基于电化学阻抗谱的石灰石粉硬化水泥浆体孔结构演化研究

为了研究大掺量(质量分数为20%以上)石灰石粉硬化水泥浆体的孔结构演化行为,本文基于电化学阻抗谱(EIS)、压汞(MIP)测试分析,探究大掺量石灰石粉对硬化水泥浆体EIS拓扑结构和孔结构参数的影响规律,并建立大掺量石灰石粉硬化水泥浆体的微观结构等效电路,研究等效电路中元器件和孔结构参数之间的关系。结果表明:随水化龄期的延长,石灰石粉掺量对EIS拓扑结构参数中Bode角和θ_(max)的影响规律显著,大掺量石灰石粉硬化水泥浆体的孔径分布整体由大孔和毛细孔向过渡孔和凝胶孔发展演化;另外,EIS等效电路中电阻随硬化水泥浆体中毛细孔含量的增加而减小,电容随硬化水泥浆体中凝胶孔含量的增加而减小。

弯曲荷载对硬化水泥浆体和砂浆碳化过程的影响

研究了弯曲荷载对硬化水泥净浆和砂浆试体碳化过程的影响。结果表明:弯曲荷载会加速水泥浆体和砂浆的碳化过程,在弯曲荷载作用下水泥浆体和砂浆的碳化动力学过程可用式x=C_0e^(aη)t^b描述,其中b值均接近1/2;碳化时间对砂浆碳化深度的影响略小于对水泥浆体的影响,而应力水平对水泥浆体和砂浆碳化的影响大致相同。

冻融作用下硬化水泥浆体和混凝土结构的变化

用压汞法和扫描电子显微镜研究了冻融循环作用下硬化水泥浆体和混凝土宏观与细观结构的变化。结果表明,冻融以后硬化水泥浆体和混凝土中砂浆的孔隙率,特别是大于50nm的毛细孔体积和微裂纹增大较多,导致硬化水泥浆体由密实体向松散体发展,最后导致粗骨料与砂浆分离。提出了快速冻融破坏机理与自然条件下缓慢冻融的破坏机理存在差异的观点。

高能球磨活化硬化水泥浆体的研究

研究了硬化水泥浆体的高能球磨机械力化学活化,借助于XRD、SEM和DTA等,测定了硬化水泥浆体的结构和力学性能随球磨时间的变化。试验结果表明,在球磨过程中,强烈的机械力作用首先使水泥石中的各水化物发生脱水作用。DTA测定结果证明,脱水程度随球磨时间的而增大,球磨至60min时,Ca穴OH雪2已完全脱水;同时,脱水温度随球磨时间而降低。进一步球磨使水化物的晶体结构发生严重的畸变和破坏,最终成为无定形态物质。球磨80min后粉体净浆的3d和28d抗压强度分别达28.33MPa和38.85MPa,说明硬化水泥浆体经高能球磨机械力活化后可重新作为胶凝材料使用。

玻璃粉对粉煤灰复合硬化水泥浆氯离子结合能力影响

就玻璃粉对粉煤灰复合硬化水泥浆氯离子结合能力影响进行了研究。首先对0~70%粉煤灰取代量的复合硬化水泥浆在90 d内的氯离子结合性能进行了研究。其次,采用玻璃粉与粉煤灰1∶4的比例以二者混合粉体替代水泥,玻璃粉替代量为0~8%,对玻璃粉-粉煤灰-水泥体系硬化浆体氯离子固定能力进行了研究。并通过XRD物相分析对氯离子结合机理进行了分析。结果表明,在粉煤灰复合水泥硬化浆体中,随粉煤灰对水泥取代量的增大,在不同龄期时,氯离子结合量出现极大值,且该极大值随龄期增长向小取代量方向移动。玻璃粉在粉煤灰复合水泥浆中的加入,有使硬化水泥浆氯离子结合能力降低的趋势。但根据XRD的结果,无论是粉煤灰复合水泥浆还是玻璃粉和粉煤灰复掺的硬化水泥浆,其Friedel盐含量和组成及龄期的关系均和氯离子结合量和同类因素的关系不一致。推测物理吸附对上述两种体系氯离子结合量随组成与龄期变化的规律有更大的影响。

硅粉对硬化水泥浆体微结构的影响的研究进展

主要从 3个方面阐述了硅粉对硬化水泥浆体微结构影响的研究进展。

孔结构测试技术及其在硬化水泥浆体孔结构表征中的应用

分别概述了压汞测孔法、同步加速X射线层析扫描测孔法、核磁共振弛豫时间测孔法和核磁共振冷冻干燥测孔法。压汞测孔法能直接获取硬化水泥浆体孔结构第一手信息,孔隙结构换算时无需大量、复杂的模型和假定。利用此特点,结合新报道的测孔技术有望实现硬化水泥浆体孔结构表征技术的新突破;同步加速X射线层析扫描测孔法和核磁共振弛豫时间测孔法适合于表征介观尺度的孔隙结构,而核磁共振冷冻干燥法适合于表征微观尺度的孔隙结构。无论是核磁共振弛豫时间测孔法还是核磁共振冷冻干燥测孔法,水泥浆体中铁磁性物质的存在可能会对测定精度产生影响,需要进一步研究。

火灾高温下硬化水泥浆的化学分解特征

因高性能混凝土的抗火性与高温下硬化水泥浆（HCP）的化学分解有密切关系，为获得对火灾高温所致HCP化学分解特征的定量理解，对HCP试样进行了400～800℃的高温处理，采用XRD测定C-S—H化学分解动力学．结果表明，C—S—H分解始于560℃，但仅在600℃以上其分解才变得显著，且分解速度随温度升高而急剧增大．尽管C—S—H的分解可造成混凝土强度的显著下降，但这种分解主要发生在600℃以上温度范围内，故对更低温度下发生的高温爆裂基本没有影响．分别建立了在600、700和800℃温度下C—S—H分解反应动力学方程．

麦秸与硬化水泥浆体的适应性研究

采用不同方法对麦秸进行了改性处理,研究了改性前后麦秸的力学性能和表面结构特征,并就改性前后麦秸与硬化水泥浆体的相容性进行了对比分析。结果表明:经质量分数为5%的NaOH溶液浸泡麦秸秸秆12 h后,麦秸的酯类和糖类杂质溶出率为36.85%,麦秸的极限拉伸强度和断裂伸长率分别提高了104.81%和78.57%,且麦秸与硬化水泥浆体界面黏结得到改善。

硅灰对硬化水泥浆体早期收缩的影响

研究了硅灰对硬化水泥浆体早期收缩的影响 .结果表明 :在 2 0℃封闭的水化环境中 ,硬化水泥浆体净浆试样收缩主要发生在水化初始期 ,水化 5d后试样的收缩趋于稳定 ;试样 2 9d的收缩率为 0 .1 2 5% .掺加硅灰混合材料后 ,硬化水泥浆体试样的收缩显著增加 ;掺加 1 0 % (质量分数 )硅灰试样 2 9d的收缩率达到 0 .2 3 8% .探讨了硅灰引起试样收缩增加的主要原因 。

矿物外加剂及测试方法对硬化水泥浆体自收缩值的影响

分别采用两种不同试验方法对比研究了单掺粉煤灰、硅灰和矿渣微粉这三种常用的矿物外加剂(即水泥混合材)对水泥浆体早期自收缩的影响。研究结果表明,单掺粉煤灰、硅灰和矿渣微粉后,硬化水泥浆体的自收缩值分别随其掺量的增加而减小、增大和增大。本文分析研究了这三种常用的矿物外加剂对硬化水泥浆体自收缩产生影响的原因,并对比分析了本试验采用的两种试验方法,发现波纹管法更能准确地测量水泥浆体的早期自收缩,参照现行行业标准JC/T313-1982测试无法正确地反映硬化水泥浆体更早期的收缩现象。

不同硬化水泥浆体中氯离子扩散和孔溶液的研究(英文)

分别采用扩散电池法（ＤＣＭ）和孔溶液挤出法（ＰＳＣＭ）研究了不同类型的硬化水泥浆体中Ｃｌ－的扩散量以及ＯＨ－、Ｃｌ－的浓度。根据由Ｃｌ－扩散量和（Ｃｌ－／ＯＨ－）比值得到的有效扩散系数Ｄｅ，研究讨论了大水泥中掺入矿渣和各种粉煤灰对扩散量和孔溶液组成的影响。

高钙粉煤灰硬化水泥浆体耐硫酸盐性的研究

研究了高钙粉煤灰对硬化水泥浆体耐硫酸盐性的影响。结果表明 :随浸渍龄期延长 ,高钙粉煤灰硬化水泥浆体的耐硫酸盐性一般变差 ;高钙粉煤灰硬化水泥浆体的耐硫酸盐性与硫酸盐溶液的种类、浓度有关 ;

硫酸盐侵蚀下硬化水泥浆体中硫元素分布规律的微观测试研究

利用SEM的BSE成像模式和EDS的Line(线扫描)模式测试了2.5%和5.0%硫酸钠溶液中侵蚀1年的水泥净浆试样中硫、钙、硅元素的分布趋势,定量描述与分析了试样中硫元素的分布规律及其产生的主要原因。结果表明:两种浓度硫酸钠溶液侵蚀下的试样,其表层浆体中硫元素含量较低,近表层区出现"高硫含量"带,"高硫含量"带以内,硫元素含量随试样深度的增加,开始下降明显,后缓慢下降,最终趋于稳定;但5.0%硫酸钠溶液中试样"高硫含量"带的宽度和硫元素含量峰值明显大于2.5%硫酸钠溶液中的试样。为进一步研究水泥基材料中硫酸根离子的传输规律及硫酸盐侵蚀下水泥基材料的损伤劣化机理提供了基础。

矿渣、粉煤灰和硅灰对硬化水泥浆体孔隙率的影响

本文用3种不同的试样制备方法和3种测孔方法分别测定了加矿渣、粉煤灰和硅灰等掺合料的硬化水泥浆体孔隙率。结果表明,试样制备方法和孔隙率测定方法一样,都会影响孔隙率的测定结果,掺加掺合料以后,这种影响更为显著。

小角散射技术及其在硬化水泥浆体微结构表征中的应用

概述了小角散射的基本原理,总结了小角散射数据纪尼叶(Guinier)近似处理和Porod近似处理及其应用,综述了利用小角散射技术研究硬化水泥浆体纳米凝胶粒子尺寸、凝胶粒子分形结构和孔隙孔径分布。结果表明,小角散射技术能在无破坏、无侵入条件下实时、重复表征硬化水泥浆体纳米结构特征及其演化。受到有效散射中子源获取困难、仪器投资巨大及分析测试模型过于简化等条件的影响,小角散射技术特别是中子小角散射技术在硬化水泥浆体微结构表征与应用上的研究需要不断发展和完善。

水灰比和养护温度对硬化水泥浆体渗透性的影响

研究了水灰比 (W /C)和养护温度对水泥浆体的孔隙率、孔径分布和渗透性的影响。尽管试样在6 0℃养护要比在 2 7℃养护时的总孔隙率低 ,但其孔径大于 75 0

基于图像观测的硬化水泥浆体孔径分析

硬化水泥浆体包含了混凝土最为重要的孔隙结构,对混凝土的耐久性和渗透性有着至关重要的作用。为了真实展现硬化水泥浆体的孔隙结构,分析其孔隙特征,研究采用聚焦离子束/扫描电镜方法(FIB/SEM)和三维重构软件,扫描并重构了硬化水泥浆体的真实孔隙结构;采用等面积法、连续孔径法和模拟压汞法对其孔隙结构进行研究,并与压汞试验结果进行对比。结果表明:FIB/SEM试件的观测尺寸能代表硬化水泥浆体的孔隙结构特征;等面积法获取硬化水泥浆体孔隙直径较大,主要集中在110~120 nm之间,而连续孔径法能够较好地模拟孔隙结构的复杂性,同时从内部"侵入",孔隙直径主要集中在40~100 nm;模拟压汞法基于孔隙结构图像模拟物理压汞过程,其孔隙最可几直径为50~60 nm且其结果与压汞试验相近。

硬化水泥浆体孔隙溶液的制取与研究

介绍了硬化水泥浆体孔隙溶液的制取 ,实验测定了孔隙溶液的成分。讨论了内掺Cl-离子对孔隙溶液OH-离子溶度或pH值的影响 ,以及氯化物种类、养护方法和水泥品种对孔隙溶液成分的影响 。

废弃混凝土中硬化水泥浆体的分离与应用研究

采用自行开发的废弃混凝土回收装置,对工程拆除产生的废弃混凝土进行破碎、分离处理,验证了该技术分离废弃混凝土的效果;得到的硬化水泥浆体经磨细后进行了水泥混合材料以及混凝土掺合料的性能试验。试验结果表明,硬化水泥浆体粉活性指数大于65%,具有一定活性,其他性能指标(标准稠度用水量、凝结时间、安定性、流动度比)符合水泥及掺合料有关技术要求,可以作为水泥混合材料及混凝土掺合料使用。