普通硅酸盐水泥替代低碱水泥可行性试验研究

本文针对兰州中川机场三期扩建工程中低碱水泥供应不足、成本高的问题,进行普通硅酸盐水泥替代低碱水泥的可行性试验研究。研究表明:用普通硅酸盐水泥替代低碱水泥在兰州中川机场三期扩建工程中是可行的,可以保证工程质量、降低成本、加快施工进度。同时,通过合理控制混凝土中最大碱含量和采用掺加粉煤灰等措施,可以避免碱骨料反应和其他问题,从而顺利完成工程任务。

粉煤灰及硅灰对普通硅酸盐水泥性能的影响

为了更好地研究硅灰和粉煤灰对普通硅酸盐水泥早期性能的影响,将两种掺合料按不同配合比进行试验,以胶凝材料配合比作为变化参数,通过实验室研究普通硅酸盐水泥的早期强度及早期流动度随不同含掺量的变化情况。试验研究表明,随着硅灰的增加,普通硅酸盐水泥的抗压强度、抗折强度从整体来看,都有先短暂上升后下降的趋势;随着粉煤灰的增加,普通硅酸盐水泥的抗压、抗折强度从整体来看都有下降的趋势,可以有效降低普通硅酸盐水泥早期流动度。

普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合材料性能研究

研究探讨了普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合材料的性能,以评估不同掺量对其力学特性和凝结特性的影响。研究中,选用P·O42.5等级普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥作为主要原材料,通过改变普通硅酸盐水泥的掺量(0%,10%,20%,30%,40%),制备了不同配比的复合水泥样品。实验包括标准稠度用水量、凝结时间、抗压强度、抗折强度及劈裂抗拉强度测试。结果表明,普通硅酸盐水泥的添加量对复合材料的力学性能和凝结特性具有显著影响。标准稠度用水量在普通硅酸盐水泥掺量为20%时达到最高,凝结时间随着掺量的增加而缩短。抗压强度和抗折强度在掺量为20%时表现最佳,而过高掺量则导致强度下降。劈裂抗拉强度在20%掺量时达到峰值。综上所述,20%为普通硅酸盐水泥最佳添加量,能够有效提升复合材料的整体性能。

聚羧酸系减水剂对普通硅酸盐水泥及硫铝酸盐水泥性能的影响研究

本研究选取普通硅酸盐和硫铝酸盐水泥体系作为研究对象,通过调配聚羧酸减水剂的添加量,系统地研究其对这两种水泥体系施工性能的影响。试验发现,聚羧酸减水剂具有良好的减水性。随着PCE掺量的增加,两种水泥体系的凝结时间增大;两种水泥的流动性随着PCE掺量的增加而增大,PCE掺量分别为0.50%和0.40%时,其减水率达到饱和点;在减水率达到饱和点之前,两种水泥的抗压强度不断增加;聚羧酸减水剂与两种水泥都具有良好的适配性。

高贝利特硫铝酸盐水泥—普通硅酸盐水泥复合胶凝材料体系性能研究

为进一步提升高贝利特硫铝酸盐水泥(HBSAC)与普通硅酸盐水泥(P·O)的性能,获得性能优异、经济性较好的新型胶凝材料,开展了HBSAC和P·O的复配研究。研究了不同复配合比例HBSAC-P·O复合胶凝材料的物理性能、力学性能和干缩性能,结合水化产物的形成分析,阐明了HBSAC-P·O复合胶凝材料体系的水化机理。结果表明:在HBSAC中加入P·O,复合胶凝材料的标准稠度用水量减少,凝结时间延长,干缩率增加,后期强度增加的同时早期强度降低;在P·O中加入HBSAC,复合胶凝材料的标准稠度用水量减少、凝结时间缩短,干缩率降低,但是其早期强度并未得到提升;HBSAC-P·O复合胶凝材料的水化机理在于削弱了硫铝酸盐矿物的早期水化作用,降低了早期强度;增强了硅酸盐矿物的后期水化作用,提高了后期强度。

黄原胶对普通硅酸盐水泥性能的影响及机理研究

大多数缓凝剂的调节作用随环境温度升高而下降,严重影响了固井工程、地热工程等高温作业的施工进程和安全性。现有耐高温缓凝剂多为合成高分子型,成本高、易造成污染,不符合当代“双碳”目标的发展需求。本文研究了一种普通硅酸盐水泥用天然耐高温缓凝剂—黄原胶,通过凝结时间、流动度、力学性能、X-射线衍射、流变等表征方法,研究了在20~80℃温度范围内黄原胶的粘度变化及其对水泥浆和易性和力学性能的影响。结果表明:黄原胶具有稳定的溶液表观粘度和分子结构,使其在高温下具有稳定的缓凝和增稠效果。此外,黄原胶丰富的极性官能团可通过螯合Ca2+来延缓水泥水化进程,这种延迟效应几乎不会造成强度损失。黄原胶对开发用于各种特殊环境下的水泥基复合材料具有重要意义。

普通硅酸盐P·O 42.5级水泥抗裂性控制指标研究及工程实践

以广泛使用的普通硅酸盐P·O 42.5级水泥为对象,针对部分工程监测出现的异常结果,反向收集了不同工程3年内的原材料及数据开展了室内试验研究与统计分析。结果表明,即便在控制P·O 42.5级水泥比表面积≤350 m2/kg、碱含量≤0.60%、C3A含量≤8%,且不同批次水泥的上述指标相对稳定的情况下,水泥3 d胶砂强度之差可达到12.5 MPa,相同工况条件下1.2 m厚侧墙温升值之差可达到17.1℃,水泥早期水化速率、放热量及早期胶砂强度随着C3S/C2S的增加而显著增大。因此,在控制水泥比表面积、碱含量、C3A含量的基础上,建议进一步控制水泥C3S/C2S不超过4.0,水泥3 d胶砂强度宜为25~28 MPa,不应超过30 MPa。

表面修饰聚羧酸醚的层状双金属氢氧化物的合成、表征以及在普通硅酸盐水泥中的应用

采用聚羧酸醚(PCE)对镁铝层状双金属氢氧化物(MgAl-LDH)进行表面修饰,制备了聚羧酸醚修饰的层状双金属氢氧化物(PCE-LDH)纳米颗粒作为硅酸盐水泥的早强剂。XRD表征表明,PCE修饰在LDH表面,并没有插入到LDH的层间;粒径分析表明,PCE-LDH具有良好的热稳定性;进一步研究了PCE在LDH表面上的吸附量对其提高水泥水化性能的影响,水泥的水化放热曲线表明,当PCE在LDH表面上的吸附量为1%时,PCE-LDH能够明显提前水化时间并提高水泥水化放热峰的强度;PCE-LDH的掺加量为0.35%即可明显提高水泥砂浆的早期抗压强度;SEM和EDX结果进一步表明,PCE-LDH的掺加能够使水泥在水化早期形成更多的水合硅酸钙(C-S-H),从而提高其抗压强度。

改性磷石膏在普通硅酸盐水泥中的应用

通过小磨试验研究了改性磷石膏对普通硅酸盐水泥凝结时间及强度的影响,确定了冬夏两季应用改性磷石膏生产水泥的配比。生产实际表明,应用pH值为7~13的磷石膏生产的水泥产品完全满足国家标准要求,凝结时间可调控范围宽;应用改性磷石膏既消化了工业生产废渣,又降低了生产成本,带来了较好的社会效益与经济效益。

普通硅酸盐水泥和低碱度硫铝酸盐水泥复配胶凝体系性能研究

为满足不同的工程需要,制备不同水泥基快硬早强混凝土,研究了纯P·O、纯L·SAC和P·O-L·SAC复配胶凝体系标准稠度用水量、凝结时间和抗压抗折强度等性能,以及它们与不同外加剂之间的相容性。结果表明,在P·O-L·SAC复配胶凝体系中,随L·SAC掺量的增大,其标准稠度用水量先升后降,而初凝及终凝时间则是先缩短后延长,且掺量为60%时,复配胶凝体系急凝,初、终凝时间仅有7min、10min,抗压强度、抗折强度最低;20%P·O+80%L·SAC复配胶凝体系具有最佳的早期强度,并且3 d和28 d强度稳步增长;对硅酸盐水泥基、硫铝酸盐水泥基及复配水泥基快硬早强混凝土而言,可分别选用纳m晶核类早强剂、三乙醇胺类早强剂和复合无机盐类早强剂。

普通硅酸盐水泥中粒化高炉矿渣组分的研究

在水泥熟料中掺入不同品种和含量的混合材具有改善水泥物理性能及调节水泥标号的作用。国内水泥生产企业多以掺入粉煤灰、粒化高炉矿渣、石灰石中的一种或多种组分为主,如普通硅酸盐水泥,规定混合材的总量不大于20%,超过此限量将判定为不合格品,因此准确测定水泥中各组分的测定是十分必要的。GB/T 12960-2019《水泥组分的定量测定》于2020年9月正式实施,该标准中的检测方法具有科学性、准确性、适应性。本文着重对粒化高炉矿渣组分进行研究,取不同地区的粒化高炉矿渣进行组分测定试验,结果表明掺入含量与实测含量有一定误差,可能与粒化高炉矿渣品质有关。在实际生产中,水泥企业需以实际测定结果为准,同时应加强水泥中混合材种类和掺量的监督,切实提高水泥产品质量。

特种水泥对普通硅酸盐水泥性能的影响

普通硅酸盐水泥凝结时间缓慢限制了其应用范围,采用在普通水泥中加入特种水泥(高铝水泥和快硬硫铝酸盐水泥),研究其对普通水泥性能的影响。用电阻率、孔结构、XRD以及DSC-TG对普通水泥-特种水泥复合体系进行研究,结果表明:加入一定量的特种水泥,改变了早期水化产物的组成,大幅度缩短了普通水泥的凝结时间,复合体系28d强度未出现倒缩,但水化3d浆体有害孔数量增加。

普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复配改性灌浆材料性能研究

普通硅酸盐水泥作为灌浆材料普遍存在凝结时间过长、早期强度不高的缺陷,不能完全满足灌浆的要求。针对普通硅酸盐水泥的这种不足,采用凝结时间快、早期强度高的硫铝酸盐水泥与之复配,在此基础上加入高效减水剂对复配体系进行改性,使普通硅酸盐水泥的灌浆特性有了明显改善,既改善了流动性,又较好地兼顾了凝固时间和强度特性。上述复配改性方案较好地满足了灌浆工程要求,可望在实际工程中加以应用。

工业废渣代替粘土生产普通硅酸盐水泥的研究

叙述了利用工业废渣煤矸石、磷渣、锰渣、磷石膏、液态渣代替粘土生产普通硅酸盐水泥的试验。结果表明水泥中工业废渣的掺量超过 5 0 % ,其 3d抗压强度达 32 .1MPa,2 8d抗压强度达5 8.6 MPa。用此种工艺可生产 5 2 5 R早强水泥。

水化普通硅酸盐水泥颗粒吸附水中磷酸盐研究

以水化普通硅酸盐水泥颗粒为吸附剂,研究了时间、温度和粒径等因素对其吸附PO34-效果的影响.结果表明:在20℃,粒径0.51.0mm,初始PO34-质量浓度100mg/L条件下,水化普通硅酸盐水泥颗粒吸附平衡时间为192h,平衡吸附量高达16.06mg/g;经0.25mol/L盐酸活化后,水化水泥颗粒对PO34-的平衡吸附量增至18.54mg/g;粒径2.03.0mm的颗粒对PO34-的吸附效果优于0.51.0mm和5.06.0mm的颗粒.吸附过程遵循假二级动力学模型,符合Freundlich等温方程.热力学解析的结果表明:酸活化水化水泥颗粒吸附PO34-时焓变ΔH=7.56kJ/mol,熵变ΔS=0.041 6kJ/(mol.K);4,20℃的吉布斯自由能ΔG分别为-3.98,-4.65kJ/mol;酸活化水化水泥颗粒对PO34-的吸附是一个以吸热、化学吸附为主,熵推动且自发的过程.

普通硅酸盐水泥及碱激发水泥固定铬渣的毒性浸出比较

为了比较普通硅酸盐水泥、掺加矿渣的硅酸盐水泥和碱激发水泥3种胶凝材料对铬渣的稳定固定化效果,采用硫酸硝酸法、TCLP毒性浸出法以及半动态浸出法对固定化试件总铬和六价铬的浸出规律进行实验研究.结果表明,铬渣的掺入对普通硅酸盐水泥水化反应产生负面影响,当铬渣掺量从20%增加到45%时,试件抗压强度由50.4 MPa下降到25.8 MPa;浸出液中总铬和六价铬的浓度随着铬渣掺量的增加而增加.用矿渣代替部分普通硅酸盐水泥,能够提高对铬渣中铬的固定效果,当矿渣掺量为45%时,固定效果最佳.碱矿渣水泥对低掺量的铬渣有较好的固定效果,但当铬渣掺量超过35%时,浸出液中铬的浓度大幅度增加.

普通硅酸盐水泥对石膏基自流平砂浆性能的影响

通过向高强石膏基自流平砂浆和脱硫石膏基自流平砂浆中掺入5%的普通硅酸盐水泥,研究普通硅酸盐水泥对两种石膏基自流平砂浆工作性能、力学性能、耐水性能、收缩性能和微观性能的影响。结果表明掺入5%的普通硅酸盐水泥能够显著提高石膏基自流平砂浆的流动度,同时普通硅酸盐水泥缩短了高强石膏基自流平砂浆的凝结时间,延长了脱硫石膏基自流平砂浆的凝结时间。掺入5%的普通硅酸盐水泥能够提高石膏基自流平砂浆的抗折强度、抗压强度、拉伸粘结强度和耐水性能,但是普通硅酸盐水泥会降低石膏基自流平砂浆的膨胀率。最后通过SEM、XRD、TG/DTA微观测试手段发现普通硅酸盐水泥的掺入使得石膏基自流平砂浆形成以二水石膏为主体,并伴有水化硅酸钙及细集料的硬化体。

硅粉在普通硅酸盐水泥中合理掺量的试验研究

研究了硅粉对普通硅酸盐水泥性能的影响,结果表明,水泥净浆的用水量会随着硅粉的掺量呈现规律性增长趋势,掺入适量粉煤灰可有效改善缺陷。从水泥净浆的强度测试结果,结合水泥净浆粘度随硅粉掺量大小的变化情况,综合选定硅粉在普通硅酸盐水泥中的合理掺量范围为5%-10%,为进一步进行硅粉高性能水泥的研制提供了试验依据。

矿物掺合料对硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥复合体系性能的影响

研究了矿粉、硅灰和粉煤灰3种矿物掺合料对硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥复合体系的标准稠度用水量、凝结时间、水化放热、胶砂抗折及抗压强度、砂浆干缩率、抗硫酸盐侵蚀性能和水化产物的影响。结果表明:随矿物掺合料掺量的增加,复合体系的标准稠度用水量增大,凝结时间延长;掺加矿物掺合料后水化放热峰出现时间延后,总水化放热量减少,其中掺加矿粉和硅灰的试件初期水化速率减慢程度较掺加粉煤灰试件更明显;3种矿物掺合料对复合体系强度的影响差别较大,掺加3%硅灰的试件3 d抗压强度增长较快;硅灰的掺加会使砂浆干缩率增大,矿粉、粉煤灰的掺加可以减小砂浆试件的干缩;矿物掺合料的掺加会提高胶砂试件抗硫酸盐侵蚀性能,掺粉煤灰的试件抗硫酸盐侵蚀性能最好。

热处理水滑石对普通硅酸盐水泥和碱矿渣水泥抗碳化性能的影响

热处理水滑石(CLDH)由水滑石(LDH)在一定温度制度下焙烧得到。采用X射线衍射(XRD)分析方法,分别研究了普通硅酸盐水泥(OPC)和碱矿渣水泥(ASC)的模拟孔溶液掺入的CLDH在碳化环境中的结构重建现象。分析结果表明:在上述两种溶液中,CLDH可以吸附大量的CO 2,均具有较强的结构重建能力。证明了CLDH通过离子交换原理改善OPC及ASC抗碳化性能的可行性。将CLDH分别掺入普通硅酸盐水泥胶砂(OPCM)和碱矿渣水泥胶砂(ASCM),研究了CLDH对所制备胶砂的碳化深度以及碳化前后的抗折、抗压强度。试验结果表明:CLDH显著改善OPC的抗碳化性能,且最适宜掺量为2%;但对ASC的抗碳化性能改善作用有限,且对抗折强度不利。