硅酸盐水泥水化历程与初始结构形成的研究

采用自动高效水化热测定仪及无电极电阻率测定仪研究硅酸盐水泥水化的热学效应及交变电场下电阻率变化 ,讨论水泥品种、拌和水量对水泥水化初始结构形成及发展的影响 ,建立硅酸盐水泥水化初始结构形成及发展的结构形成模型。研究表明 :初始结构形成模型分为 3个阶段 :溶解 -溶解平衡期、结构形成期及结构稳定期。随着水量的增大 ,水化热效应表现为促进作用 ,但是结构形成过程表现为结构弱化 ;电阻率曲线的特征值及时间数值随水泥品种不同而变化。水化热模型与结构形成模型相结合 。

三聚磷酸钠对硅酸盐水泥初始水化历程的影响

采用水化热、电阻率和X射线衍射法等测试方法,研究了三聚磷酸钠(Na5P3O10)对硅酸盐水泥初始水化历程的影响。试验结果表明:Na5P3O10对硅酸盐水泥水化的缓凝机理,主要是生成络合物的缘故,而不是传统观点所认为的形成了"不溶性"的磷酸钙;改变Na5P3O10的掺量,可有效调控硅酸盐水泥的水化热历程以及结构形成过程;在水泥初始水化阶段,延缓了C3S和C3A的水化。

硅酸盐熟料-煤矸石/粉煤灰混合水泥水化模型研究

对两种不同3CaO·SiO_2(C_3S)含量的硅酸盐水泥和分别掺有30%(质量分数,下同)煤矸石和30%粉煤灰的混合水泥中水化产物含量变化和形态进行了研究,建立了水化产物量变模型和水化产物形态模型,分析了模型的主要特征和意义。相同龄期,高C_3S硅酸盐水泥比低C_3S硅酸盐水泥生成更多的水化硅酸钙(calcium silicate hydrate,CSH)凝胶和氢氧化钙。含混合材的水泥水化时,CSH凝胶在水化早期和后期有两个增长幅度较大的阶段,并且1年后形成的CSH凝胶量与纯硅酸盐水泥的相当。水泥水化产物与混合材的二次水化反应较慢,研究掺有混合材水泥更长龄期的水化产物含量及结构变化,将有助于理解混合材对水泥性能的作用机理。

硅酸盐水泥初始水化流变特性与结构形成研究

采用AR2 0 0 0高级流变仪及无电极电阻率测定仪研究硅酸盐水泥水化的流变特性及交变电场下电阻率变化 ,讨论水泥品种、化学外加剂对水泥初始水化流变特性及结构形成的影响 ,结合硅酸盐水泥水化初始结构形成及发展的结构形成模型 ,建立水泥初始水化流变特性模型。研究表明 :水泥初始水化储能模量变化规律为S形变化 ,水泥水化进入诱导期时存在结构突变 ;水泥初始水化流变特性规律与水泥水化结构形成与发展、物理力学性能之间存在一定关联性 ;缓凝型化学外加剂的引入 ,促进了水泥初始水化储能模量突变过程 。

硅酸盐-硫铝酸盐水泥混合体系的试验研究

研究了不同比例的硅酸盐、硫铝酸盐水泥混合体系的凝结时间、水泥砂浆的强度性能,并对一定混合比例的OPC-SAC水泥进行了XRD、SEM和水化量热测试。结果表明,硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥混合,SAC中的C4A3-S矿物与OPC中的C3S矿物在共同水化过程中有相互促进的作用,会使混合水泥水化和凝结加速;混合水泥的强度性能与两种水泥的混合比例有关。本研究可对硅酸盐-硫铝酸盐水泥混合体系的应用提供借鉴。

V_2O_5掺杂对硅酸盐水泥熟料烧成及矿物结构的影响

以空白生料为基准,分别掺入占质量分数为0.5%,1%,2%的V2O5,并分别于1250,1300,1350,1400℃和1450℃煅烧30min,制成V2O5掺杂硅酸盐水泥熟料。利用化学分析、X射线衍射、扫描电子显微镜和高温显微镜分析等方法,研究V2O5掺杂对硅酸盐水泥熟料的易烧性和矿物结构的影响。探讨V2O5掺杂的影响机理。结果表明:掺V2O5改善了硅酸盐水泥熟料的易烧性,但掺量超过0.5%V2O5后测定的f-CaO没有明显区别,且由于V2O5稳定了β-C2S晶相而降低了B矿的含量。对掺V2O5后熟料的显微形貌和液相性质的分析结果表明:掺V2O5后熟料中C3S晶粒均大于基准样中C3S晶粒。这是因为V2O5稳定MeO5-4,增大液相的粘度,局部增大CaO浓度,使C3S长大速率占优势,并降低了A矿的含量。

基于超声波速与介电性能的硅酸盐水泥早期水化过程连续监测技术

本文提出了两种通过跟踪监测水泥浆体超声波速和介电常数研究水泥早期水化过程的新方法。研究结果表明:超声波传播速度和介电常数受到水泥水化过程的影响,可以间接反应固、液、气三相的体积比例与分布。根据超声波速变化规律可以将水泥的水化过程分为5个阶段,分别对应潜伏期、加速期、减速期、终凝期和稳定期。水泥水化程度愈高,生成水化产物数量愈多,超声波速愈大。水泥砂浆的介电常数随水化龄期逐渐减小,并与水泥净浆的超声波传播速率线性相关。

硅酸盐水泥的理化性能与分形维数研究

根据测得的硅酸盐水泥的粒度分布计算了样品的分形维数,对分形维数与水泥的物理化学性能间的关系进行了初步研究。结果表明,分形维数与比表面积间线性相关,与中位经和需水量间呈现逆变关系,与水泥的机械强度间良性相关。

耐热高强硼硅酸盐玻璃中混合碱的研究

研究了Na2O-Li2O、Na2O-K2O不同二元混合碱对硼硅酸盐玻璃热膨胀系数及膨胀软化温度的影响。结果表明,在Na2O-Li2O、Na2O-K2O二元混合碱硼硅酸盐玻璃中热膨胀系数曲线基本呈线性变化,玻璃的热膨胀系数和膨胀软化温度并未出现明显的"混合碱效应"。

镁渣替代石灰石配料烧制硅酸盐水泥熟料

实验证明,镁渣可改善生料的易烧性;在镁渣参与配料的生料中,掺加HBZ或HPZ后,促进了fCaO的吸收,能大幅度改善生料易烧性。在同时掺有1.0%HBZ和1.5%HPZ时,熟料3d和28d抗压强度比空白样分别提高38.3%和12.2%;用镁渣替代20%石灰石烧成的硅酸盐水泥熟料3d和28d强度分别可以达到40.8MPa和65.2MPa。

煤矸石对硅酸盐水泥水化历程的影响

从强度、反应程度、孔溶液碱度和SEM等方面,研究了煤矸石作为水泥辅助胶凝材料的水化情况,并与Ⅱ级粉煤灰进行比较。试验结果表明:煤矸石发生火山灰反应时间比粉煤灰早,且发生火山灰反应所需的碱度值比粉煤灰低;掺煤矸石水泥水化样的早期抗压强度比粉煤灰水泥水化样低,但7d到28d强度增长速率明显大于相同掺量的粉煤灰水泥,相同28d抗压强度的条件下,煤矸石掺量比粉煤灰的掺量高10%。

n(B_2O_3)/n(SiO_2)对硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响

采用热膨胀仪、扫描电镜和红外光谱仪研究了硼硅酸盐玻璃的结构与性能随n(B2O3)/n(SiO2)和n(B2O3)/n(Na2O)的变化规律,深入探讨了结构对分相、热膨胀系数和膨胀软化温度的影响规律。结果表明:热膨胀系数取决于玻璃中[BO3]、[BO4]和[SiO4]的数量变化;玻璃的转变温度和软化温度主要由SiO2决定;[BO3]对玻璃的分相有着重要的影响;不论n(B2O3)/n(Na2O)比值多少,玻璃结构中均存在[BO3]和被破坏的[SiO4]。

硅酸盐水泥早期体积稳定性的调控研究

分别研究了利用硬石膏、粉煤灰制备的钙矾石型膨胀剂和硬石膏、石灰和粉煤灰三元组分制备的钙矾石-羟钙石复合膨胀剂对水泥体系膨胀性能的影响。利用XRD、TG-DSC-DTG和SEM等测试方法对水泥体系中的钙矾石和羟钙石进行了定性和定量分析,在微观上对钙矾石和羟钙石的形态进行了分析。结果表明,由硬石膏、粉煤灰制备的膨胀剂,膨胀主要发生在前7d,由硬石膏、石灰和粉煤灰制备的复合膨胀剂,膨胀效果较好,28d时仍有微膨胀。对硅酸盐水泥早期的体积稳定性进行调控,可以有效减小水泥体系早期开裂的几率。

低水胶比下超细粉煤灰对不同细度硅酸盐水泥水化历程的影响

从强度、结合水、粉煤灰反应程度、SEM分析及孔隙溶液碱度等方面,研究了低水胶比下超细Ⅱ级粉煤灰对不同细度硅酸盐水泥水化历程的影响。研究结果表明,水泥细度从4500cm2/g提高到5500cm2/g,对纯水泥水化过程影响不大。但当该高细度水泥与超细II级粉煤灰复合时,则对水泥及粉煤灰的水化程度、水化产物特性、孔隙溶液碱度以及力学性能均影响较大;随粉煤灰掺量的增加,其影响程度呈由小变大再变小的趋势,粉煤灰掺量存在阈值,本试验中,阈值为30%。

MnO_2掺杂对硅酸盐水泥熟料烧成及矿物结构的影响

本文研究MnO2掺杂对硅酸盐水泥熟料的烧成及性能的影响,以空白生料为基准,分别掺入0.1%、0.5%、1%、2%的MnO2,煅烧至1250℃、1300℃、1350℃、1400℃、1450℃,并利用化学分析、XRD、SEM、高温显微分析等方法分析。结果表明:当煅烧温度低于1400℃时,MnO2限制液相的生成,其掺量越大,易烧性越差;当煅烧温度高于1400℃时,温度起主要作用,液相大量生成,MnO2掺量对易烧性影响不大;并降低了A矿的含量,增加了B矿的含量。同时观察SEM照片,掺MnO2后熟料中C3S晶粒均大于基准样中C3S晶粒,这是因为MnO2稳定MeO45-,增大液相的粘度,富余CaO,使C3S长大速率占优势。

混合碱土金属氧化物对硼硅酸盐玻璃热膨胀系数的影响

研究了4种碱土金属氧化物(MgO、CaO、SrO、BaO)替代Na2O后对硼硅酸盐玻璃热膨胀系数和软化温度的影响,对比分析了二元和三元混合碱土对玻璃热膨胀性能的影响,通过阿本法计算了玻璃的热膨胀系数并与实测值进行了比较。研究结果表明:碱金属与碱土金属氧化物形成的"混合碱-碱土效应"使得玻璃的膨胀软化温度显著提高;三元混合碱土的性能比二元混合碱土的性能好;通过阿本法计算的热膨胀系数值,含有2种碱土的玻璃的计算值小于实测值,而含有3种碱土的玻璃的计算值明显大于实测值。

硼硅酸盐玻璃与钠钙硅玻璃浮法成型的对比研究

总结了浮法成型工艺的特点,介绍了浮法工艺对普通钠钙硅玻璃的要求,在此基础上提出从玻璃的熔化和成型温度要求,粘度-温度曲线要求,析晶温度上限要求等几个方面探讨耐热高强硼硅酸盐平板玻璃浮法成型的要求。

利用电石渣替代石灰石烧制硅酸盐水泥熟料

利用电石渣替代石灰石烧制硅酸盐熟料,实验结果表明,电石渣替代30%石灰石配料方案最佳,通过掺加HX型和HY型复合外掺剂,烧制的熟料3 d和128 d强度分别达到40 MPa和168 MPa以上。同时,电石渣有利于改善生料易烧性,降低熟料热耗,节约能源。

浅谈硼硅酸盐玻璃的应用现状和发展趋势

硼硅酸盐玻璃具有良好的热稳定性和化学稳定性，已在仪器玻璃、器皿玻璃等领域得到了广泛应用；随着玻璃熔制工艺和耐火材料的发展，硼硅酸盐玻璃将在更多的领域得到应用。本文结合实际生产和应用情况，概括和总结了硼硅酸盐玻璃的应用现状和发展趋势。