高镁水泥的研究进展

从高镁石灰石的利用、MgO微膨胀性的需求等方面论述了高镁水泥研究的意义,详细阐述了目前高镁水泥生产中存在的问题及解决方案、高镁水泥的膨胀性能及应用等方面的进展情况,并对高镁水泥的研究及应用前景进行了展望。

高镁水泥制备及其膨胀性能

制备MgO质量分数分别为6%、9%、12%和15%的高镁水泥,通过扫描电镜(SEM)、扫描电镜/能谱联合仪(SEM/EDS)、X射线衍射(XRD)等检测方法和膨胀性试验分析MgO质量分数对熟料煅烧和净浆膨胀性能的影响.结果表明:随着MgO质量分数增加,熟料煅烧时液相量增加,熟料密实度提高.当熟料中MgO质量分数为12%时,养护温度由20℃增加到38℃,试件90d龄期膨胀率由0.120%增加到0.244%;38℃养护时,掺入35%粉煤灰的试件90d龄期膨胀率由0.244%降至0.070%.当MgO质量分数高于12%时,尽管存在粉煤灰的抑制作用,但高镁水泥依然能产生一定膨胀,可以有效地补偿混凝土的温降收缩.

矿渣对高镁水泥硬化浆体膨胀特性及微观结构的影响

MgO可用于补偿大体积混凝土的收缩,大坝混凝土中也已有应用高镁水泥的先例。为充分利用高镁水泥的膨胀特性,避免其膨胀量过大,该文研究了矿渣掺量和细度对其膨胀特性的影响,并表征了硬化浆体的孔结构与微观形貌。结果表明,掺入矿渣可以有效降低高镁水泥硬化浆体的膨胀率。矿渣的掺量越高,硬化浆体膨胀率越低。矿渣的细度越细,抑制硬化浆体膨胀的作用越明显,中位径为4.81μm时,硬化浆体膨胀率显著降低。矿渣抑制高镁水泥硬化浆体膨胀的作用,主要源于矿渣掺入之后所产生的"物理稀释作用"和"二次水化效应"。"物理稀释效应"降低了硬化浆体中方镁石总量;"二次水化效应"填充了硬化浆体空隙,使硬化浆体孔径细化,毛细孔缓冲和释放硬化浆体膨胀应力。

粉煤灰对高镁水泥硬化浆体膨胀特性及微观结构的影响

Mg O可用于补偿大体积混凝土的收缩,大坝混凝土中也已有应用高镁水泥的先例。为充分利用高镁水泥的膨胀特性,避免其膨胀量过大,研究了粉煤灰掺量和细度对其膨胀特性的影响,并表征了硬化浆体的孔结构与微观形貌。结果表明,掺入粉煤灰可以有效降低高镁水泥硬化浆体的膨胀率。粉煤灰的掺量越高,硬化浆体膨胀率越低。粉煤灰的细度越细,抑制硬化浆体膨胀的作用越明显,中位径为4.59μm时,硬化浆体膨胀率显著降低。粉煤灰抑制高镁水泥硬化浆体膨胀的作用,主要源于粉煤灰掺入之后所产生的"物理稀释效应"、"填充效应"及"化学效应"。"物理稀释效应"降低了硬化浆体中方镁石总量;"填充效应"及"化学效应"填充了硬化浆体空隙,使硬化浆体孔径细化,毛细孔缓冲和释放硬化浆体膨胀应力。

高镁水泥体积稳定性研究

通过在氧化镁含量高达10%以上的高镁水泥中加入30%的粉煤灰,仍可使其体积稳定性良好。采用差热与X射线方法对比进行了分析,确定其水化产物为CSH、Ca(OH)2、Mg(OH)2和CaCO3。

微膨胀高镁中热水泥制备及质量保障体系建立

大坝混凝土因温降引起的收缩开裂一直是困扰工程技术人员的世界性难题。依托三峡工程,中国建筑材料科学研究总院与中国长江三峡集团公司等单位合作,开展了大量的科学研究和管理模式的创新。在科技创新方面,开发出大型水电工程专用微膨胀高镁中热水泥的制备与应用技术,为大坝混凝土温控防裂提供新思路;在管理创新方面,在国内外首次创建了水电工程水泥混凝土材料质量保障体系,为保证我国大型水电工程建设质量起到重要作用。

高镁微膨胀中热硅酸盐水泥的工业化制备及其性能研究

在2 000t/d生产线实现了高镁微膨胀中热硅酸盐水泥的工业化制备。制备过程工艺控制参数多,熟料煅烧时窑况的变化、矿物组成含量的差别将影响整个熟料的早、后期强度等性能;制备的高镁微膨胀中热硅酸盐水泥的凝结时间、胶砂强度、水化热等性能指标均能满足GB200—2003的要求;后期能产生一定的膨胀,可有效补偿大坝混凝土后期温降收缩;当Mg O含量≤7.03%时,工业化制备的高镁微膨胀中热硅酸盐水泥压蒸安定性合格,而过高的Mg O含量容易产生过大的膨胀性,对水泥的安定性产生不良影响。

高镁中热硅酸盐水泥的制备及性能研究

利用工业生产用原料,制备了高镁中热硅酸盐水泥（以下简称＂高镁中热水泥＂）,并分别对其强度、水化热、膨胀性、压蒸安定性等宏观性能进行了检测,借助XRD、岩相等测试方法对其微观结构进行了分析。结果表明：熟料硅率宜控制在2.30~2.80范围内;熟料中f-CaO含量随着MgO含量（以质量分数计,下同）的提高而逐渐增大,过高的MgO含量对熟料烧成不利。水泥中MgO含量的提高,一定程度上降低了水泥中钙质硅酸盐矿物的含量,导致试验制备的高镁中热水泥的各龄期强度均随之下降;高镁中热水泥熟料中MgO含量的增长对水泥水化热影响不大,熟料中的MgO具有一定的后期（28d以后）微膨胀性,150d后该膨胀趋于平缓;当熟料中MgO含量小于6.39%时,压蒸安定性合格。XRD和岩相分析表明,高镁中热水泥熟料中存在游离氧化镁（即方镁石）,而且随着熟料中氧化镁含量的增加,熟料中方镁石的含量也随之增加,并且多数方镁石晶体呈现团聚状态。