水泥熟料矿物组成XRD分析与化学分析差异

水泥基胶凝材料中的物相种类及组成直接影响材料的性能,准确地测定材料中的各相及其含量对材料性能的研究或改善具有极其重要的意义。通过化学分析方法与XRD-Rietveld法相对比,对水泥熟料进行定量分析。结果表明:C3S和C4AF的XRD定量分析结果要略高于化学理论计算值,C_(2)S和C_(3)A的XRD定量分析结果要略低于化学理论计算值。为XRD-Rietveld法应用于水泥物相定量分析提供了数据支持。

废弃混凝土再生水泥熟料的配制与性能

以完全不用天然石灰石、粘土、页岩和砂岩,废弃混凝土在生料中的质量百分含量高达95%～99%和普通煅烧工艺制备出了水泥熟料(以下简称再生熟料)。将再生熟料与用天然石灰石和砂岩制备的水泥熟料进行了对比试验与分析,结果表明:2种熟料具有完全相同的XRD特征峰位,再生熟料的熟料矿物形成正常;2种熟料化学成分相近,再生熟料的率值设计中更倾向于高钙低硅;再生熟料的f-CaO含量满足安定性要求;再生熟料制备的水泥的3d强度达到42.5级硅酸盐水泥的要求,28d强度达到52.5级硅酸盐水泥的要求。

仿水泥熟料化学组成重构钢渣研究

从化学组成出发,通过理论计算,确定调节材料的种类和掺量,使得重构钢渣的化学成分与水泥熟料接近,模拟熟料煅烧制度对钢渣进行重构。结果表明:当C/S较低时,原钢渣中C3S在重构过程中分解成C2S,RO相部分分解,Fe元素主要以Fe3O4存在,并形成以MgO为主、含有少量FeO的固溶体,液相量少;当C/S较高时,形成晶形良好的C3S和C2S,RO相完全分解,其中的FeO生成C4AF、C2F,MgO主要以MgO晶体存在液相量多,液相以铁铝酸钙为主。由于Al_2O_3含量低,矿物组成中未见C3A。仿熟料重构钢渣不会产生安定性不良且胶凝活性明显提高。

水泥熟料矿物组成及矿物形态对水泥强度的影响

采用化学萃取法检测了各熟料中的矿物实际含量,采用反光显微镜岩相分析法分析了各熟料的矿物形态,分析了熟料矿物组成及矿物形态对水泥强度的影响。结果表明,熟料C3S含量与水泥早期强度有较好的相关性;C3S+C2S含量决定了水泥后期抗压强度;但C3S+C2S及C3S含量与水泥后期抗折强度相关性不好;水泥强度也与熟料矿物形态相关。

掺无机纳米矿粉水泥复合净浆的化学收缩与自收缩

依据ASTM试验标准,改良其试验方法,测量水泥复合净浆化学收缩与自收缩,研究单掺不同粒度无定型纳米二氧化硅、亲水型和表面预湿型纳米碳酸钙、不同晶型和粒度纳米二氧化钛三种无机纳米矿粉对其早期收缩的影响。研究表明：一定掺量范围内,无机纳米矿粉的掺入显著提高复合净浆化学收缩与自收缩,且随龄期增长,差异渐大,其中尤以掺纳米二氧化硅最甚,且纳米粒度越小,早期收缩越大。与不亲水但表面预湿型纳米碳酸钙相比,同掺量条件下掺亲水型纳米碳酸钙的净浆早期收缩更大。纳米氧化钛掺量3.0%~5.0%,净浆化学收缩最大,自收缩值增幅不大,远远低于掺纳米二氧化硅和掺碳酸钙的。无机纳米矿粉对水泥基材料早期收缩行为的影响与所掺纳米矿粉种类、晶型、颗粒尺度、表面状态以及掺量等密切相关。

化学分析在水泥生产中的重要性

在水泥生产中,所有的原材料、半成品、成品都需要进行质量控制。水泥生产的质量控制包括两部分:一个是水泥生产中的化学成分分析;一个是水泥生产中的物理性能检验。这两部分在水泥生产中都是至关重要的,本文主要谈谈化学分析对水泥生产的作用。水泥的化学成分与水泥的矿物组成有直接关系,矿物组成和水泥熟料又有很重要的关系,水泥熟料直接影响水泥的质量,文中主要阐述这几者之间的关系。

聚丙烯纤维化学接枝改性增强水泥基复合材料的界面结合

以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,采用二步化学接枝法对聚丙烯纤维进行接枝丙烯酸改性,利用正交分析法研究了引发温度、BPO浓度、接枝温度、接枝时间及丙烯酸(AA)浓度对纤维接枝率的影响,并评价了改性前后纤维与水泥基体的界面结合性能。结果表明:上述因素对纤维接枝率的影响大小为引发温度>BPO浓度>接枝时间>接枝温度>AA浓度,最佳反应条件为引发温度90℃,BPO 4.50×10-2 mol/L,接枝时间60min,接枝温度75℃,AA 1.4mol/L,此时纤维接枝率达13.12%;经化学接枝改性后,聚丙烯纤维表面亲水性和粗糙度增大,与水泥基体的界面结合得到增强,纤维掺量为0.05%(体积分数)时,聚丙烯纤维增强水泥砂浆的抗开裂性能比增大了26.6%,抗塑性收缩开裂性能显著增强。

氧化石墨烯/水泥复合净浆的化学收缩特性及预测模型

为了揭示氧化石墨烯/水泥复合净浆(GO/C)的化学收缩特性,采用体积法对不同水灰比(0.3、0.4、0.5)和不同氧化石墨烯(GO)质量分数(0wt%、0.01wt%、0.02wt%、0.03wt%、0.04wt%、0.05wt%)的水泥复合净浆试件化学收缩进行了测定。试验结果显示:随着水灰比的增加,GO/C化学收缩显著增大。同水灰比条件下掺有氧化石墨烯的GO/C试件前期化学收缩较普通水泥净浆有所下降,当GO质量分数为0.04wt%时,收缩值达到最小;在后期水化中,GO/C试件的化学收缩增长速度明显快于普通水泥净浆。分析表明,GO对水泥净浆孔结构的调控作用和对水化产物氢氧化钙晶体的键合行为是其影响水泥净浆化学收缩性能的主要原因。同时,通过收缩模型与试验值对比发现,现有的普通水泥化学收缩模型无法精准预测GO/C的化学收缩情况,因此,为考虑GO的影响,试验在吴浪模型的基础上,引入K(ξ,t)函数作为影响参数,并通过曲线拟合得到其具体表达式,从而建立起适用于GO/C化学收缩的预测模型。