机理.以胶砂力学强度、净浆耐水性指数、Ca2+及[AlO4]5-的溶出浓度3项指标评价了浆体的耐水性.结果表明:质量分数为3%～5%PALC改性的PC样品经水浸蚀1,90 d后的耐水性指数较PC的分别提高了66.7%和60.8%.改性PC样品水浸蚀1,90 d的抗压强度较PC的分别提高了90.1%和64.5%.改性PC样品浸水1,90 d Ca2+溶出浓度分别为PC的67.9%和66.4%,[AlO4]5-溶出浓度分别为PC的49.10%和50.2%.与PC样品比较,PALC改性PC样品的耐水性提高主要是由于形成了更为稳定的水化产物,而且水化产物凝胶相增多,Ca(OH)2量减低;浆体溶液的ζ电位低以及小于30 nm孔的体积增大.

磷铝酸盐与硅酸盐复合水泥耐水性初探

对磷铝酸盐与普通硅酸盐复合水泥的耐水性进行研究 ,通过X射线衍射、扫描电子显微镜等手段进行机理分析 ,结果表明 :由于磷铝酸盐水泥具有吸收水化浆体的OH-离子生成C -A -P -H、C -P -H凝胶的功能 ,使磷铝酸盐水泥比普通硅酸盐复合水泥水化快 ,硬化浆体形成一种晶体加凝胶体的致密结构 ;磷铝酸盐与硅酸盐复合水泥浆体中生成较多的结晶度高、稳定性好的AFt,没有发生AFt向AFm的相转化 。

磷铝酸盐水泥混凝土抗渗性能研究

研究了磷铝酸盐水泥(PAC)混凝土表面透气、表面吸水、水渗透和氯离子渗透性能,并对它们的机理进行了探讨.利用X射线衍射仪(XRD),全自动孔隙分析仪(MIP)和电化学工作站(EIS)对混凝土水化产物的物相组成、孔结构特性和电性能进行了分析.结果表明:磷铝酸盐水泥混凝土具有较佳的表面性能、抗水渗透和抗氯离子渗透性能,养护28d的PAC混凝土表面透气系数为0.0137×ln(p/mbar)/min,表面吸水系数约为0.0456×10^(-7)m^3/min^(0.5),相对渗水系数约为2.99×10^(-9)mm/s,氯离子扩散系数约为1.61×10^(-12)m^2/s.这是由于磷铝酸盐水泥水化机理和水化生成物不同于硅酸盐水泥造成的.随着养护龄期的增长,PAC的水化生成物增多,结构更加致密,混凝土抗渗性能亦随之提高.

微波煅烧硅酸盐水泥的研究

用微波在 1 370℃ ,1 40 0℃ ,不同生料组成下煅烧了硅酸盐水泥 ,并与在 1 45 0℃的电炉煅烧进行了比较。结果显示 :微波煅烧比电炉煅烧的温度至少降低 5 0℃ ,煅烧时间减少约 70 %。微波煅烧(1 40 0℃ ,1 0min)水化活性优于电炉煅烧 (1 45 0℃ ,30min) ,强度也提高。同种生料 ,两种不同煅烧模式得到的熟料中 ,其四大矿物 (C3S ,C2 S ,C3A ,C4 AF)是相同的 ,阿利特相结构都属于Ⅲ型和Ⅰ型单斜晶系 ,但微波煅烧的熟料中硅酸盐矿物 (C3S+C2 S)总含量提高了约 1 0 % ,晶体的尺寸较小且比例较高 ,中间相 (C3A+C4 AF)的含量降低了约 1 0 % ,黑色中间相的尺寸有增大趋势。结果还表明 ,适宜的组成有利于微波烧成硅酸盐水泥 ,并且其矿物形成过程也不同于电炉煅烧。