超长侧链型聚羧酸梳形共聚物对水泥早期水化的影响

选用了一组超长侧链型聚羧酸梳形共聚物作为水泥体系的分散剂,通过水化热测定、强度试验和扫描电镜等表征手段,研究了超长侧链型聚羧酸梳形共聚物分散剂对水泥早期水化的影响。研究发现,超长侧链型聚羧酸梳形共聚物比普通聚羧酸梳形共聚物具有加速水泥水化、提高水泥基材料强度的作用。扫描电镜得到的形貌结果发现,超长侧链型聚羧酸梳形共聚物的掺入改变了水化产物的形貌,并且侧链越长,呈絮状的C—S—H凝胶和呈针状的钙矾石晶体明显增加。这说明超长侧链型聚羧酸加速了C—S—H凝胶和钙矾石晶体的形成,促进了水泥混凝土体系早期强度的形成。

液体速凝剂对水泥早期水化的影响研究

通过凝结时间、早期抗压强度、水化热、水化产物形貌等研究了液体速凝剂对水泥早期水化反应历程的影响。结果表明,使用液体速凝剂的水泥浆体在水化的初始阶段形成了大量的水化铝酸钙晶体及针棒状的钙矾石,从而促进了水泥浆体的凝结。液体速凝剂增加了水泥早期产物中铝酸盐与硫酸盐的比例,加快了钙矾石(AFt)转化为单硫型硫铝酸钙(AFm)的转化速度,缩短了诱导期,使水化加速期提前到来,从而促进了水泥砂浆早期抗压强度的发展。

水泥的最早期水化及表征

水泥自加水后至加速期开始之前阶段的水化特性,与水泥的流变性能密切相关,目前尚没有便捷的表征方法。为此提出了一种更适合于工程应用的该阶段水化程度试验方法和一个新的水泥质量指标——稠化指数。稠化指数可反映水泥最早期的水化程度(水化速率)和水化产物形貌。在对一个与减水剂相容性较差的水泥样品进行石膏优化试验时,同时检验稠化指数和砂浆扩展度。结果表明,当最早期的水化程度(水化速率)和水化产物形貌为水泥与减水剂相容性的主要影响因素时,稠化指数与减水剂相容性具有良好的相关性。因此,稠化指数可以用来表征水泥与减水剂相容性影响因素中,与最早期水化相关的影响因素,并进一步与新拌混凝土的流变性能相联系。

再生细骨料及其混凝土的微观结构特征

采用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射、显微硬度和氮吸附等微观测试方法研究了再生细骨料及其混凝土的微观结构特征。研究结果表明:再生细骨料是一种组成复杂的、具有一定水化活性的和高渗透性的人造骨料,其主要矿物相为SiO2、CaCO3以及少量的C2S。再生细骨料混凝土内部水泥石孔隙较多,结构密实性较差,同时其与再生细骨料间存在较为明显的界面过渡区,该界面过渡区宽度较大,且界面过渡区两侧的骨料和水泥石的显微硬度均较低。再生细骨料的多孔结构,以及再生细骨料混凝土内部水泥石和界面过渡区微观结构缺陷是导致其大孔增多的主要原因,大孔的增多会对混凝土抗渗性产生不利影响。

压应力对水泥硬化浆体显微结构的影响

主要研究外加荷载对水泥水化产物与显微结构的影响。以水泥石1 d龄期极限压应力的30%、50%和70%对水泥石施加压力,采用X射线衍射和偏光显微镜研究不同压应力作用下水泥水化的物相、孔分布以及产物分布,结合宏观力学性能的变化,探讨了外力作用下水泥水化过程中微结构形成机理。结果表明,只有当应力达到一定临界值后水泥石的强度才出现下降;压应力没有改变水化产物的类型,但对水化产物的颗粒形貌以及颗粒分布有明显影响。

早强快凝型聚羧酸减水剂的制备与表征

采用异丁烯聚氧乙烯基醚(HPEG-4000)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)等主要原材料,通过自由基溶液聚合制备早强快凝型聚羧酸减水剂。通过正交试验进行工艺优化,确定最佳工艺配方。采用红外光谱和凝胶渗透色谱对其结构进行表征,并对产品的性能进行测试。结果表明,该减水剂的最佳单体用量为:DAC、AMPS、SHS、TGA用量分别为聚醚大单体质量的2.0%、1.5%、1.5%、1.15%。该减水剂对水泥的水化具有促进作用,缩短水泥的凝结时间,提高早期强度,可以替代国外同类产品。

聚羧酸序列结构对水泥浆体早期性能的影响

通过测试不同序列结构的聚羧酸(PCE)在水泥浆体中的吸附特性,对水泥浆体流动度、水化放热速率、水化产物生成量、水泥水化产物形貌等的影响,揭示了PCE序列结构对水泥浆体早期性能的影响规律。结果表明:与无规PCE相比,嵌段PCE吸附量较大,吸附速率较快,因此,初始分散性较好,流动度损失较大。水化放热速率表明:掺嵌段PCE的水泥水化诱导期缩短、水化主放热峰出现得更早。XRD、SEM结果进一步表明:嵌段PCE加速了钙矾石和C-S-H凝胶的生成,同时促进了C_3A和C_3S的水化过程。