硬化水泥石水渗透系数预测的解析法

本文提出硬化水泥石水渗透系数预测的解析法。考虑到水泥石中毛细孔的尺寸和水渗透系数远大于胶孔,将硬化水泥石模拟成一种各向同性的两相复合材料,使得毛细孔和胶孔包含在不同的相中。然后根据一般有效介质理论,导出了硬化水泥石水渗透系数的解析解,并通过实验校核确定了该解析解中所包含的关键参数。最后,通过与文献中所报道的实验结果进行比较,证实了本文解析法的有效性。

胶粉对硬化水泥石干缩和失水行为影响的机理

通过试验研究了水泥石干缩变形和失水率随着可再分乳胶粉掺量的变化规律,并通过红外光谱分析研究了可再分胶粉对硬化水泥石干缩变形的作用机理。试验结果表明,随着胶粉掺量的增多,水泥石失水率变化不大而干缩率变化较大。

硬化水泥石弹性模量预测的分级模拟方法

提出了硬化水泥石弹性模量预测的分级模拟方法.根据水泥石中各组分的几何尺度,将硬化水泥石结构分为两级:第一级由C-S-H和CH组成,第二级由水化凝胶、未水化水泥和毛细孔组成.应用两相复合材料弹性模量的精确解求得低密度、高密度水化凝胶的弹性模量.将三相复合球模型分解成2个两相复合球模型,逐步计算实心、硬化水泥石的弹性模量.分级模拟方法的优点在于以定量的方式将硬化水泥石弹性模量与各组分的体积分数和弹性模量联系起来,为硬化水泥石优化设计提供了理论依据.最后,通过与文献中的实验结果进行比较,初步验证了分级模拟方法的有效性.

SCMC 在硬化水泥石中的形貌特征

用扫描电子显微镜、Ｘ光衍射、压汞仪和红外光谱仪综合研究了含羧甲基纤维素钠的硬化水泥石于７ｄ和２８ｄ龄期时的结构状况，以及这种聚合物在水泥石中的形貌特征．讨论了聚合物膜的屏隔作用和聚合物单独相与基体的连结．

硬化水泥石热膨胀性能的调节及其机理研究

研究了水灰比和矿物掺合料对硬化水泥石在20℃～85℃热膨胀性能的影响,并进行了机理分析。研究结果表明:水泥石的热膨胀率和热膨胀系数随着水灰比的增大而减小;粉煤灰和矿粉均可有效降低水泥石的热膨胀性能,其降低程度随掺量的增大而增大;当矿物掺合料掺量相同时,粉煤灰水泥石的热膨胀率及热膨胀系数略低于矿粉水泥石。通过观察水泥石微观形貌和测定水泥石孔隙率等方法,对硬化水泥石的热膨胀性能进行机理分析。

硬化水泥石再生利用的研究

我国目前废弃混凝土总体利用效率很低,再生利用的研究主要集中于再生骨料混凝土,而对于废弃混凝土中成本最高的"精华"部分——水泥石再生利用的研究较少;而利用废弃混凝土生产再生水泥是实现我国建筑业和水泥工业可持续发展的一条"高速路"。本文介绍了国内外在硬化水泥石高温分解、脱水水泥石的再水化以及废弃混凝土制备再生水泥等方面的研究进展,总结了硬化水泥石生产再生水泥的两种途径,在此基础上提出废弃混凝土研制再生水泥的新思路。

粉煤灰及矿渣对硬化水泥石干缩变形的影响

在干燥环境下,研究了粉煤灰、矿渣及两者共同作用对硬化水泥石干缩变形的影响,结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,干缩变形减小;随着矿渣掺量的增加,干缩变形增大;两者相互作用则可以抵消彼此对硬化水泥石干缩率增大或减小的作用.同时对产生这些现象的原因进行了分析.

基于分形理论的硬化水泥石水渗透性理论预测的研究

本文基于分形理论初步建立了水泥石的分形模型,引入两个重要的分形维数来量化物体的复杂性及不规则性,并假定其单元体内部各毛细管渗流服从哈根-泊萧叶公式得到总体积渗流速度,再结合达西渗透定律可求得以分形维数和结构参数来定量表示的解析解。在初步说明模型建立的合理性之后,通过与文献中所报道的试验结果比较,本文有效性得以证实,最后在此基础上分别就分形维数和结构参数对硬化水泥石水渗透系数的影响进行分析并得出相关结论。

用硬化水泥石配料的硅酸盐水泥熟料烧成特性与力学性能

为探究硬化水泥石部分替代水泥生料对熟料烧成的影响,研究了硬化水泥石在高温(1000~1450℃)下的煅烧特性,进而研究了相同率值下不同硬化水泥石掺量(0、10%、20%和30%)与不同煅烧温度(1350、1400℃和1450℃)对水泥生料的易烧性与熟料性能的影响规律。结果表明:硬化水泥石经过高温煅烧后,在1300℃时会再次生成C_(3)S。硬化水泥石替代部分硅酸盐水泥生料会降低液相出现的温度与C_(3)S的表观活化能,其最佳掺量为20%。硬化水泥石的掺入会稳定C_(2)S的晶型导致C_(3)S形成困难,同时使C_(3)S的晶型由R型向M型转变。与分析纯原料作为水泥生料相比,适量硬化水泥石(20%)作为水泥生料掺入会提高熟料后期的力学性能,这可能与熟料中C_(3)S晶型差异、C_(2)S活性差异以及熟料矿相的发育质量有关。

表面状态对硬化水泥石显微硬度及统计分布的影响

研究了硬化水泥石样品表面平整度和含水状态对其微观形貌、显微硬度及统计分布的影响。结果表明:硬化水泥石显微硬度数据呈明显的离散分布特征,提高样品表面平整度可在一定程度上降低显微硬度数据的离散性,但对硬化水泥石进行有限次的显微硬度测试时,不论抛光与否,数据均不符合正态分布,而更加符合3因数对数正态分布。采用3因数对数正态分布对相同原材料、配比、养护和制样方法制备的硬化水泥石显微硬度进行统计分析后发现,饱和面干硬化水泥石的显微硬度明显低于干燥状态的样品。因此,当测试水泥基材料的显微硬度时,必须要保持待测样品表面具有相同的平整度和水饱和程度,并应采用统计方法对数据进行比较和分析。

偏高岭土对水泥石热膨胀性能的影响

本文研究了偏高岭土对硬化水泥石热膨胀性能的影响规律,利用热重-差示扫描量热同步分析(TG-DSC)和扫描电镜(SEM)观察等测试方法分析其影响机理,并采用甲醇吸附法测定水泥石孔隙率。实验结果表明:水泥石的线性应变和线膨胀系数随着偏高岭土掺量的增大而减小,当偏高岭土掺量达到20%时,水泥石热应变及热膨胀系数分别降低23.8%和28.2%;偏高岭土的掺入可降低水泥石中Ca(OH)2的含量,并且使水泥石微观结构得到改善。

不同酸对水泥石表面的刻蚀作用

酸类物质对水泥有强的腐蚀作用,不同酸在水泥内部作用机理不同。以盐酸、氢氟酸为主要试剂,通过静态浸泡实验探究各酸剂对硬化水泥石的溶解分散效果,利用扫描电镜、偏光显微镜、X射线能谱仪等测试方法对不同酸刻蚀后的水泥石表面进行界面组成与结构分析,探究其表面刻蚀的变化规律,进而分析不同酸清洗水泥沉积垢层的清洗机理,为清洗工艺的优化提供理论依据。结果表明,盐酸中水泥残余物主要为Si O2,氢氟酸中残余物主要为Ca F2;氢氟酸对水泥中球状分散颗粒的分解作用明显,能破坏水泥间的胶黏性,使其产生晶体缺陷,有助于水泥石的分解。这一研究结果对指导清洗剂配制,快速清除固井中残存在容器、管道中的固化水泥有重要意义。

废弃混凝土再生水泥技术的研究进展

利用废弃混凝土为原料煅烧熟料、制备水泥是废弃混凝土资源化再生利用的有效途径。介绍了全组分废弃混凝土再生水泥的概念和国内外废弃混凝土再生水泥技术的最新研究现状。针对废弃混凝土区别于普通水泥生料的特点,提出再生水泥研究中亟待解决的问题。

硅酸盐水泥-铝酸盐水泥-硬石膏体系的干缩变形性能研究

研究了不同预养护时间下硅酸盐水泥-铝酸盐水泥-硬石膏三元体系的干缩变形行为和失水情况。研究发现,单掺铝酸盐水泥或硬石膏时,随着掺量的增加,硬化水泥石的干缩变形增大;同时掺入铝酸盐水泥和硬石膏时,会彼此减弱体系干缩变形的能力,并通过微观性能试验对其进行了机理分析。

氧化石墨烯水泥基材料的力学性能数值分析

针对氧化石墨水泥基复合料易导致水泥净浆流动性下降的问题,以氧化石墨烯掺入量为试验变量掺入到水泥基材中,分析不同氧化石墨烯掺入量对水泥净浆流动性和硬化水泥微观结构和力学性能的影响作用。研究结果表明:随着氧化石墨烯掺量的增加,水泥净浆流动度逐渐下降,硬化水泥石强度表现出一个先增加后下降的变化趋势,氧化石墨烯掺量在0.01%时的强度达到最大值;不同水化龄期内,氧化石墨烯掺量在0.03%以下时,能够有效调控水泥水化晶体产物的有序生长;掺入量提高到0.05%以上后仅部分能够对硬化水泥石起到生长调节作用。针对氧化石墨烯掺入导致水泥净浆流动度下降,通过掺入一定比例的PCs保证流动度在200 mm以上,保证水泥基的良好流动性。

复合胶凝材料的抗硫酸性能与腐蚀动力学分析

通过硫酸浸泡腐蚀试验,研究矿粉单掺、硅灰-矿粉双掺2种复合胶凝材料体系的抗硫酸腐蚀性能.以质量损失、酸消耗量和腐蚀深度等为测试指标,研究了硬化水泥石在硫酸溶液中的劣化性能.结果表明,硫酸溶蚀水泥石形成的疏松腐蚀层可避免内部水泥石与酸直接接触,具有减缓酸腐蚀的作用.根据不同腐蚀时间的腐蚀深度建立了硬化水泥石的酸腐蚀动力学方程d=Ktn,d和t分别为腐蚀深度和腐蚀时间,K和n为试验拟合指数.据此可推算水泥石一定腐蚀时期的腐蚀深度,为混凝土结构设计、维修和防护等提供参考.