磷铝酸盐与硅酸盐复合水泥耐水性初探

对磷铝酸盐与普通硅酸盐复合水泥的耐水性进行研究 ,通过X射线衍射、扫描电子显微镜等手段进行机理分析 ,结果表明 :由于磷铝酸盐水泥具有吸收水化浆体的OH-离子生成C -A -P -H、C -P -H凝胶的功能 ,使磷铝酸盐水泥比普通硅酸盐复合水泥水化快 ,硬化浆体形成一种晶体加凝胶体的致密结构 ;磷铝酸盐与硅酸盐复合水泥浆体中生成较多的结晶度高、稳定性好的AFt,没有发生AFt向AFm的相转化 。

外加剂对磷铝酸盐与硅酸盐复合水泥水化的影响

研究了外加剂对磷铝酸盐与硅酸盐熟料复合水泥早期水化行为的影响规律。通过测定净浆试体抗压强度 ,以及采用显微电泳仪测量Zeta电位、分光光度计测量硬化浆体在水溶液中的Ca2 + 、[AlO4]5-离子溶出浓度 ,分析外加剂对磷铝酸盐与硅酸盐熟料复合水泥的早期水化行为的影响规律。研究结果表明 :随着外加剂掺量的增加 ,试体强度、ζ电位、Ca2 + 、[AlO4]5-离子溶出浓度的变化规律均为 :先下降 ,而后上升达到最大值 ,之后又开始下降。说明以上三者之间有很好的相关性 ,通过测试ζ电位、Ca2 + 。

磷铝酸盐与硅酸盐复合水泥的正交试验研究

以磷铝酸盐水泥和硅酸盐水泥熟料为原料 ,并掺入石膏和外加剂 ,磨制复合水泥 ,通过正交试验确定最佳配比。测定了复合水泥的力学性能 ,并利用XRD、SEM等测试手段对水化产物进行了分析 ,结果表明 :复合水泥的水化产物与硅酸盐水泥基本相同 ,主要是C -S -H凝胶、Ca(OH) 2 和AFt,但复合水泥水化速率大于硅酸盐水泥 ,水化产物量变大 ,而且其形貌、晶粒度等发生了改变 ,使得复合水泥硬化体的整个显微结构紧密结合 ,从而赋予其高的强度。

高贝利特硫铝酸盐水泥—普通硅酸盐水泥复合胶凝材料体系性能研究

为进一步提升高贝利特硫铝酸盐水泥(HBSAC)与普通硅酸盐水泥(P·O)的性能,获得性能优异、经济性较好的新型胶凝材料,开展了HBSAC和P·O的复配研究。研究了不同复配合比例HBSAC-P·O复合胶凝材料的物理性能、力学性能和干缩性能,结合水化产物的形成分析,阐明了HBSAC-P·O复合胶凝材料体系的水化机理。结果表明:在HBSAC中加入P·O,复合胶凝材料的标准稠度用水量减少,凝结时间延长,干缩率增加,后期强度增加的同时早期强度降低;在P·O中加入HBSAC,复合胶凝材料的标准稠度用水量减少、凝结时间缩短,干缩率降低,但是其早期强度并未得到提升;HBSAC-P·O复合胶凝材料的水化机理在于削弱了硫铝酸盐矿物的早期水化作用,降低了早期强度;增强了硅酸盐矿物的后期水化作用,提高了后期强度。

硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥水化动力学的研究

研究了石膏掺量为3.5%(以SO3计,质量分数,下同)、磷铝酸盐水泥熟料掺量为10%的硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥的力学性能和水化动力学,测定了该复合水泥在不同水化时间下的Ca2+和[SiO4]4-溶出浓度、相应的电导率及pH值.研究结果表明,磷铝酸盐水泥的掺入不仅可以提高硅酸盐水泥的水化硬化速率,而且能使硅酸盐水泥的早期以及后期强度有不同程度的提高.该复合水泥水化硬化浆体的Ca2+和[SiO4]4-的相对溶出浓度、电导率及pH值均较同龄期的硅酸盐水泥低,说明该复合水泥的水化产物较为稳定,不易溶解,而且碱性较低.硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥的水化历程与硅酸盐水泥相同,经历5个阶段,即初始期或预诱导期、诱导期、加速反应期、减速反应期和稳定期.加速反应期的水化主要由成核反应控制,而稳定期的水化主要由扩散过程控制.

CO_2环境下磷铝酸盐-硅酸盐复合水泥石耐腐蚀机理研究

为解决油气井中较高含量的CO_2给油井水泥环带来的严重腐蚀问题,试验研究了1种耐CO_2腐蚀复合材料(磷铝酸盐(硅酸盐复合水泥石)。通过对磷铝酸盐(硅酸盐复合水泥石在CO_2腐蚀前后水泥石抗压强度、孔隙率、渗透率等性能和结构的变化评价这种水泥石的耐腐蚀性能。同时,利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)等分析水泥石腐蚀前后微观结构和物相的变化,探讨复合水泥石耐腐蚀的机理。室内研究表明,CO_2分压为7 MPa,总压力为10MPa,温度为90℃条件下腐蚀3、7、14、28d后这种复合水泥石的抗压强度比腐蚀相同时间的硅酸盐水泥石高;且孔隙率和渗透率比硅酸盐水泥石低。在试验加量范围内(5%、10%、15%、20%),磷铝酸盐水泥加量为15%时复合水泥石腐蚀后各项性能最好。腐蚀28d后含15%磷铝酸盐复合水泥石的强度为22 MPa,比硅酸盐水泥石高46%,孔隙率、渗透率为21%和0.012 8mD,分别比硅酸盐水泥石低40%和18%。

硅酸盐-硫铝酸盐水泥复合体系的力学性能研究

采用硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥互混,旨在利用硫铝酸盐水泥快速水化生成的钙矾石及高水化热提高硅酸盐水泥的早期强度。研究了硫铝酸盐水泥和硅酸盐水泥按照不同比例混掺的力学性能以及无水石膏和超细碳酸钙对水泥复合体系的力学性能影响。研究结果表明,低掺量的硫铝酸盐水泥会导致水泥复合体系的抗压强度降低;无水石膏能有效缓解硫铝酸盐水泥和硅酸盐水泥混掺后的抗压强度下降,且当硫铝酸盐水泥掺量为10%,无水石膏的最佳掺量占比为硫铝酸盐水泥的20%;超细碳酸钙也能改善复合体系的力学性能,最佳加量为20%,但增强效果低于无水石膏;碳酸锂对于硅酸盐-硫铝酸盐水泥复合体系的力学性能同样能起到良好的促进作用。

掺磷铝酸盐水泥的矿渣硅酸盐水泥水化行为

主要研究了掺入磷铝酸盐特种水泥 (PALC)后矿渣硅酸盐水泥 (SC)的水化行为 ;通过混凝土实验 ,探讨了在磷铝酸盐水泥作用下混凝土的力学性能变化 .掺磷铝酸盐水泥后的矿渣硅酸盐水泥 2 8d胶砂抗压强度可提高 8～ 1 4MPa.利用DSC ,XRD ,SEM ,IR等分析手段 ,对该复合水泥水化浆体的结构、形貌进行研究 .IR分析表明 ,复合水泥浆体水化产物相晶体结构的对称性较SC的高 ,由此可推测其稳定性增强 ,浆体耐久性好 .SEM表明 ,水化浆体中的C S H凝胶交织成网络状 ,结构致密 .

石膏品种对硅酸盐—硫铝酸盐复合体系水泥性能的影响

在试验研究不同石膏品种对硅酸盐—硫铝酸盐复合体系水泥凝结时间、标准稠度需水量、强度等性能影响的基础上,探讨了石膏品种对硅酸盐—硫铝酸盐复合体系水泥性能的影响机理。结果表明:二水石膏对该种复合体系水泥的缓凝作用比硬石膏明显,硬石膏易引起复合体系水泥急凝和需水量增大。石膏品种对硅酸盐—硫铝酸盐复合体系水泥强度的影响较复杂,与水泥体系中含铝矿物及其水化溶液中SO42-离子浓度有关;在蒸馏水和饱和石灰水中,二水石膏的溶解速度比硬石膏快,溶解度比硬石膏低。推导证实,石膏的溶解速度和溶解度是决定硅酸盐—硫铝酸盐复合体系水泥性能的主要因素。

磷铝酸盐水泥增强硅酸盐水泥力学性能的研究

以磷铝酸盐水泥和硅酸盐水泥熟料为原料,并掺入石膏和外加剂,磨制复合水泥。根据所设计的试验方案,以净浆抗压强度为考核指标,确定了复合水泥的最佳组成。测定了复合水泥的力学性能,并利用XRD、SEM、IR等测试手段对水化产物进行了分析,讨论了磷铝酸盐水泥增强硅酸盐水泥力学性能的机理。

阿利特-硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥复合性能的研究

研究了阿利特－硫铝酸盐水泥与硅酸盐水泥复合所制备的水泥的性能。结果表明，复合后水泥的强度性能优于单一品种水泥的性能；凝结时间则由复合体中占比例较多的一种水泥所控制。

硫铝酸盐与硅酸盐复合水泥研究

介绍了硅酸盐水泥熟料(立窑)-硫铝酸盐水泥熟料-硬石膏三元系统富硅酸盐水泥熟料(立窑)区域材料性能的发展规律.详细分析了组成材料和化学成分对复合水泥凝结时间和强度的影响.同时,对复合前后水泥的相关性能进行了对比,复合水泥凝结时间缩短,强度显著提高.

缓凝剂对磷建筑石膏-普通硅酸盐水泥复合体系性能的影响及其机理研究

磷建筑石膏(β-HPG)力学性能差,凝结硬化快,已有研究表明用普通硅酸盐水泥(OPC)替代部分β-HPG可改善其力学性能,但对此复合体系工作性能的调控作用及机理研究尚不明确。本文探讨了三种缓凝剂对β-HPG-OPC复合体系性能的影响,通过测试凝结时间和抗压强度来表征性能变化,通过分析水化热曲线、电导率曲线、XRD谱和SEM照片来讨论作用机理。研究结果表明,三聚磷酸钠(STPP)对复合体系基本无缓凝作用,蛋白质类SC缓凝剂(SC)和柠檬酸(CA)的缓凝作用均较好,其中SC对初凝时间的延缓作用较好,CA对终凝时间的延缓作用更佳。CA使二水石膏晶体的形貌发生改变,导致体系抗压强度显著降低;SC对二水石膏晶体的粗化作用使体系形成相对致密的微观结构体,对抗压强度影响较小。研究结果将为β-HPG-OPC复合体系工程应用提供重要参考,有助于推进β-HPG在工程中的高附加值利用。

磷铝酸盐-硅酸盐复合水泥负温下力学性能的研究

主要研究了磷铝酸盐-硅酸盐复合水泥负温下的力学行为,结果表明,在硅酸盐水泥中掺入适量的磷铝酸盐水泥可以明显地改善硅酸盐水泥的抗负温行为,负温下,以-10℃为例,复合水泥1#净浆在3d、28d抗压强度分别比硅酸盐水泥提高64.3%、64.5%,砂浆抗压强度在3d、28d强度分别提高24.6%、10.2%,表现出良好的抗冻性。XRD分析显示较高的水化速率和水化程度,使浆体能尽早地建立起抵御冻融的水化产物结构体系,从而呈现出较好的耐负温行为。

普通硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥浆液流变特性试验

普通硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥浆液在地质灾害快速治理工程中具有广阔的应用前景,但复合浆液的流变特性直接影响到应用效果。采用理论分析与试验相结合的方法对不同配合比的普通硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥浆液的流变特性进行了研究。根据试验结果绘制了复合水泥浆液的剪切应力-剪切速率变化曲线;通过测定浆液的表观粘度随时间的变化情况分析了水泥浆液粘度的时变特性。试验结果表明,水灰比对复合水泥浆液的流型有较明显的影响,减水剂对浆液的流型无明显影响,但对浆液的流变参数的数值影响较大,研究结果对于工程应用具有一定的指导意义。

粉磨方法对硅酸盐-硫铝酸盐复合体系水泥性能的影响

采用球磨、辊压磨、立磨3种不同的试验磨,研究了粉磨方法对硅酸盐-硫铝酸盐复合体系水泥颗粒特性及性能的影响。研究结果表明:在比表面积基本相同的情况下,不同粉磨方法制备的复合体系水泥样品具有不同的粒径分布,立磨水泥平均粒径最小,3￣30μm颗粒所占比例最大(为60.05%),有利于水泥性能的发挥;粉磨方法对复合体系水泥的标准稠度用水量、凝结时间及力学强度均有影响,立磨样品标准稠度用水量较大,凝结时间较短,力学强度较高。

硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥水化协同效应研究

水泥硬化体的力学性质与其微观组构间存在紧密的联系,水泥硬化体微观组构的形成与发展是水泥水化硬化过程的结果。因此,开展对水泥水化硬化过程的研究,将对于了解水泥水化硬化微观组构的发展变化规律及其影响因素有着重要的意义。通过对硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥(以下简称复合水泥)进行水化热测试分析,并且结合扫描电镜(SEM)试验对水泥石的微观形貌进行了分析,重点研究了复合水泥的水化硬化机理,以探究硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥的水化协同效应。

硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥体系物理性能及水化机理研究

对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥的凝结时间、胶砂强度进行了研究,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等微观测试手段从水泥水化程度及水化产物微观形貌入手分析了复合水泥的水化机理。结果表明,当硫铝酸盐水泥掺量约为15%时,复合水泥凝结时间差最大、强度最高;复合水泥的主要水化产物为Ca(OH)2晶体、钙矾石(AFt)、C-S-H凝胶等,且AFt的生成量明显增多,有利于早期强度的发展。

普通硅酸盐-硫铝酸盐水泥复合凝胶体系的制备及性能研究

根据设计配比,制备了普通硅酸盐-硫铝酸盐水泥复合凝胶体系。通过改变普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的质量比、水胶比和减水剂用量等参数,采用净浆流动度、凝胶时间、结石率、抗压强度和竖向膨胀率等实验,探究了普通硅酸盐-硫铝酸盐水泥复合凝胶体系的性能影响因素。结果表明,当硫铝酸盐水泥的用量为70%(质量分数)、水胶比为0.5、减水剂用量为0.5‰(质量分数)时,复合胶凝体系的流动度最大,达320 mm,可注性好;其初凝和终凝时间分别为6和14 min,凝胶时间短;其结石率为100%,28 d竖向膨胀率约为0.14%,无需二次注浆;其28 d抗压强度为43 MPa,加固强度高。适量的硅灰和硅渣的掺杂可以提高复合胶凝体系后期的抗压强度、抗折强度和流动度,当硅灰掺量为10%(质量分数)时,复合胶凝体系3和28 d的抗压强度、抗折强度出现了峰值;当硅渣掺量为15%(质量分数)时,复合胶凝体系28 d的抗压强度和抗折强度达到最高;当硅渣掺量为10%(质量分数)时,复合胶凝体系流动度达到334 mm。