2025, 28(1):1-8.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2025.01.001
摘要:基于分子动力学方法,探究了4种阳离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+)对氯离子在水化硅酸钙(C-S-H)凝胶孔中扩散行为的影响机理.结果表明:C-S-H对氯离子的吸附量与其对阳离子的吸附能力相关;Ca2+和Mg2+可以促进氯离子的吸附,使C-S-H中的表面钙容易脱附进入溶液,延长氯离子和孔隙水的空间相关性,导致氯离子周围形成多层水合壳,降低其扩散能力;在被C-S-H层吸引的阳离子以及水分子的共同作用下,4种溶液中C-S-H凝胶孔中的氯离子扩散系数大小依次为KCl>NaCl>CaCl2>MgCl2.
2025, 28(2):95-102.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2025.02.001
摘要:利用凝结时间、抗压强度等测试,系统评价了水化硅酸钙(C-S-H)晶种与硫酸铝(AS)对硅酸盐-硫铝酸盐复合胶凝体系(PC-CSA)凝结硬化性能的影响,并通过水化进程、水化产物和微观结构分析探究其内在作用机理.结果表明:C-S-H晶种与AS均能显著缩短PC-CSA的凝结时间;复掺C-S-H晶种与AS显著促进了PC-CSA中硅相矿物的水化,提高了微观结构的致密性,提升了PC-CSA的抗压强度;当单掺AS时,PC-CSA中水化产物C-S-H的成核与长大过程均受抑制,而C-S-H晶种的加入通过提供成核位点,减缓了对水化产物C-S-H成核过程的抑制效果,促进了硅相矿物的反应,有助于解决喷射混凝土速凝与早强不协调的问题.
2024, 27(1):67-75.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.01.009
摘要:为探明煅烧凝灰岩对水泥水化产物的影响,借助X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等测试方法,分析了700 ℃下煅烧不同时间后凝灰岩的矿物组成及其对水泥水化产物和硬化体孔结构的影响.结果表明:煅烧后凝灰岩中的沸石水、结构水和吸附水被脱除,斜发沸石等沸石矿物架状结构发生破坏,形成无定形的SiO2和Al2O3;煅烧凝灰岩有助于水泥中的水化硅酸钙(C-S-H)、钙矾石(AFt)和单硫型水化硫铝酸钙(AFm)形成,且降低了C-S-H的钙硅比(n(Ca)/n(Si)),消耗了Ca(OH)2,水泥更易发生碳化;水化28 d后,煅烧凝灰岩水泥的孔隙率降低,孔径分布更细,从而提高了水泥强度.
2024, 27(4):366-374.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.04.011
摘要:通过胶砂强度试验及X射线衍射仪(XRD)、热失重分析(TG-DTG)、扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)等微观测试技术,对不同配合比钢渣-矿渣基胶凝材料的力学性能、水化产物及其水化硬化过程进行了研究.结果表明:当胶凝材料的n(CaO+MgO)/n(SiO2+Al2O3)=0.90时,其水化后期有较多的水化硅酸钙、水化铝酸钙凝胶生成,微观结构更加致密,力学性能表现最优,28 d抗压强度和抗折强度分别达到20.20、7.25 MPa;pH值的变化反映出协同水化效应的关键在于钢渣活性矿物的溶解和矿渣的二次火山灰反应,钢渣和矿渣的最佳配合比可以保证水化程度有较高的水平.
2024, 27(5):381-390.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.05.001
摘要:利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、27Al和29Si魔角旋转固体核磁共振(MAS NMR)以及1H-29Si魔角旋转交叉极化固体核磁共振(1H-29Si CPMAS NMR)研究了NaOH激发碱矿渣水泥早期反应产物的演变过程.结果表明:碱矿渣水泥在3~28 d龄期内均能观察到水化硅铝酸钙凝胶(C-A-S-H)、水滑石和单硫型水化硫铝酸钙(AFm),凝胶产物由复杂的端链硅氧四面体(Q1)、链状硅氧四面体(Q2)和Al取代的链状硅氧四面体(Q2(1Al))或层状硅氧四面体(Q3(1Al))构成,相对反应程度随龄期延长而增大;随着24 h内早期反应的进行,矿渣水化程度提高,铝硅比增大,铝氧四面体桥氧结构占比增大;矿渣铝氧多面体经历结构解聚、水滑石与AFm层状晶体的形成和Q2(1Al)的形成过程;反应早期24 h内Q2(1Al)迅速发展,水分子与硅氧四面体骨架交联,化学结合水形成,未发现聚合度更大的层状硅氧四面体(Q3)和Q3(1Al)结构,因此0~24 h为C-A-S-H低聚态凝胶形成阶段.
2024, 27(5):391-399.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.05.002
摘要:通过凝结时间、流动度、孔溶液pH值、抗折强度、抗压强度、吸水率、软化系数、水化热和水化产物分析测试,探究了磷建筑石膏(CPG)掺量对石膏矿渣水泥水化过程与耐水性能的影响.结果表明:随着CPG掺量的增加,石膏矿渣水泥的凝结时间缩短,流动度减小,吸水率与3 d水化累计放热量均增大;水泥净浆孔溶液的pH值在水化早期快速下降,56 d时保持不变;当CPG掺量从40%增加到70%时,56 d水泥净浆孔溶液的pH值从11.02减小到10.62,水泥胶砂的软化系数从0.98减小到0.91,主要水化产物均为二水石膏和钙矾石,并且钙矾石的含量随着CPG掺量的增加而减少.
2024, 27(6):528-535.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.06.007
摘要:在2种类型石膏(无水石膏和半水石膏)情况下,研究了三乙醇胺(TEA)对掺偏高岭土水泥(MKC)水化进程及其硫酸盐平衡的影响,并与自配硅酸盐水泥(APC)进行对比.结果表明:无TEA加入时,MKC中偏高岭土(MK)的存在可延长水泥的水化诱导期并加快硫酸盐的消耗,2种类型石膏表现基本一致;TEA的加入能够显著促进水泥中铝相矿物的水化,增加硫酸盐平衡所需石膏掺量,同时石膏类型对水泥水化进程与硫酸盐平衡影响显著;对于APC与MKC,在TEA作用下能有效维持其硫酸盐平衡的石膏类型分别为无水石膏与半水石膏,这与水泥中硫酸根离子溶出-吸附-沉淀的动态平衡密切相关.
2024, 27(6):536-542.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.06.008
摘要:从水化过程、力学性能、收缩性能等方面系统研究了2种水玻璃对苯丙乳液(SA乳液)改性碱激发矿渣(AAS)性能的影响及其作用机理,以期指导SA乳液在AAS中的应用.结果表明:钾水玻璃(PWG)加速矿渣水化进程的能力强于钠水玻璃(SWG);SA乳液不影响AAS的水化进程,不会阻碍水化硅酸钙/水化硅铝酸钙的生成,但会抑制水滑石的生成;SA乳液显著降低了AAS的抗压强度,并且对PWG激发AAS的影响强于SWG激发AAS;AAS的抗折强度随着SA乳液掺量的增加呈先增大后减小的趋势,在SWG与PWG激发AAS中,SA乳液的最佳掺量分别为2.5%与5.0%;PWG激发AAS在14 d内的总变形量高于SWG激发AAS,SA乳液可显著降低硬化浆体的总收缩量.
2024, 27(9):773-779.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.09.001
摘要:采用强度试验、X射线衍射仪和综合热分析仪等手段,研究了低气压对水泥基材料性能及水化进程的影响.结果表明:低养护气压延缓了水泥水化进程,水化产物生成量减小,且养护气压越低,影响效果越显著,3~7 d龄期时出现明显的水化平台期;低养护气压下水泥基材料孔隙结构劣化,凝胶孔占比增长幅度最大;养护气压越低,水泥基材料吸水速率越快,吸水量越大;水泥基材料的吸水量、吸水速率及相对吸水率均随着环境气压的降低明显减小.
2024, 27(9):789-795.DOI: 10.3969/j.issn.1007-9629.2024.09.003
摘要:为提高水泥-粉煤灰体系的早期性能,将二乙醇-单异丙醇胺(DEIPA)和水化硅酸钙晶核(C-S-H-PCEs)这2种早强剂进行复掺,研究其对水泥-粉煤灰体系凝结时间、流动度和抗压强度的影响规律,同时结合X射线衍射仪(XRD)、热重-差示扫描量热(TG-DSC)分析和扫描电镜(SEM)探讨其作用机理. 结果表明:DEIPA和C-S-H-PCEs复掺可缩短水泥-粉煤灰净浆的凝结时间,增加其流动度,提高砂浆抗压强度;0.03% DEIPA和2.00% C-S-H-PCEs复掺效果最优,净浆流动度增加217.5 mm,初凝和终凝时间分别缩短120、127 min,砂浆1、3 d抗压强度分别提高6.6、6.1 MPa.