试验研究文章编号:1009-9441(2010)03-0001-03 碱激发矿渣胶凝材料的试验研究 杨 猛1,孙小巍2,李文学3 (1.辽宁省建筑材料监督检验院,辽宁沈阳 110032;2.沈阳建筑大学,辽宁沈阳 110168;3.辽阳市工程质量监督站,辽宁辽阳 111200) 摘 要:通过变换碱种类、碱掺量、水玻璃模数,研究了矿渣粉在碱的作用下的强度发展规律,并对这类碱激发材料的性能进行了试验与分析。结果表明,碱掺量增加,凝结时间越短;水胶比越小,凝结时间越短。采用水玻璃比用N aOH的凝结时间短,水玻璃对矿渣的激发效果要优于N aOH的激发效果,模数为1.2的水玻璃当掺量达到8%时强度达到最大值。胶砂强度随N a OH掺量的增加而增加,N aOH掺量达到10%时强度达到最大值。 关键词:胶凝材料;矿渣;碱激发 中图分类号:TU528.062;TU528.04 文献标识码:A 引言 硅酸盐水泥是建筑工程中不可或缺的建筑材料,其用量之大,使之成为人类使用量最大的人工材料。然而,硅酸盐水泥本身存在着固有的不足。一方面是能源与资源消耗大,污染大。我国的水泥生产每年要消耗近1亿t煤,用电近600亿k W h,同时还要消耗近4亿t石灰石和大量黏土,对这些不可再生的矿物资源的持续性大量消耗,将对人类社会产生重大的影响。另一方面,在熟料的煅烧过程中,因石灰石分解和燃料燃烧释放出大量的CO2,以及SO2、NO x等有毒气体,导致了严重的环境污染,尤其是巨大的CO2排放量在不断加剧地球的温室效应。因此,研究胶凝材料制备的新原理,加强工业废渣的利用研究,是一项既具有科学意义,又具有实际意义的工作。 碱激发胶凝材料是近年来新发展起来的一种无机非金属胶凝材料,其抗压和抗折强度、抗酸碱侵蚀性、抗冻融性、抗碳化性能等均优于普通硅酸盐水泥。另外,碱激发胶凝材料制备工艺简单、不需要高温煅烧、能耗低、成本低、市场广,又免除了大量有害废气的排放,是21世纪极具发展潜力的一种胶凝材料。这类材料多以铝硅酸盐类矿物为主要原材料,而许多工业固体废弃物如矿渣、钢渣、粉煤灰和煤矸石等,其主要矿物成分均为硅酸盐或铝硅酸盐类。因此,这些工业固体废弃物均可作为制备碱激发胶凝材料的主要原材料,这将为充分利用工业固体废弃物开辟一条新的途径。碱激发矿渣是目前研究最为深入的碱激发胶凝材料。 1 原材料与试验方案 1.1 试验仪器 试验仪器主要有:XJ202-A型行星式水泥胶砂搅拌机;K JZ-500型电动抗折试验机;YA W-300型电子液压式压力试验机。 1.2 原材料 2试验所用原材料主要有:鞍钢产的矿渣(质量系数K=1.62,碱度系数M o=1.33,属于碱性矿渣,活度系数M n=0.292)、氢氧化钠(分析纯)、水玻璃(模数为2.7)、天然二水石膏。 1.3 试验方案 (1)选用不同种类的碱为激发剂,在不同的碱掺量、不同的用水量和缓凝剂掺量下制成胶凝材料,测定其凝结时间,研究碱激发胶凝材料凝结时间的影响因素及规律。 (2)以模数为1.2和1.6,掺量为6%、8%、10%、12%的水玻璃作为碱激发剂,进行力学性能试验,分析水玻璃的模数与掺量对纯矿渣粉料的影响。 (3)采用不同掺量的N a OH作为碱激发剂,进行力学性能试验,分析Na OH对纯矿渣粉料的影响。 2 试验结果与讨论 2.1 碱激发矿渣凝结时间的影响因素 2.1.1 碱掺量对碱激发材料凝结时间的影响 以矿渣为原料,模数为1.2的水玻璃为碱激发剂,选择不同的碱掺量,其凝结时间测定结果见表1。 表1 水玻璃掺量对初凝时间的影响 水玻璃掺量/%4681012 初凝时间/m i n5750312016
混凝土胶凝材料杂谈 摘要 水泥熟料、矿渣硅酸盐水泥、无熟料水泥、凝石、土聚物、地聚合物它们都应属于胶凝材料。 混凝土是重要的结构材料，是水泥、石子、砂子、水、外加剂（还有的加混合材料）组成的混合物，是一个有机的整体，混凝土的综合性能是五大材料特性及含量决定的，这五大组成部分互相依托、互为条件、互相作用、互相影响，混凝土的综合性能是五大材料特性的集中体现。 五大材料有自然条件形成的，有人工条件合成的，各材料矿物成分不同，特性不同，都或多或少地含有一些对混凝土有害的化学成分，影响混凝土的综合性能。所以，制备混凝土必须统筹考虑水泥、石子、砂子、水、外加剂等各材料的矿物成分、矿物成分的特性，各矿物成分之间的关系，各矿物成分特性之间的关系，最终水化产物的矿物组成、性能等诸多因素，只有把五大材料看作是一个有机的整体，使各矿物成分的特性得到充分的发挥和利用，使水泥、骨料、水、外加剂各矿物成分的特性达到相对的统一，才能使混凝土的综合性能才能达到最佳状态。 目前，混凝土存在碱骨料反应问题、微裂缝问题、耐久性问题、五大材料之间的适应性问题等，对于这些问题还没有实质性的突破。其主要原因是水泥本身存在一些问题，同时，石子、砂子、水、外加剂等各材料也存在一些问题，对于这些问题没有得到有效控制或有些根本就没有办法有效控制，更没有得到有效利用。引发碱骨料反应的因素，主要是水泥、石子、砂子、水、外加剂中，都或多或少的含有非常活跃的钾、钠离子造成的，固化了这些非常活跃的钾、钠离子，也就消除了碱骨料反应问题。微裂缝问题，温度是造成微裂缝的主要因素，在成型过程中因水化热过高造成的，水泥水化热的峰值基本出现在终凝之后，改变水泥的放热时机，就可以消除或大大降低水化热引起的温度裂缝。消除钾、钠离子和水化热的危害，混凝土耐久性将有显著的提高。 水泥是混凝土的主要胶结材料，对混凝土的综合性能起主导作用，在混凝土中起桥梁和纽带的作用。是由多种矿物成分组成的混物，水泥的综合性能是由水泥中所含矿物成分特性及含量决定的，是许多矿物成分特性的集中体现。因此，研究水泥的综合性能就必须研究各种矿物成分的水化特性、水化产物，各种矿物成分水化特性之间的关系，各种水化产物之间的关系，只有当水泥各种矿物成分所有的特性都达到所需的最佳状态，使水泥中多种矿物成分的水化特性、水化产物的特性，都得到最大限度地发挥和利用，水泥的综合性能才能达到最佳状态。特别注意的是：只研究水泥的综合性能是不够的，必须统筹考虑石子、砂子、水、外加剂这些材料中，能与水泥起反应的化学成分，于水泥的各矿物成分达到相对的统一，使所有的矿物成分都得到最大限度地发挥和利用，并能产生互补叠加效应，这才是最理想的胶凝材料。 水泥熟料、矿渣硅酸盐水泥、无熟料水泥、凝石、土聚物、地聚合物它们都应属于胶凝材料，但它们特性各有优、缺点，它们的生产工艺既有相同或相似之处，又有差异。既有共性规律，又有个性特点。 经过处理的矿渣、粉煤灰、水泥熟料都属于火山灰性材料，在高温的作用下使其结构
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910231323.4 (22)申请日 2019.03.26 (71)申请人 中国矿业大学（北京） 地址 100083 北京市海淀区学院路丁11号 (72)发明人 王栋民 张雷 王奕仁 刘少卿 孙睿 古悦 (74)专利代理机构 北京聿宏知识产权代理有限 公司 11372 代理人 吴大建 康志梅 (51)Int.Cl. C04B 28/04(2006.01) C04B 111/20(2006.01) (54)发明名称 一种水泥基复合胶凝材料及其制备方法 (57)摘要 本发明属于建筑材料制备技术领域，具体涉 及一种水泥基复合胶凝材料及其制备方法和应 用。本发明提供一种包括水泥、粉煤灰、矿渣微 粉、石灰石粉的复合胶凝材料，该材料用于护岸 结构混凝土的制备，可明显提高护岸结构混凝土 的抗硫酸盐和氯盐复合侵蚀的能力，改善混凝土 的孔结构和密实性，同时减小固体废弃物对环境 的污染和土地资源的浪费，具有明显的社会效益 和经济效益。权利要求书1页 说明书8页CN 109748559 A 2019.05.14 C N 109748559 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109748559 A 1.一种复合胶凝材料，包括： 组分a)，20wt％-60wt％的水泥； 组分b)，10wt％-40wt％的粉煤灰； 组分c)，20wt％-50wt％的矿渣微粉； 组分d)，0wt％-20wt％的石灰石粉。 2.根据权利要求1所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述复合胶凝材料中不含钢渣微粉。 3.根据权利要求1或2所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述水泥的含量为25wt％-55wt％，优选30wt％-50wt％；和/或，所述粉煤灰的含量为15wt％-35wt％，优选15wt％-30wt％；和/或，所述矿渣微粉的含量为25wt％-45wt％，优选25wt％-40wt％；和/或，所述石灰石粉的含量为1wt％-15wt％，优选2wt％-10wt％。 4.根据权利要求1-3中任意一项所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述粉煤灰的比表面积为300-600m2/kg，优选400-550m2/kg，更优选450-500m2/kg；和/或，所述矿渣微粉的比表面积为300-600m2/kg，优选400-550m2/kg，更优选450-520m2/kg；和/或，所述石灰石粉的比表面积为300-600m2/kg，优选400-550m2/kg，更优选450-500m2/kg。 5.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述粉煤灰的需水量比为85％-98％，优选88％-97％，更优选92％-96％；和/或，所述矿渣微粉需水量比为85％-98％，优选88％-98％，更优选92％-97％；和/或，所述石灰石粉的需水量比为85％-98％，优选88％-96％，更优选90％-95％。 6.根据权利要求1-5中任意一项所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述粉煤灰包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3及TiO2；和/或，所述矿渣微粉包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3及TiO2；和/或，所述石灰石粉包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO及SO3。 7.根据权利要求1-6中任意一项所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述粉煤灰包括40wt％-60wt％SiO2、35wt％-50wt％Al2O3、6wt％-10wt％Fe2O3、2wt％-7wt％CaO、0.5wt％-1wt％MgO、1wt％-5wt％SO3及1wt％-5wt％TiO2。 8.根据权利要求1-7中任意一项所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述矿渣微粉包括20wt％-30wt％SiO2、10wt％-20wt％Al2O3、0.3wt％-1wt％Fe2O3、40wt％-60wt％CaO、5wt％-10wt％MgO、5wt％-10wt％SO3及1wt％-6wt％TiO2。 9.根据权利要求1-8中任意一项所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述石灰石粉包括0.2wt％-1wt％SiO2、1wt％-3wt％Al2O3、0.2wt％-1wt％Fe2O3、50wt％-60wt％CaO、1wt％-5wt％MgO及5wt％-10wt％SO3。 10.一种根据权利要求1-9中任意一项所述的复合胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：将水泥、粉煤灰、矿渣微粉及任选的石灰石粉经机械搅拌混合，获得复合胶凝材料。 11.根据权利要求1-9中任意一项所述的复合胶凝材料或权利要求10所述的制备方法制备的复合胶凝材料在护岸材料的制备中的应用，优选护岸结构混凝土的制备中的应用。 2
一、名词解释： 密度，表观密度，亲水性与憎水性，吸水性与吸湿性，软化系数，弹性与塑性，脆性与韧性，填充率，密实度，导热系数，气硬性胶凝材料，水硬性胶凝材料，水玻璃模数 二、填空题 1、当某一建筑材料的孔隙率增大时，下列性质将如何变化（增大、下降、不变、不定）：密度下降，表观密度下降，强度下降，吸水率增大，导热性下降。 2、对于开口微孔材料，当其孔隙率增大时，下列性质将如何变化（增大、下降、不变、不定），材料的表观密度下降，吸水性增大, 抗冻性下降,导热系数下降 ,抗压强度下降。 3、材料抵抗外界水破坏作用的性质称为耐水性，用软化系数表示。 4、材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，仍保持变形后的形状，并不产生裂缝的性质，称为塑性。 5、材料的孔隙状况有__孔隙率___、孔隙连通性______、__孔隙直径___三个指标说明。
6、当湿润角α小于等于90°的为___亲水性___材料,当α大于90°的为憎水性材料. 7、材料的微观结构可以分为_晶体、_玻璃体和__胶体_三类。材料按化学成分可以分为无机材料、有机材料和复合材料三大类。 8、材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的冻融循环次数来表示。 9、石灰浆体硬化后，其强度____低________。 10、建筑石膏凝结硬化速度较____快________，凝固硬化后体积将发生__略微膨胀（约百分之一）___。 11、一般拌制的水玻璃混凝土，是利用了水玻璃____耐酸___性能好的特性，这是因为水玻璃硬化后的主要成分是___SiO2___。 12、在我国，建筑材料的技术标准分为___国家标准____、___行业标准____、__地方标准____和__企业标准__四级。 三、选择题 1、某一材料的下列指标中为常数的是（A）。
滕元成等：掺锶碱硬锰矿固溶体的制备· 405 ·第36卷第3期 石膏–矿渣胶凝材料的碱性激发作用 黎良元，石宗利，艾永平 (湖南大学材料科学与工程学院，湖南 410082) 摘要：采用扫描电镜、X射线衍射、差示扫描量热分析–热重分析表征了碱激发石膏–矿渣胶凝材料的水化产物。研究表明：添加质量分数为0.5%的碱性激发剂时，石膏–矿渣胶凝材料的各项强度和耐水性能最好。碱激发石膏–矿渣胶凝材料的水化产物主要为二水石膏(CaSO4·2H2O)、水化硅酸钙凝胶(C–S–H)以及少量的钙矾石(ettringite，AFt)和莱粒硅钙石[Ca5(SiO4)2(OH)2]。C–S–H凝胶含量越高，材料的强度越高、耐水性能越好。 关键词：石膏–矿渣胶凝材料；碱激发剂；X射线衍射；差示扫描量热–热重分析 中图分类号：TQ177.3 文献标识码：A 文章编号：0454–5648(2008)03–0405–06 ALKALINE ACTIV ATION OF GYPSUM-GRANULATED BLAST FURNACE SLAG CEMENTING MATERIALS LI Liangyuan，SHI Zongli，AI Yongping (College of Materials Science and Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China) Abstract: The hydration products of alkaline-activated gypsum-granulated blast furnace slag cementing materials were characterized by using scanning electron microscope, X-ray diffraction and differential scanning calorimetry–thermogravimetry analysis. The re-sults show that using 0.5% (in mass) compound activator results in better strengths and water resistance. The main hydration products of gypsum-granulated blast furnace slag cementing material using alkaline activator are calcium sulfate dehydrate, calcium silicate hydrate gel (C–S–H), smack ettringite(AFt), calcium and silicate hydroxide (Ca5(SiO4)2(OH)2). Higher C–S–H gel content of gyp-sum-granulated blast furnace slag leads to higher strength and better water resistance. Key words: gypsum-granulated blast furnace slag cementing material; alkaline activate; X-ray diffraction; differential scanning calo-rimetry–thermogravimetry analysis 石膏制品具有质轻、隔音隔热性能好、尺寸稳定性好、防火性能优良、环保节能和价格低廉等特点，现已经广泛用作建筑材料。但是，石膏胶凝材料本身存在强度低、耐水性能差两大急需解决的难题。目前，对矿渣类材料的研究较为成熟，已经开发出矿渣水泥和碱–矿渣胶凝材料等高强材料。这类材料的共同特点是：在石膏[二水石膏(CaSO4·2H2O)或者硬石膏(CaSO4)]的硫酸盐激发和碱激发共同作用下，使活性二氧化硅(SiO2)和三氧化二铝(Al2O3)不断地从矿渣玻璃体中溶解出来并参与水化反应生成水化硅酸钙凝胶(C–S–H)凝胶。同时，在石膏硫酸盐的作用下，活性SiO2和Al2O3不断地同CaSO4·2H2O反应生成水硬性钙矾石(CaO·Al2O3· 3CaSO4·32H2O，ettringite，AFt)，形成具有水泥性质的高强材料。基于这个原理，通过材料复合技术，利用矿渣来改性建筑石膏(β-CaSO4·0.5H2O)、提高建筑石膏制品的强度和耐水性能。 1 实验 1.1原材料 用市售细度为120目(120μm)的建筑石膏，其水化性能指标如下：水灰比(以质量计，下同)为0.66； 收稿日期：2007–04–03。修改稿收到日期：2007–09–15。第一作者：黎良元(1981—)，男，硕士。 通讯作者：石宗利(1959—) ，男，教授，博士研究生导师。Received date:2007–04–03. Approved date: 2007–09–15. First author: LI Liangyuan (1981–), male, master. E-mail: hnu_lly@https://www.doczj.com/doc/7816760048.html, Correspondent author: SHI Zongli (1959–), male, professor. E-mail: shizongli@https://www.doczj.com/doc/7816760048.html, 第36卷第3期2008年3月 硅酸盐学报 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol. 36，No. 3 March，2008
1胶凝材料；在物理、化学作用下，从具有可塑性的浆体逐渐变成坚固石凡能状体的过程中，能将其他物料胶结为整体并具有一定机械强度的物质。 2、水硬性胶凝材料：在拌水后既能起空气中硬化，又能在水中硬化并具有强度的材料，通称为水泥，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等。 3、石膏的应用领域：（1）水泥缓凝剂 （2）混凝土膨胀剂 （3 ）石膏制品（纸面石膏板、建筑饰面板、隔音板、纤维石膏板和砌块） （4 ）医药用品 （5）模型材料 （6）工艺品 4、二水石膏品质等级划分：（简答题） 按其二水硫酸钙百分含量的多少，二水石膏分为五个等级。 在确定二水石膏等级时，应先对其化学成分进行分析，根据所得CaO、SO3和结晶水百分 含量分别计算CaSO4 ? 2H2O的量，然后取三者中的最小值作为定级的依据，其计算系数分 另为 3.07、 2.15、 4.18。即即 CaSO4 ? 2H2O : 3.07CaO%; 2.15SO3%; 4.78H2O% 5、石膏相种类：二水石膏（CaSO4 2H2O） 1 i 半水石膏（:-CaSC4 H2O、：-CaSQ H2O） 2 2 III 型硬石膏（：-CaSQHI、-CaSQHI） II型硬石膏（CaSQII） I型硬石膏（CaSQI） 6、（简答题）建筑石膏（B型半水石膏）与高强石膏（a型半水石膏）的区别： （1）结晶形态上：a型半水石膏致密、完整、粗大的原生颗粒；B型半水石膏是 片状的、不规则的，由细小的单个晶粒组成的次生颗粒。 （2）分散度（细度）不相同，a型半水石膏的比表面积较小，晶粒平均粒径较大 （3 ）水化热，B型半水石膏的水化热较高 （4）差热分析结果不一样，高强石膏在不断加热时，转变为II型硬石膏的温度要比建筑石 膏低。
最近几场高技术局部战争都已表明，对弱小落后的国家来讲，提高军事工程防护等级及抗打击能力非常重要。随着精确制导武器、新型钻地弹等开始在高技术战争中大量使用，对防护工程的威胁和破坏越来越大。另外，从这几场战争可以看出，机场、桥梁及重要交通设施已成为战争初期受打击的对象。因此，迫切需要研制开发具有高防护等级及战时快速抢修能力的新材料。本文主要介绍高强超高强混凝土、MDF水泥材料、DSP水泥混凝土、RPC活性粉末混凝土、土聚水泥材料及磷酸盐水泥混凝土几种新型水泥基复合材料，并分析这些材料在军事防护工程和抢修抢建工程的应用前景。 一、防护工程用新型水泥基材料 (一)高强、超高强混凝土 随着高效减水剂及活性掺合料在混凝土工程中的应用，混凝土的强度等级得到了很大程度的提高。目前，配制IOOMPa以上的混凝土对我们来说已经不是一件难事。如80年代，军队××和地方××大学合作，在某基地成功进行了宽13m，高21m的防护大门施工，其抗压强度达到88．4MPa。又如，部队××学院与地方××大学合作研究的高抗爆水泥基复合材料不但具有高抗压强度，还具有很好的韧性和抗爆性。这些高强、超高强混凝土的开发使用大大提高了我军军事工程的防护等级。实现混凝土高强化的途径可见图l。 (二)无宏观缺陷水泥材料(MDF) 无宏观缺陷水泥材料(Macrodefect-free Cements，简称为MDF材料)，是1979年英国化学工业公司和牛津大学最早开始研究的。MDF的抗压强度高达300MPa，抗弯强度150MPa，抗拉强度可达140MPa，弹性模量达50GPa，这是传统的水泥胶凝材料无法比拟的。MDF的原材料中90％-99％是高标号的硅酸盐水泥或铝酸盐水泥，4％-7％的水溶性树脂，水灰比一般在0．20以下。由于低水灰比，要使各种组成材料均匀混合，必须采用强力式高效剪切搅拌机，成型时则采用热压工艺。 (三)DSP材料 DSP(DensitiedSystems containing homogeneous]y arranged，ultrafine Particles 超细粒子均匀排列·密实填充体系)作为新材料，最早是由Bache详细阐述的。DSP材料的基体由两方面组成，一是粒度由0．5-100 In范围的密实填充颗粒；二是均匀排列的超细粒子，其粒度由5oX到0．5 I-t,In，排列在比较粗的粒子之间的空隙中。 由于分散剂使相邻颗粒之间表面力的连接作用得到消除，使粘性物质的应力场降的很低。DSP混凝土的抗压强度通常在120-150MPa之间。 (四)活性粉末混凝土(RPC) RPC材料是由法国Bouygues开发的，是一种性能近似陶瓷的新型材料。其原料为细石英砂、水泥、磨细石英粉、硅灰、细钢纤维、高效减水剂等，取消粗集料，各级粒子尺寸范围小，而相邻级的平均粒径却相差较大。这种新型的材料根据最大密实度理论，使各种颗粒达到最大密实化。选取的是传统的原材料和传统的混凝土成型工艺。RPC混凝土的抗压强度高达680MPa，抗弯强度为45-102MPa，断裂能30 O00J／m2。由于该材料孔隙率极低，因而具有高耐久性能。 RPC材料分为RPC200和RPC800两种型号。由RPC800制作的保护板具有优异的抗冲击性能。 二、战时快速抢修抢建用新型水泥基材料 (一)快硬硫铝酸盐水泥 快硬硫铝酸盐水泥是以铝质原料，石灰质原料和石膏，经适量配合后，煅烧成含有无水硫酸钙的熟料，再掺人适量石膏共同磨细而制成。此水泥的凝结时间比较快，初凝小于15rain，终凝小于20rain。该水泥混凝土一天强度值比快硬硅酸盐水泥高3倍左右，突出
聚合物水泥基防水涂料 简介： 聚合物水泥基防水涂料，通常称之为JS防水涂料。聚合物水泥基防水涂料是以丙烯酸酯等聚合物乳液与水泥为主要原材料加入其他外加剂制得的单组分或双组分水性建筑防水涂料。这种涂料由于综合了聚合物和水泥的优势，而被认为具有“刚柔相济”的特性，即既具有聚合物涂膜的延伸性、防水性，也有水硬性胶凝材料强度高、与潮湿基层粘结能力强的特点。 聚合物水泥基防水涂料的优点是施工方便、综合造价低，工期短，且无毒环保。JS复合防水涂料是一种无毒、无公害的新型建筑防水材料。该种涂料以水作为分散剂，解决了因采用焦油、沥青等溶剂型防水涂料所造成的环境污染以及对人体健康的危害。 JS复合防水涂料防水性能好，还可以根据用户要求配置多种色彩，是一种集防水和装饰的新型防水材料。实践证明，JS复合防水涂料可以取得可靠的防水效果，同时也解决了潮湿基面上大部分防水材料无法正常施工这一难题。因此，聚合物水泥基已经成为防水涂料市场的主角。 分类： JS复合防水涂料为水性涂料，施工极为方便，是一种新型环保产品，适用于各种防水要求。 产品分为Ⅰ型和Ⅱ型两种。Ⅰ型：以聚合物为主的防水涂料，主要用于非长期浸水环境下的建筑防水工程；Ⅱ型：以水泥为主的防水涂料，适用于长期浸水环境下的建筑防水工程。 在聚合物水泥类防水涂料中，得到广泛应用的是丙烯酸酯和乙烯-醋酸乙烯（VAE）两类，分单组分和双组分两种。 组分： 组分 防水涂料种类 单组分粉状涂料双组分防水涂料 胶结材料 可再分散丙烯酸酯树脂粉 末或可再分散乙烯-醋酸乙烯 树脂粉末、硅酸盐水泥或普通 硅酸盐水泥或其他水泥 弹性丙烯酸酯乳液或-醋酸 乙烯乳液、硅酸盐水泥或普通硅 酸盐水泥或其他水泥 填料、颜料 不同粒径、配比的石英砂 和着色颜料 不同粒径、配比的石英砂和 着色颜料 助剂粉状消泡剂消泡剂、增塑剂 产品制备和特性 将各类材料按一定配方混 合均匀得到粉状产品，使用前 加入适量水搅拌均匀即可使 用 分别将各类粉料和各类液体 材料按一定配方混合均匀形成 粉料组合和液料组分并分开包 装。使用前将两个组分按设定比 例搅拌混合均匀即可使用 应用特点 现场加水搅拌后必须在规 定时间内用完，产品具有优异 现场搅拌，双组分混合后必 须在规定时间内用完，产品具有
水泥基复合材料的制备 一、实验目的 （1）了解水泥各种技术性质定义，进一步理解水泥胶凝和硬化的原理，水灰比、掺合料对水泥强度的影响； （2）掌握玻璃纤维增强水泥基复合材料的制备工艺和操作方法； （3）学习水泥相关仪器，例如胶砂搅拌机、振实机等的使用。 二、实验内容 以水泥为基体材料、玻璃纤维为增强材料，制备水泥基复合材料。 三、实验原理 水泥，粉状水硬性无机胶凝材料，加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。 硅酸盐水泥的化学成分：硅酸三钙（3CaO·SiO2，简式C3S），硅酸二钙（2CaO·SiO2，简式C2S），铝酸三钙（3CaO·Al2O3，简式C3A），铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3，简式C4AF）。 水泥的胶凝和硬化： 1)、3CaO·SiO2+H2O→CaO·SiO2·YH2O（凝胶）+Ca(OH)2； 2)、2CaO·SiO2+H2O→CaO·SiO2·YH2O（凝胶）+Ca(OH)2； 3)、3CaO·Al2O3+6H2O→3CaO·Al2O3·6H2O（水化铝酸钙，不稳定）； 3CaO·Al2O3+3CaSO4·2 H2O+26H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O（钙矾石，三硫型水化铝酸钙）； 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O+2(3CaO·Al2O3)+4 H2O→3(3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O)（单硫型水化铝酸钙）； 4)、4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O→3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O。 当水泥拌水后，半水石膏迅速水化为二水石膏，形成针状结晶网状结构，从而引起浆体固化。 本实验采用短玻璃纤维为增强材料，将其混合在水泥胶砂里，入模成型，经过养护固化之后，形成复合材料，得到产品。 四、实验仪器和药品 1、原材料：水泥（PC32.5）、河沙、玻璃纤维等； 2、仪器：水泥胶砂搅拌机、水泥胶砂振实机、水泥板块标准模具、天平等。 五、实验步骤 1、模具准备 将水泥板块标准模具表面擦洗干净、拼装、涂抹脱模剂，备用。 2、水泥胶砂原料称量 分别称量水292.5g，水泥450g，河沙1350g，备用。 3、玻璃纤维称量 各组按照配比要求，分别称取20g、30g、40g玻璃纤维，备用。 4、胶砂的搅拌与振实
胶凝材料：是指土木工程材料中，经过一系列物理作用、化学作用，能将散粒状或块状材料粘结成整体的材料 水硬性胶凝材料：是既能在空气中硬化，还能更好地在水中硬化、保持并发展其强度的无机胶凝材料。 过火石灰：是指石灰生产时局部煅烧温度过高，在表面有熔融物的石灰。 欠火石灰：是指由于生产石灰的原料尺寸过大、煅烧温度偏低或煅烧时间不充足，石灰石中的碳酸钙未完全分解的石灰。 安定性：是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。 混合材料磨成细粉，与石灰或与石灰和石膏拌合，加水后在常温下能生成具有水硬性的产物，这种混合材料就叫活性混合材料 非活性混合材料：是指在水泥中主要起填充作用而又不损害水泥性能的矿物质材料 2—12石灰的技术性质有那些？为何水泥砂浆中掺入石灰膏会提高可塑性？ 技术性质:1）可塑性好、2）硬化较慢、强度低、3）硬化时体积收缩4）耐水性差5）生石灰吸湿性强，提高可塑性：由于石灰膏和消石灰成分中氢氧化钙颗粒非常小，调水后具有较好的可塑性。 2—20．影响硅酸盐水泥凝结硬化的因素有哪些？如何影响？（如何影响 p44主要因素：1）熟料矿物成分：水泥熟料各矿物成分水化反应的速度不同，会对凝结时间产生影响。2）细度：细度是指水泥颗粒的大小。在矿物组成相同条件下，水泥颗粒越小，与水反应的表面积就越大，凝结硬化速度越快。3）水灰比：水灰比越大，水泥浆体越稀，水泥颗粒间水分增加，水泥凝结时间延长。因而测定水泥凝结时间映采用标准稠度的水泥浆。4）温度和湿度：5）养护时间：6）石膏 2—21．引起水泥安定性的因素有哪些？ 1）熟料中游离氧化钙过多2）熟料中游离氧化镁过多。3）石膏掺量过多 混凝土 混凝土拌合物和易性：又称工作性，是指混凝土拌合物在一定的施工工艺及设备条件下，易于进行搅拌、运输、浇灌、捣实成型等施工操作，并能获得质量均匀、密实的混凝土的性能。 10、在混凝土中掺入减水剂可获得那些经济技术效果？ 答：减少用水量，提高混凝土强度；可节约水泥用量；提高混凝土的耐水性；延缓拌合物的凝结时间，降低水化放热的速度；改善和易性； 16分析影响混凝土强度的主要因素？提高强度的措施？混凝土的变形有那些？ 主要因素：有水泥强度等级和水灰比、外加剂和掺合料、骨料、施工条件、养护龄期和试验方法等。 措施有：采用高强度等级水泥或早强型水泥；掺入合适的矿物掺和料；采用有害杂质少、级配良好的集料；降低混凝土的水灰比；采用机械搅拌合振搅工艺；保持合理的养护温度和一定的湿度，可能的情况下采用蒸汽养护和蒸压养护等湿热养护措施。 非荷载作用下的变形有：塑性收缩、化学收缩、干湿变形、温度变形、碳化收缩。 荷载作用下的变形：弹性应变、塑性应变、徐变。 密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量，以 表示； 表观密度：材料单位表观体积（实体及闭口体积）的质量； 堆积密度：散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量； 密实度：指材料的体积内被固体物质所充实的程度； 孔隙率：指材料内部孔隙的体积占材料自然状态下总体积的百分率； 填充率：指散粒材料的自然状态体积占堆积体积的百分率；
碳酸钠及熟料激发矿渣胶凝材料胶砂强度研究 【摘要】本文通过参照相关国家标准试验方法，对不同原材料性能的情况下，碳酸钠-矿渣-熟料胶凝材料的标准胶砂强度进行研究，试验发现一定范围内，矿渣掺量的提高会降低这种胶凝材料的早期强度，但后期强度会随矿渣掺量增加而增加，随熟料细度提高，碳酸钠-矿渣-熟料胶凝材料体系早期强度提高，但影响不显著，随碳酸钠掺量提高，体系早期强度提高，后期强度随碱掺量提高而降低。 【关键词】碳酸钠；矿渣；水泥熟料；碱激发水泥；胶砂强度 0.前言 碱胶凝材料体系相对传统胶凝体系具有高强、快凝、低热、耐久、节能等优点，其工程应用的研究一直是国内外研究者关注的课题。碳酸钠-矿渣-熟料胶凝材料采用无水碳酸钠作为碱性激发剂激发矿渣，与碱矿渣水泥相比，这类碱性水泥系统中引入了一定量的硅酸盐水泥熟料，对矿渣有较好的激发作用，改善碱性水泥的性能，对其物理性能的研究具有重要的现实意义． 1.试验方案设计及原材料选择 1.1试验方案 碳酸钠用量、矿渣掺量对矿渣—熟料胶凝材料物理力学性能影响研究——其它条件一定时，Na2O当量对胶结材标准胶砂强度的影响；木钙等对胶结材强度的影响；采用控制单一指标变化进行试验。 1.2原材料 1.2.1胶凝材料 （1）矿渣，经烘干粉磨至勃氏比表面积412㎡/㎏、670㎡/㎏，活性系数（Al2O3/SiO2）为0.37，碱性系数1.07。 表1.0 矿渣的化学成分 （2）熟料，粉磨至勃氏比表面积457㎡/㎏、517㎡/㎏、620㎡/㎏ 1.2.2激发剂及外加剂 （1）无水碳酸钠（分析纯）；（2）木质素磺酸钙，推荐掺量0.2%~0.5%。 表1.1 熟料的化学成分
胶凝材料对混凝土的影响 摘要：由于我国建设工程的快速发展，胶凝材料在施工中得到广泛应用。在混凝土中，胶凝材料作为辅助材料，通过不同的配比比例，得到混凝土不同的使用性能。胶凝材料的使用不仅可以提升混凝土的使用性能，更间接提高了工程质量及企业效益。为此，本文主要分析了，胶凝材料对施工混凝土的强度、耐久性的影响及未来发展趋势。进而总结胶凝材料在混凝土中的使用方法，以期对混凝土凝胶材料施工技术提供一定的理论依据，更好的指导生产实践活动。 关键字：混凝土；胶凝材料；影响分析；发展趋势 一、胶凝材料常见的种类 混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水（加或不加胶凝材料和掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。混凝土材料是以“粗集料-细集料-胶凝材料-水”组成的复杂多相体系，所以混凝土的性质与这几种成分是分不开的，其中胶凝材料是其中的一项重要物质，其常见的主要种类有石灰石粉、天然火山灰、粉煤灰、硅灰、矿渣及磷渣粉等，不同辅助胶凝材料在混凝
土中的作用机理、特殊应用以及对混凝土性能的具体影响。 二、胶凝材料对混凝土的影响 1.胶凝材料对混凝土强度的影响 为使混凝土有较高的强度，就要减少硬化水泥浆体中的毛细孔隙，改善水化产物的结构，提高水泥石的结构强度，特别是骨料界面上的硬化浆体的结构强度。在水胶化较高的普通混凝土中，拌料内大量水份加大了水泥颗粒间的距离，硬化后留下大量毛细孔隙，拌料中过量的水份还有集结在粗骨料表面特别是底面的倾向，水泥石的结构强度因此也不可能很高，而硅酸盐水泥的主要水化产物是水化硅酸钙与氢氧化钙，氢氧化钙为强度较低的六角片状结晶，更使粗骨料界面成为混凝土中的薄弱环节，所以降低混凝土的水胶化和用水量是提高混凝土强度的重要环节。 改善胶凝材料粉体颗粒的级配也是减少混凝土中毛细孔隙的一种途径，目前混凝土工程中应用较多的细掺合料有：硅粉、矿粉、粉煤灰等，细掺合料能很好地填充水泥在凝结和硬化过程中形成的空隙，改善水泥的微孔结构，改善水泥石与骨料之间的界面结构，使混凝土更加密实。细掺合料在氢氧化钙的激发下具有一定的活性，能与水泥水化产物薄弱结晶氢氧化钙起反应，生成水化硅酸钙，并能使水泥水化产物氢氧化钙的结晶变得细小。从根本上改善混凝土的微观结构性能，与骨料界面性能，使混凝土的强度得到显著的
胶凝材料 填空60’，简答25’，论述15’ 第四章硅酸盐水泥 1.水泥分类 按照用途分类：通用水泥、专用水泥、特性水泥 普通水泥、大坝水泥、抗硫酸盐水泥、油井水泥 按矿物组成分类：硅酸盐水泥、硫酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥 按化学组成分类：钙水泥、坝水泥、锶水泥、镁水泥 按性质分类：早强水泥、中热水泥、低热水泥、膨胀水泥 2.硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的定义 硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、0~5%混合材（石灰石或粒化高炉矿渣）、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 普通硅酸盐水泥在硅酸盐水泥熟料中掺入6%~20%混合材料、适量石膏磨细制成水硬性胶凝材料，P.O。 凝结时间、安定性、强度是通用硅酸盐水泥的三项主要性能。 3. 硅酸盐水泥熟料矿物组成 4. 硅酸盐水泥生产技术 硅酸盐水泥的主要技术要求 1、不溶物：P.I中不溶物小于0.75%；P.II中不超过1.5% 2、MgO：不大于5.0%，如水泥经过压蒸安定性检验合格水泥中MgO含量容许放宽到6.0% 3、SO3：不大于3.5% 4、烧失量：P.I烧失量不大于3.0%，P.II不大于3.5%，P.O不大于5.0%
5、细度：硅酸盐水泥Se大于300m2/kg；复合水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥：80微米方孔筛不超过10.0%或45微米方孔筛筛余不大于30% 6、凝结时间：硅酸盐水泥初凝不得早于45min；终凝不得迟于6h30min；普通硅酸盐水泥初凝不得早于45min；终凝不得迟于10h。 7、碱：Na2O+0.658K2O<0.60% 5. 硅酸盐水泥水化机理 水泥浆体溶液中的主要离子有： 硅酸钙——Ca2+、OH-、[SiO4]4- 铝酸钙——Ca2+、Al（OH）4- 硫酸钙——Ca2+、SO42- 钾、钠及硫酸根离子——K+、Na+、SO42- 各种酸根离子分别由硅酸钙、铝酸钙、硫酸钙提供 水化早期的钙离子主要为C3S水化提供，K+、N+主要为碱式硫酸盐提供。碱的存在将大大影响CaO的浓度以及CH的结晶过程。 水化过程中液相组分与固相组分处于随时间而变的动态平衡中。 早期水化：诱导前期、诱导期；水化中期：加速器和减速期；水化后期：稳定期 诱导前期：加水后立即发生急剧化学反应，但持续时间较短，在15min内结束。 诱导期：反应速率极其缓慢，持续2~4h（水泥浆体保持塑性的原因）。初凝时间基本相当于诱导期的结束。 加速期：反应重新加快，反应速率随时间而增大，出现第二个放热峰。在达到峰顶时本阶段即告结束（4~8h），此时终凝时间已过，水泥石开始硬化。 减速期：反应速率随时间下降的阶段（12~24h），水化作用逐渐受扩散速率控制。 稳定期：反应速率很低、处于基本稳定的阶段，水化作用完全受扩散速率控制。
建筑材料中胶凝材料概述 建材家居中的建筑材料胶凝材料是什么？ 胶凝材料是能够产生作为一个整体材料的物理变化和化学变化的一系列后凝成的散装材料或粒状材料的凝结和硬化。水泥基材料为无机胶凝材料和有机胶凝材料。无机胶凝材料分为刚性气体（包括石灰，施工石膏，硅酸钠，和菱镁矿）和液压（如水泥）两个。有机胶凝材料，如沥青，树脂，和类似物。 石灰是什么？特点和用途是什么？ 1）石灰是人类最早使用的胶凝材料在工程之一，它的主要成分是氧化钙，由于原料的广泛分布，生产工艺简单，成本低，传统上广泛使用在施工。 2）的特性的石灰：水留用;吸湿性，耐水性;凝结硬化慢，强度低，硬化后的体积收缩;放热大的腐蚀量。 3）建设工程所用的石灰品种主要是大量的石灰，粉煤生石灰，熟石灰粉和熟石灰膏。除了大量的石灰外，其他品种可以直接使用工程：建筑砂浆的编制;编制的混凝土和灰尘;生产硅酸盐制品，研磨石灰粉。 具体是什么？ 混凝土使用的生石灰粉末（或熟石灰粉末），粘土，砂为原料，按体积比为1:2:3的比例，均匀的水混合溶液中加入制成，主要用于衬垫的基础建筑物，路面或地面上。 什么是白水泥？目的是什么？ 1）白色硅酸盐水泥熟料加入适量的石膏制成的细磨水泥基质称为白色波特兰水泥，白水泥称为。的制造方法相比，与普通水泥，白水泥熟料与铁氧化物的含量少，基本上是相同的，需要的漂白处理，以提高白度的水泥熟料。 2）白水泥主要生产彩色硅酸盐水泥，建筑装修装饰工程的作用。 建筑石膏是什么？其特点和用途是什么？ 1）石膏是一种理想的能源效率的材料，主要成分为硫酸钙，随着高层建筑的发展，建设工程的增加逐年上升，成为新型建材的发展，目前的工作重点之一。多品种的石膏建筑石膏，高强石膏的应用。 2）建筑石膏的主要特点是：凝结和硬化，孔隙度和强度较低，吸湿性强，耐水性差，防水，硬化微体积膨胀，具有良好的加工性能和装饰，良好的隔热性能，硬化体。 3）建筑石膏的主要目的是：做建筑石膏制品，如石膏板，石膏空心条板，石膏砌块，纤维石膏板，水泥生产水泥的缓凝剂;底漆，腻子原料生产的室内装饰画的墙面抹灰;材料。 什么是水泥？如何进行分类？ 1）水泥是水泥基无机可用于在干燥的环境不仅作品，但也可以用在潮湿的环境和水工程，已被广泛应用于建筑，交通，水利，电力等基础设施建设项目。 2）水泥的性质和用途的普通水泥，特种水泥和水泥三类的特性。水泥的一般特性，包括六个品种硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥，特种水泥的特殊用途的水泥，砌筑水泥
,可胶结砂石等适当材料,并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料 2,硅酸盐水泥:凡由硅酸盐水泥熟料,0~5%石灰石或粒化高炉矿渣,适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 3,体积安定性:水泥水化凝结硬化体积变化的均匀程度 4,干燥:生料中自由水的蒸发 5,脱水:生料中粘土矿物的分解并放出化合水 6,水化速率:单位时间内水泥的水化程度或水化深度 7,流动性:在外力作用下克服水泥浆内部粒子间互相作用而产生变形的性能 8,可塑性:浆体克服极限剪应力以后,产生塑性变形而不断裂的性能 9,稳定性:水泥浆塑性变形后,保持固液相体系本身的稳定性 10,易密性:消耗最小的功,最后使混合料达到致密的能力 11,强度:抵抗破坏与断裂的能力 12,徐变:在恒定荷载作用下依赖时间而增长的变形 13,矿渣水泥:凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣,并掺入适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 14,火山灰质混合材料:凡是天然的或人工的以活性氧化硅,活性氧化铝为主要成分的矿物质材料,本身磨细加水拌合并不硬化,但与气硬性石灰混合后再加水拌合,则不但能再空气中硬化,而且能在水中继续硬化者,称为火山灰质混合材料 15,火山灰质硅酸盐水泥:凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料,适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 16,粉煤灰硅酸盐水泥:凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰,适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 17,铝酸盐水泥:以矾土或含铝废渣为主要原料,烧制成以铝酸盐矿物或铝酸盐复合矿物为基本组成的水硬性胶凝材料 18,高铝水泥:凡矿物组成以铝酸钙为主,化学成分中氧化铝含量约50%的熟料磨细而成的水硬性胶凝材料 19,胶凝材料:凡能在物理,化学作用下,从具有可塑性浆体逐渐变成坚固石状体的过程中,能将其他物料胶结为整体并具有一定机械强度的物质 20,石灰的消化速度:一定标准条件下,从生石灰与水混合起,到达最高温度所需的时间 21,镁质胶凝材料:由磨细的苛性苦土或苛性白云石为主要组成的一种气硬 :天然二水石膏,硬石膏,化工生产中的副产品 2,二水石膏分类:透明石膏,纤维石膏,雪花石膏,普通石膏,土石膏 3,工业副产石膏:磷石膏,氟石膏,排烟脱硫石膏