以水胶比为0.2的活性粉末混凝土(RPC)为基体,研究了不同养护条件下掺不同硅灰粒径RPC试件的水化规律。分析了养护条件及硅灰粒径对RPC力学性能的影响,通过SEM及XRD分析了RPC基体物相和形貌变化。结果表明:不同养护条件下,掺不同硅灰粒径的RPC强度变化趋势不同;与标养相比,蒸养对RPC强度提升较大;与掺较大硅灰粒径相比,掺较小粒径硅灰的RPC在养护过程中存在两段强度上升期,强度提升潜力较大;标养28 d后的RPC存在较多片状Ca(OH)2,蒸养7 d的RPC中纤维状C-S-H相互搭接形成网状结构;粒径较小的硅灰虽“活性效应、微集料效应”较优,但不利于内部水化,受压破坏爆裂面均有未水化成分,养护过程中可适当延长养护时间以保证水化充分。

以江苏宜兴产煤矸石为研究对象,对其基本物性进行分析可知,煤矸石的矿物组分以高岭石和石英为主。将煤矸石于不同煅烧温度和不同保温时间下进行活化,利用X射线衍射分析(XRD)和力学强度试验对其活化过程进行研究。结果显示,随着煅烧温度和保温时间的增加,高岭石的分解趋于完全,活化煤矸石水泥强度增加;但煅烧温度过高、保温时间过长,无定形矿物会向稳定状态转变,活性降低。煅烧温度为750℃、保温4h时煅烧煤矸石的活化性能较好。

以江阴某发电厂排放的烟气脱硫石膏为原料,再加工热处理后,研究热处理脱硫石膏水化体系的强度和凝结时间。结果显示,再加工处理温度达150℃时,相应水化体系的施工性能和力学强度较优。采用XRD、DTA/TG、FTIR法分析各再加工热处理石膏水化体系的水化过程发现,二水石膏为各体系中主要的水化产物,且随着石膏再加工温度的不同,各项微观性能测试特征也有所不同,其结果体现与宏观力学强度的变化规律一致。

研究聚羧酸系减水剂(PC)对水泥水化特性的影响对控制和改善混凝土性能具有理论指导价值。本文采用热活性微量热仪研究了C_3A单矿和C_3A-石膏体系在水和PC溶液中的水化过程,并通过XRD、SEM等方法分析了水化产物的组成和形貌。结果表明:C_3A单矿水化时,PC的掺入能使C_3A颗粒分散更好,增大C_3A与水的接触面从而加速了C_3A的水化速率,促进了C_3AH6形成。对于C_3A-石膏体系,C_3A与石膏的摩尔比为1∶3时,PC的掺入抑制AFt晶体的生成和生长。

利用基于水玻璃形成的复合碱组分SN和少量硅酸盐水泥共同激发锰渣-矿渣体系,制备出碱激发胶凝材料,并对该胶凝材料的力学性能及水化过程进行了探讨。结果表明:水化3～7d内是该碱激发胶凝材料中锰渣与矿渣的适应性由劣向好转变的关键。水化初期(3d前),随着矿渣替代锰渣量增加,碱激发胶凝材料中生成水化产物的程度变慢,抗压强度降低;水化7d后,碱激发锰渣-矿渣胶凝材料中随着矿渣替代量的增加,石英(SiO2)被剥蚀解体量增多,体系的溶解-聚合程度逐渐提高,水化产物逐渐增多,化学结合水量逐渐增大,抗压强度逐渐提高。

研究了废弃线路板非金属残渣对镁质胶凝材料的水化过程、抗压强度、镁质胶凝材料晶体形貌的影响,结合扫描电镜对其反应机理进行了分析。结果表明,非金属残渣能抑制镁质胶凝材料的早期水化,使水化放热减缓,早期水化率降低,凝结时间延长;非金属残渣对镁质胶凝材料晶体形貌影响较大,使镁质胶凝材料晶体尺寸明显增大;非金属残渣通过多种途径的作用对镁质胶凝材料产生了缓凝作用。当非金属残渣掺量超过15%时,抗压强度下降较大。