改性磷石膏对超硫酸盐水泥水化特性的影响

本工作研究改性磷石膏对超硫酸盐水泥(SSC)早期水化热、强度、孔溶液pH值、水化产物和微观形貌的影响。与通用硅酸盐水泥(CPC)体系相比,SSC体系早期水化速率较慢、水化热较低、诱导期延长,第二放热峰出现延后,表现出较低的早期水化特性,磷石膏的改性方式可调控早期水化速率和体系水化活性。SSC体系主要水化产物为钙矾石和C-S-H凝胶,浆体pH值稳定在11,其强度与磷石膏特性有关,煅烧处理可提高其中后期强度,而石灰中和处理可提高全龄期强度。磷石膏经处理后,活性增加,产生更多的AFt和C-S-H凝胶,使其结构密实、强度增加。

纳米二氧化硅对超硫酸盐水泥中石膏最佳掺量的影响

超硫酸盐水泥(SSC)中石膏存在最佳掺量,纳米二氧化硅(NS)虽然可以提高超硫酸盐水泥强度,但是对石膏与铝相水化反应具有抑制作用,导致石膏最佳掺量发生改变。因此,探究NS改性条件下的石膏最佳掺量,有望进一步提高SSC性能。本文通过改变掺入与未掺入3%(质量分数)NS的SSC中石膏掺量(5.0%~15.0%,质量分数),研究其对SSC力学性能及微观性能的影响。结果表明,未掺加NS时,SSC整体强度发展缓慢,反应1 d时,强度随石膏掺量的增加呈下降趋势,石膏最佳掺量为7.5%。掺入NS后,SSC强度显著提升,3~28 d强度增幅达100%~200%,石膏最佳掺量呈增加趋势,当石膏掺量为15.0%(本文设计最大掺量)时,强度最大。NS延缓石膏消耗,抑制钙矾石生成,但不影响最终石膏消耗量;加入NS后,SSC化学结合水含量、石膏消耗量呈增加趋势,表明体系对石膏的需求量增加。本文通过探究NS改性SSC中的石膏最佳掺量变化,为进一步降低矿粉用量、提高SSC绿色低碳性提供新思路。

超硫酸盐水泥制备高性能混凝土的研究与应用

环境问题和温室效应已经成为威胁人类生存的重大挑战。在当今社会,人们越来越意识到环境问题的紧迫性。水泥基材料是目前使用最广泛的人造材料之一,然而,水泥产业的高能耗和高污染对水泥混凝土在低碳经济时代的可持续发展产生了严重影响。水泥行业一直以来都是高能耗、高污染的行业之一。因此,如何降低水泥行业的能源消耗、减少水泥用量以及提高工业废弃物的利用率成为水泥行业发展的重要方向。

高硅砂岩配料生产高抗硫酸盐水泥熟料的实践

埃及B.S项目根据业主要求生产高抗硫酸盐水泥熟料,铝酸三钙含量要求小于3.0%。回转窑设计产能6 000 t/d,目前稳定运行在6 500 t/d。本文重点介绍利用高硅砂岩生产高抗硫酸盐水泥熟料生产工艺及遇到的问题总结。

硝酸钙对超硫酸盐水泥强度的影响

超硫酸盐水泥是一种环境友好的胶凝材料,但存在早期强度低的缺陷。为探索超硫酸盐水泥早期强度的提高途径,研究了硝酸钙掺量对超硫酸盐水泥强度的影响,并通过离子浓度、X射线衍射仪(XRD)、孔结构、扫描电镜(SEM)等分析方法对硝酸钙影响水泥强度的机制进行了探讨。结果表明,硝酸钙掺量从0提高到2.0%,超硫酸盐水泥3 d强度提高尤为明显,且其后期强度仍有较大提高。其中,3 d龄期最佳掺量为1.5%,7 d、28 d和90 d龄期最佳掺量为1.0%。硝酸钙的增强作用主要可归因于其能提高水泥的水化速率,降低水化体系的碱度,促进钙矾石由细针状向短柱状转变,并降低水泥的孔隙率。掺入硝酸钙是提高超硫酸盐水泥强度的有效途径。

磷石膏基超硫酸盐水泥水化过程中胀缩行为研究

磷石膏基超硫酸盐水泥(PSSC)水化时存在体积胀缩行为,这种行为对工程建筑的稳定性是否产生不利影响尚不明确,因此明晰该行为的产生机制至关重要.为探究PSSC的胀缩机制,开展了“恒体积法”膨胀力、体积胀缩量、水化热、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)试验,研究水化热、失水率、各水化产物的含量、水化物的晶体形态对体积胀缩的影响;通过汞孔隙法(MIP)进一步揭示胀缩行为对结构孔隙的影响.结果表明:水化前期,水化温度急剧上升,水化产物中钙矾石呈放射状生长,引起PSSC迅速膨胀;水化中期,PSSC的膨胀速率随着钙矾石生成速率的减缓而降低;水化后期,PSSC体系的持续失水导致其体积略有回缩.MIP结果进一步证明,胀缩行为使得孔隙结构更加密实.

硫酸亚铁和硝酸钙对超硫酸盐水泥强度的影响

采用矿渣制备了超硫酸盐水泥,研究了硫酸亚铁和硝酸钙的掺量和掺加方式对超硫酸盐水泥3 d、7 d、28 d和90 d抗压、抗折强度的影响。结果表明:单掺适量硫酸亚铁时,超硫酸盐水泥各龄期的抗压、抗折强度均有所提高,但掺量过大(>0.5%)时对早期(3 d)抗压、抗折强度不利;单掺硝酸钙时,超硫酸盐水泥各龄期的抗压、抗折强度均有所降低;复掺硫酸亚铁和硝酸钙时,超硫酸盐水泥各龄期的抗压、抗折强度较未掺和单掺时均有明显提高,其中,复掺1.5%硫酸亚铁和2.0%硝酸钙对强度的提高效果最好。

缓凝型超硫酸盐水泥及在水泥稳定碎石中的应用

本文针对公司在道路施工中使用的水泥稳定碎石存在的开放时间短、成本高等问题,采用正交试验方法,试验了缓凝型超硫酸盐水泥的材料组成及配合比,并在水泥稳定碎石中代替PSA32.5型普通水泥。试验表明:缓凝型超硫酸盐水泥应用在水泥稳定碎石中,整体性好,强度高,凝结时间长,适用于多层摊铺,能够缩短施工周期,降低施工及养护成本,可完全替代普通水泥。

含不同石膏种类的超硫酸盐水泥的水化行为

针对不同石膏对超硫酸盐水泥水化行为的影响,测试了分别掺有硬石膏、二水石膏和磷石膏的超硫酸盐水泥的各龄期抗压强度,对比了其早期放热速率及放热曲线的差异,以及水化产物相的变化.结果表明:上述3类超硫酸盐水泥3d抗压强度均为14MPa左右;磷石膏基超硫酸盐水泥28,90d抗压强度分别为41.2,49.1MPa,明显高于其他两种水泥.超硫酸盐水泥早期强度主要受水化速率的影响.后期强度测试结果表明,磷石膏的激发效果优于硬石膏及二水石膏,用其制备的水泥浆体后期形成更多的水化硅酸钙与钙矾石,硬化浆体更加密实.

超硫酸盐水泥的水化产物及孔结构特性

采用抗压强度试验、X射线衍射分析、电镜扫描及压汞仪法等测试技术,测试和分析了超硫酸盐水泥在不同龄期的强度、水化产物及孔结构,并将其与普通硅酸盐水泥、矿渣水泥对比,探讨超硫酸盐水泥的水化机理。研究结果表明,超硫酸盐水泥早期强度较低,但后期强度发展快,28d强度高于42.5普硅水泥;超硫酸盐水泥的主要水化产物为水化硅酸钙、钙矾石及少量石膏晶体,未见普硅水泥及矿渣水泥的主要水化产物氢氧化钙;90d时,超硫酸盐水泥硬化浆体的阈值孔径、最可几孔径、中孔孔径及平均孔径均小于普硅水泥和矿渣水泥,具有更小的孔隙率和更高的密实度,有效地促进了超硫酸盐水泥后期强度的增长。

同等P2O5掺量下,不同石膏对超硫酸盐水泥水化机理的影响

研究了同等P_2O_5掺量下的磷石膏、硬石膏和二水石膏对超硫酸盐水泥(SSC)水化机理的影响,其中硬石膏与二水石膏中的P_2O_5以可溶性分析纯P_2O_5形式掺入。测试了3个系列SSC净浆试件各龄期抗压强度和孔溶液p H值,对比了其早期水化放热过程的差异,采用XRD、SEM分析了其水化产物相及微观形貌。结果表明:外掺分析纯P_2O_5的硬石膏基和二水石膏基SSC各龄期抗压强度与孔溶液p H值接近;与磷石膏基SSC相比,外掺分析纯P_2O_5的硬石膏与二水石膏降低了SSC各龄期孔溶液p H值,对SSC早期强度发展有所减缓,明显促进了后期强度的发展;早期水化放热分析结果显示,外掺分析纯P_2O_5的硬石膏与二水石膏加快了SSC第二放热峰的出现,缩短了凝结时间;XRD和SEM结果表明,外掺分析纯P_2O_5的硬石膏与二水石膏对SSC的激发效果比磷石膏更好,用其制备的SSC浆体后期形成了更多更密实的水化硅酸钙与钙矾石。

硅灰掺量对超硫酸盐水泥水化进程的影响

通过设计3％，5％，8％，10％4种不同的硅灰掺量配制超硫酸盐水泥（ SSC）。对其胶砂试样的力学强度进行了跟踪测试，并测试了试样自拌合加水后100h内的水化温升，借助扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪对试样水化产物进行分析，得出硅灰不同掺量下SSC的力学性能、水化温升及水化产物的差异。结果表明：硅灰在SSC中掺量为3％～5％比较适宜，对SSC的力学性能和水化进程有促进作用；试样的水化过程最大的放热峰发生30～60h，随着硅灰的掺入，试样的最大水化放热峰提前；SEM和XRD分析结果显示硅灰填充于SSC之间，使胶凝材料具有良好的级配和密实度，而且与SSC水化产物中少量的Ca（ OH）2产生火山灰效应，提高了试样的强度。

超硫酸盐水泥早期强度影响因素及提高途径

超硫酸盐水泥是一种环境友好的材料,具有水化热低、抗蚀性能好、后期强度高等诸多优点,但存在早期强度低等缺陷。本文综述了超硫酸盐水泥早期强度影响因素及提高途径的研究进展,并对今后的研究方向进行了展望。矿渣活性、硫酸盐浓度,尤其是碱度,是影响该水泥早期强度的关键因素。通过选用活性较高的矿渣和溶解特性合适的石膏,使用具有控制碱度和促进矿渣溶解作用的添加剂等途径,可以有效提高该水泥早期强度。如何控制合适的碱度,进而控制水化产物的形成速率、形态和比例,是值得以后侧重研究的方向。

基于粉料粒径变化的超硫酸盐水泥力学性能研究

研究了超硫酸盐水泥（简称SSC）胶凝材料体系中矿粉、石膏和水泥熟料的粒径变化对其力学性能的影响，借助激光粒度分析仪和扫描电子显微镜分别分析粉料粒度分布和SSC试件的微观形貌，得出从粉料粒径角度提高SSC力学强度的相关方法。研究表明，矿粉粒径对力学强度影响最为明显，随着矿粉粒径变小，力学强度呈现增大的变化趋势。矿粉比表面积为545m2/kg的试件相对于比表面积为227m2/kg的试件28d抗压强度增加31.8%；石膏粉磨至比表面积为350~450m2/kg比较适宜，不磨或粉磨时间过长对力学强度均有不利影响；水泥熟料粒径对力学强度影响相对较小，粉磨至比表面积高于350m2/kg就可以满足SSC的配制强度要求。

微珠不同掺量下超硫酸盐水泥的水化行为

研究不同微珠掺量对超硫酸盐水泥水化行为的影响,测试了微珠取代超硫酸盐水泥0%至25%时,超硫酸盐水泥胶砂各龄期强度;并对比了超硫酸盐水泥浆体早期水化温升的差异,以及掺微珠的超硫酸盐水泥水化产物的变化。结果表明:微珠掺量5%时,有利于加速超硫酸盐水泥的早期水化反应,微珠颗粒与超硫酸盐水泥水化产物结合紧密,QS2胶砂28 d活性指数为基准样QS1的105%;微珠掺量过多(超过10%)时,其颗粒附在超硫酸盐水泥颗粒表面,一定程度上阻碍了超硫酸盐水泥的水化,导致早期水化进程减缓,掺量25%时,28 d活性指数仅为80%,对超硫酸盐水泥力学性能发展有不利影响。

超硫酸盐水泥在德国的研究与应用

超硫酸盐水泥以其节能减排的优势,成为各国水泥企业和研究工作者关注的对象。本文在综述国内外超硫酸盐水泥研究现状的基础上,结合德国实地考察情况,对超硫酸盐水泥在德国的研究应用状况做了相应的介绍,并对超硫酸盐水泥存在的问题进行了分析,以期为我国超疏酸盐水泥的研究和应用提供参考。

超硫酸盐水泥植生多孔混凝土性能试验研究

选用一种低碱度超硫酸盐水泥制备了多孔混凝土,研究了不同掺量脱硫石膏对多孔混凝土pH值和力学性能的影响,分析了狗牙根、高羊茅、早熟禾、黑麦草和白喜草在多孔混凝土中的植生情况。结果表明:当脱硫石膏掺量为15%~20%,P·O 52.5水泥掺量为5%时,多孔混凝土的抗压强度最高;水胶比为0.3时,多孔混凝土的施工性和力学性能最优;脱硫石膏、P·O 52.5水泥和水胶比对多孔混凝土的pH值影响较小。制备的多孔混凝土pH值较低,能够满足植物生长需求,其中,高羊茅和白喜草在多孔混凝土中的植生性能最佳。

超硫酸盐水泥制备C60～C80高强混凝土的试验研究

采用超硫酸盐水泥（简称SSC）、微珠和硅灰制备C60～C80混凝土。通过改变微珠和硅灰的掺量,考察其对SSC混凝土相关性能的影响,进行了SSC混凝土力学性能、非接触收缩和微观机理方面的研究,借助扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪研究了SSC试件矿物组成。研究表明,C60～C80 SSC混凝土胶凝材料体系中,微珠的适宜掺量为10%~20%,硅灰的适宜掺量为5%～10%。适宜掺量下的微珠和硅灰对SSC混凝土工作性能和力学性能有很好的改善作用,微珠和硅灰使得体系级配更好,可提高SSC混凝土强度达10%以上。硅灰和微珠增加了试件的收缩程度,且粒径越小,收缩率越大。SSC水化产物主要由钙矾石、二水石膏、SiO2、C-S-H凝胶和少量Ca（OH）2（5%以内）组成。

改性磷石膏基超硫酸盐水泥及其C40混凝土的配制

通过对超硫酸盐水泥中原样磷石膏的改性处理,制备出7 d、28 d强度分别达29.4 MPa、48.5 MPa的超硫酸盐水泥;并采用压汞法、扫描电镜及X射线衍射分析仪对其水化产物进行了分析。结果表明:改性磷石膏基超硫酸盐水泥硬化浆体体系致密,水化产物主要为水化硅酸钙、钙矾石及少量石膏晶体;在此基础上,利用该水泥制备出工作性能、力学性能良好的C40超硫酸盐水泥混凝土,为高性能超硫酸盐水泥及其混凝土的研制提供了思路。

超硫酸盐水泥的水化机理及工程应用综述

超硫酸盐水泥是一种新型胶凝材料,有利于降低资源消耗,节能减排。本文介绍了超硫酸盐水泥的水化过程、水化放热特征、水化产物及其在应用中表现的特性。超硫酸盐水泥具有极低的早期水化放热量,其第二放热峰来临较迟,水化速率较低,非常适合应用于大体积混凝土中,可以有效控制内部温升。超硫酸盐水泥是以碱和硫酸盐共同激发矿渣,其水化产物主要为C-S-H凝胶和钙矾石,若体系中SO42-离子不足或者矿渣中Al2O3含量较低,钙矾石生成量较低。超硫酸盐水泥的应用表明其具有较好的耐久性,可适用于大体积混凝土工程、道路混凝土工程以及硫酸盐侵蚀环境混凝土工程。