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。

超硫酸盐水泥基材料耐化学侵蚀特性综述

超硫酸盐水泥是一种绿色、低碳胶凝材料,具有低能耗、低水化热以及高抗化学侵蚀性能等优点。本文主要介绍了超硫酸盐水泥的组分、早期水化特性、力学性能和耐化学侵蚀特性等。通过与硅酸盐水泥基材料对比,重点评述了超硫酸盐水泥基材料的耐化学侵蚀劣化特性,包括溶出性侵蚀、一般酸性侵蚀和硫酸盐侵蚀,在此基础上进一步总结了超硫酸盐水泥基材料的侵蚀劣化机理,为超硫酸盐水泥基材料在不同环境中的工程应用提供理论指导。

全废水超硫酸盐水泥混凝土的力学与抗冻性能

利用混凝土搅拌站废水作为拌和水,制备了超硫酸盐水泥混凝土,研究了其力学和抗冻性能,并通过扫描电镜、X射线衍射仪及低场核磁共振观察了混凝土的微观形貌、物相组成及孔隙特征.结果表明:全废水超硫酸盐水泥混凝土早期抗压强度较低,后期抗压强度发展较快;水胶比0.41的全废水超硫酸盐水泥混凝土掺入80%矿渣后,其28 d抗压强度可达48.6 MPa,矿渣中的玻璃体被废水中的OH−溶解,生成钙矾石和水化硅酸钙,从而使混凝土微观形貌致密,孔隙率低至2.5%,100次冻融后混凝土的孔隙率增加至3.5%,T2驰豫谱曲线明显向有害孔偏移,试件中出现裂缝与断层,强度和抗冻性能降低.

煤气化渣替代矿渣制备超硫酸盐水泥的可行性研究

煤气化渣(CGS)富含硅、铝元素,具备作为胶凝材料前体的潜力,但其颗粒形态粗糙,活性较低。为了解决CGS活性低、利用难等问题,利用CGS部分替代矿渣(BFS),探究CGS替代BFS制备超硫酸盐水泥(SSC)的技术可行性,并借助傅里叶红外光谱、X射线衍射仪、热重分析仪、扫描电子显微镜及能谱仪等微观测试技术对SSC水化产物的微观结构进行表征分析。结果表明,CGS作为制备SSC的原料,能提供初始水化所需要的硅、铝元素,驱动SSC发生水化反应。随着CGS掺量的增加,SSC胶砂的抗压强度呈逐渐减小趋势,而抗折强度受影响较小。CGS的最佳掺量为20%(质量分数),在此掺量下胶砂试样的28 d抗折强度最大,抗压强度也达到43.9 MPa。SSC的水化产物主要是水化硅酸钙、水化硫铝酸钙等凝胶。研究结果显示CGS部分替代BFS完全可用于制备SSC。

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。

改性超硫酸盐水泥基透水混凝土的性能研究

超硫酸盐水泥是一种高效利用固体废弃物的环保胶凝材料,通过将其用于混凝土中替代传统水泥,可以降低碳排放量,促进可持续发展。然而,超硫酸盐水泥的早期强度较低,为了改善其性能,可以考虑使用淤泥替代矿渣。这样可以更好地提高材料的性能并减少对环境的负面影响。基于此,先探究了淤泥替代矿渣后对超硫酸盐水泥性能的影响,发现淤泥可以改变水化产物钙矾石的形貌来增强其力学强度。然后运用淤泥改性超硫酸盐水泥作为透水混凝土的胶凝材料,研究在6种级配下透水混凝土的力学性能、孔隙率和透水系数,采用TOPSIS法多目标优化分析,得出级配3号(5 mm~10 mm:80%,10 mm~20 mm:20%)为最佳级配。淤泥改性超硫酸盐水泥促进C-(A)-S-H和铝酸盐水合物的生成以及优化ITZ界面黏结,对于透水混凝土的力学强度和透水性能提升有很大作用。

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。

全固废超硫酸盐水泥稳定基层的配合比设计及施工过程质量控制

设计了全固废超硫酸盐水泥稳定材料的配合比,研究了其力学性能和耐久性能,并与水泥稳定材料进行了对比,提出了适用的施工过程质量控制方法。结果表明:制备的全固废超硫酸盐水泥稳定材料的无侧限抗压强度、抗压回弹模量、弯拉强度和间接抗拉强度均与水泥稳定材料的相当,抵抗干燥收缩的性能显著优于水泥稳定材料,这有利于实际工程中的裂缝控制;推荐采用硫酸盐SO3含量进行全固废超硫酸盐水泥稳定材料的施工过程质量控制。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

脱硫石膏基超硫酸盐水泥混凝土强度和抗碳化性能研究

研究了水泥用量、水胶比、砂率对超硫酸盐水泥混凝土力学性能和抗碳化性能的影响,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)测试方法对比分析了超硫酸盐水泥混凝土与矿渣水泥混凝土的微观形貌和水化产物的差异。结果表明:当水泥用量为8%时,超硫酸盐水泥混凝土的力学性能较佳,但抗碳化性能较差;当水胶比为0.35时,超硫酸盐水泥混凝土的性能最佳;当砂率为40%时,超硫酸盐水泥混凝土的性能最佳;超硫酸盐水泥的主要水化产物是AFt和C-S-H凝胶,缺少硅酸盐水泥中常见的Ca(OH)2;相较于矿渣水泥混凝土,超硫酸盐水泥混凝土的微观结构致密性较差。