为了研究在-10℃环境下硅酸盐-铝酸盐-磷酸盐水泥体系(SAP体系)的水化反应情况,通过凝结时间、XRD、TG、SEM等测试分析了SAP体系的水化产物和反应机理。结果表明:掺入铝酸盐水泥(CAC)和焦磷酸钠均有利于硅酸盐水泥(OPC)的早期凝结,但不利于其后期强度发展;SAP体系早期的主要水化产物为C-S-H凝胶和NO2-AFm晶体,CAC掺量越多,7 d水化产物生成量越多,试件的抗压强度越高;7~28 d时,CAC掺量为10%的S9A1P体系中Ca(OH)2晶体持续生成,试件28 d抗压强度达到32.4 MPa。

将废混凝土粉作为硅质材料掺入蒸压加气混凝土中,研究了废混凝土粉的掺量(40%~70%)、蒸压压力(0.9~1.7 MPa)和蒸压时间(4、6、8 h)对蒸压加气混凝土性能的影响,并通过XRD和SEM分析了其水化机理。结果表明:当废混凝土粉掺量为50%、蒸压压力为1.1 MPa、蒸压时间为8 h时,制备的再生蒸压加气混凝土的抗压强度和干密度分别达到7.5 MPa和647 kg/m3,满足相关标准中的A5.0、B06级别要求;蒸压养护促进了蒸压加气混凝土中的硅质材料和钙质材料反应,生成了大量的片状托贝莫来石、半结晶CSH(Ⅰ)、CSH凝胶和少量水化石榴石、硬石膏等水化产物,从而提高了蒸压加气混凝土的强度,降低了其干密度。

研究了煅烧温度(200~800℃)和恒温时间(10 min、20 min)对新疆和田地区火山岩粉活性的影响,并进行了微观机理分析。结果表明:随着煅烧温度的增大,火山岩粉的活性指数先增大后减小,最佳煅烧方式为煅烧温度500~550℃、恒温20 min,此时,火山岩粉的28 d活性指数最大可提高18.0%;火山岩粉经过煅烧后,其中的SiO2、Al2O3、Fe2O3逐步失去结晶水,由晶体态逐渐向无定形态转化,从而增强了火山岩粉参与水泥水化反应的能力。

综述了近几年国内外各类酸激发胶凝材料的研究成果,对酸激发胶凝材料力学性能的相关研究进行了总结,同时对酸激发胶凝材料力学性能的影响因素如酸的种类、酸的浓度、养护条件以及掺外加剂等进行了归纳,还介绍了典型的酸性激发剂磷酸、醋酸、硫酸激发胶凝材料的水化机理和激发过程中所发生的地质聚合反应。

通过胶砂强度、水化热及扫描电镜(SEM),对纯水泥、掺粉煤灰、掺煤气化渣微粉三种胶凝体系的水化机理进行研究,结果表明:在同水胶比、同掺量的条件下,掺煤气化渣微粉组胶砂跳桌流动度较小,早期强度高于粉煤灰组,后期强度低于粉煤灰组;掺煤气化渣微粉组的水化热温度与放热速率要高于粉煤灰组;对三种胶凝体系水化产物的微观形貌分析发现纯水泥组与粉煤灰组的水化产物相似,而掺煤气化渣微粉组3 d水化产物生成了大量结晶度较低的纤维状水化硅酸钙凝胶,28 d水化产物由结晶度较低的纤维状水化硅酸钙凝胶转化为结晶度较高的类似于硬硅钙石的针状晶体,使得胶砂强度随之增强。

通过在高铝水泥中掺入不同掺量(5%、10%、15%、20%)的石灰石、石膏、粉煤灰、矿渣四种矿物掺合料,研究其对高铝水泥的强度影响及水化作用机理。结果表明,四种掺合料均能不同程度抑制高铝水泥后期强度倒缩;石灰石、石膏、粉煤灰、矿渣的最佳掺量分别为10%、15%、5%、5%。掺入10%的石灰石、15%的石膏时,高铝水泥的3d强度分别提高6.80%、4.25%,28d强度分别提高11.63%、8.80%;掺入5%的粉煤灰时,28d强度提高9.91%;矿渣的掺入不能提高高铝水泥各龄期强度。