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Influence of Nano-SiO2 Addition on Properties of Sulphoaluminate Cement Based Material

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Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2017年第1期32卷 106-112页

作者：马保国李海南 mei junpeng LI Xiangguo State Key Laboratory of Silicate Materials for Architectures Wuhan University of TechnologyWuhan 430070 China

The influences of different nano-SiO2（NS） contents on the mechanical properties and rheological behavior of sulfoaluminate cement（SAC） based composite materials were *** show that with increasing content of NS,the apparent viscosity,and shearing strength of fresh paste gradually increase but the fluidity *** a dosage of 3.0%NS,the tensile and flexural strengths of mortars at 56 days were increased by 87.0%and 84.6%,respectively,compared with that in the absence of NS,indicating that the toughness of hardened mortars is significantly ***,the exothermic peaks of hydration are obviously increased and will earlier occur,and the second and the third peaks appear 2.61 hours and 2.56 hours earlier,respectively than that in the absence of NS,and the hydration of SAC before 8 hours is *** forming mechanism of strengths was revealed by scanning electron microscopy（SEM）,hydration heat,X-ray diffraction（XRD） and derivative thermogravimetry（DTG）.The micro-aggregate filling effect and nucleation effect at early age and weak pozzolanic effect at late age of NS make the microstructure more compact,which obviously enhances the strength of SAC mortars.

关键词： sulfoaluminate cement nano-SiO2 ettringite strengths hydration process

Effect of Nano Silica on Hydration and Microstructure Characteristics of Cement High Volume Fly Ash System Under Steam Curing

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Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2019年第3期34卷 604-613页

作者： MA Baoguo mei junpeng State Key Laboratory of Silicate Materials for Architectures Wuhan University of TechnologyWuhan430070China Department of Construction Cost Wuhan University of TextileWuhan430200China

The influences of nano silica (NS) on the hydration and microstructure development of steam cured cement high volume fly ash (40 wt%, CHVFA) system were investigated. The compressive strength of mortars was tested with different NS dosage from 0 to 4%. Results show that the compressive strength is dramatically improved with the increase of NS content up to 3%, and decreases with further increase of NS content (e g, at 4%). Then X?ray diffraction (XRD), differential scanning calorimetry-thermogravimetry (DSCTG), scanning electron microscope (SEM), energy disperse spectroscopy (EDS), mercury intrusion porosimeter (MIP) and nuclear magnetic resonance (NMR) were used to analyze the mechanism. The results reveal that the addition of NS accelerates the hydration of cement and fly ash, decreases the porosity and the content of calcium hydroxide (CH) and increases the polymerization degree of C-S-H thus enhancing the compressive strength of mortars. The interfacial transition zone (ITZ) of CHVFA mortars is also significantly improved by the addition ofNS, embodying in the decrease of Ca/Si ratio and CH enrichment of ITZ.

关键词： nano silica cement high volume fly ash hydration pozzolanic reaction pore structure interfacial transition zone

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磷建筑石膏矿渣水泥的水化过程与耐水性能

建筑材料学报 2024年第5期27卷 391-399页

作者：廖宜顺董兴智廖国胜梅军鹏武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430065 武汉科技大学高性能工程结构研究院湖北武汉430065 武汉科技大学城市更新湖北省工程研究中心湖北武汉430065

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,... 详细信息

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.

关键词：磷建筑石膏石膏矿渣水泥水化热吸水率软化系数

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珊瑚砂浆的力学性能与微观结构特征

建筑材料学报 2020年第2期23卷 263-270页

作者：梅军帅吴静王罗新梅军鹏丁庆军武汉纺织大学材料科学与工程学院湖北武汉430200 武汉纺织大学纺织纤维及制品教育部重点实验室湖北武汉430200 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室湖北武汉430070

研究了珊瑚砂-水泥砂浆(珊瑚砂浆)的力学性能,以及复合矿物掺和料对珊瑚砂浆的改性作用,并与标准砂浆进行对比.采用扫描电子显微镜-能量弥散X射线谱(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR),对砂浆力学性能、体积稳定性和... 详细信息

研究了珊瑚砂-水泥砂浆(珊瑚砂浆)的力学性能,以及复合矿物掺和料对珊瑚砂浆的改性作用,并与标准砂浆进行对比.采用扫描电子显微镜-能量弥散X射线谱(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR),对砂浆力学性能、体积稳定性和水化作用的微观机理进行了研究.结果表明:珊瑚砂浆的力学强度低于标准砂浆,加入复合矿物掺和料后可改善水泥石基体及界面过渡区的微观结构,提高珊瑚砂浆的力学性能,使其28d抗压强度较标准砂浆提高了2.1%;珊瑚砂凹凸不平的表面能与硬化水泥浆体形成紧密的啮合状态,有助于提高砂浆的体积稳定性;珊瑚砂的内养护作用使砂浆的力学性能和抵抗收缩能力得到了提高;粉煤灰和矿粉的微集料填充作用和火山灰效应,提高了珊瑚砂浆的力学性能和抗氯离子扩散能力;珊瑚砂持续释放出的Ca^2+、Mg^2+参与了水泥的水化反应,有助于生成更多的水化产物.

关键词：珊瑚砂力学性能体积稳定性微观结构氯离子

蒸汽养护条件下纳米TiO_(2)对粉煤灰水泥体系早期力学性能的影响

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建筑材料学报 2021年第4期24卷 694-700页

作者：梅军鹏徐智东李海南梁宇佳武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430081 武汉纺织大学工程造价系湖北武汉430200

研究了蒸汽养护条件下纳米TiO_(2)(NT)对粉煤灰水泥体系早期力学性能的影响,并探索了其影响机制.结果表明:NT的掺入可显著提高粉煤灰水泥体系的早期抗压强度,其最佳掺量为3%;NT的掺入显著提高了水泥熟料的水化程度及粉煤灰的二次水化程... 详细信息

研究了蒸汽养护条件下纳米TiO_(2)(NT)对粉煤灰水泥体系早期力学性能的影响,并探索了其影响机制.结果表明:NT的掺入可显著提高粉煤灰水泥体系的早期抗压强度,其最佳掺量为3%;NT的掺入显著提高了水泥熟料的水化程度及粉煤灰的二次水化程度,增加了水化硅酸钙(C-S-H)凝胶的聚合度;NT的掺入降低了粉煤灰水泥体系的孔隙率及总孔容,改善了其孔径分布,从而提高了粉煤灰水泥砂浆的密实度及早期抗压强度.

关键词：纳米TiO_(2) 粉煤灰水化特性火山灰反应微观结构

TiO_2纳米颗粒对水泥-粉煤灰体系水化硬化及氯离子侵蚀的影响

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材料导报 2019年第4期33卷 630-633,649页

作者：李海南马保国谭洪波梅军鹏武汉纺织大学会计学院武汉430200 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室武汉430070

利用微量热分析、X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞测孔仪(MIP)等手段研究了TiO_2纳米颗粒对水泥粉煤灰体系水化硬化以及抗氯离子侵蚀的影响。研究发现:TiO_2纳米颗粒的异相晶核效应和微集料填充效应协同作用... 详细信息

利用微量热分析、X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞测孔仪(MIP)等手段研究了TiO_2纳米颗粒对水泥粉煤灰体系水化硬化以及抗氯离子侵蚀的影响。研究发现:TiO_2纳米颗粒的异相晶核效应和微集料填充效应协同作用,促进了水泥熟料的水化,加快了粉煤灰的二次水化进程并降低了硬化水泥石的孔体积,使水泥粉煤灰材料的微观结构更加均匀密实,提高了水泥粉煤灰材料的力学性能和抗氯离子侵蚀性能。

关键词： TiO2纳米颗粒粉煤灰水泥水化氯离子侵蚀

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葡萄糖酸钠对硫铝酸盐水泥水化历程的影响

材料导报 2023年第9期37卷 127-132页

作者：廖宜顺王思纯廖国胜梅军鹏陈迎雪武汉科技大学城市建设学院武汉430065 城市更新湖北省工程研究中心武汉430065 武汉科技大学高性能工程结构研究院武汉430065

本工作研究了不同掺量的葡萄糖酸钠对硫铝酸盐水泥浆体的凝结时间、抗压强度、水化热、电阻率、内部温度和水化产物的影响。结果表明:掺入葡萄糖酸钠后,水泥浆体的凝结时间延长,水化热与电阻率的发展延缓,硬化浆体的12 h抗压强度降低,但... 详细信息

本工作研究了不同掺量的葡萄糖酸钠对硫铝酸盐水泥浆体的凝结时间、抗压强度、水化热、电阻率、内部温度和水化产物的影响。结果表明:掺入葡萄糖酸钠后,水泥浆体的凝结时间延长,水化热与电阻率的发展延缓,硬化浆体的12 h抗压强度降低,但28 d抗压强度提高。当葡萄糖酸钠的掺量从0%增加到0.15%时,水泥浆体水化初期的水化热和电阻率均明显减小,表明水泥水化延缓,当其掺量增加到0.2%时,水泥浆体的24 h电阻率和3 d水化热均剧烈减小。掺入葡萄糖酸钠可促进β-C_(2)S的水化,但是使12 h水化产物钙矾石的热稳定性变差。

关键词：硫铝酸盐水泥葡萄糖酸钠水化热电阻率水化产物

纳米SiO_(2)与VAE复合改性水泥基材料的耐久性能

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建筑材料学报 2023年第6期26卷 687-696页

作者：王智鑫梅军鹏廖宜顺李海南牛寅龙武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430065 武汉科技大学高性能工程结构研究院湖北武汉430065 武汉纺织大学工程造价系湖北武汉430200 中建三局第一建设工程有限责任公司湖北武汉430040

研究了单掺乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳胶粉(VAE)和复掺VAE/纳米SiO_(2)(NS)对水泥基材料抗氯离子渗透性能、抗硫酸盐侵蚀性能和吸水率的影响,并通过X射线衍射仪、热分析仪、扫描电子显微镜、压汞仪和红外光谱仪等探究了其作用机理.结果表明... 详细信息

研究了单掺乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳胶粉(VAE)和复掺VAE/纳米SiO_(2)(NS)对水泥基材料抗氯离子渗透性能、抗硫酸盐侵蚀性能和吸水率的影响,并通过X射线衍射仪、热分析仪、扫描电子显微镜、压汞仪和红外光谱仪等探究了其作用机理.结果表明:单掺VAE和复掺VAE/NS均可提高材料的抗氯离子渗透性能以及抗硫酸盐侵蚀性能,降低其总吸水率,且复掺效果优于单掺;单掺VAE可以改善材料的水化特性,有害孔和多害孔减少了65.3%,但增大了最可几孔径和界面过渡区的钙硅比;复掺VAE/NS可进一步改善材料的水化特性,有害孔和多害孔减少了82.6%,提高了水化硅酸钙(C-S-H)的生成量和聚合度,增强了材料的耐久性能.

关键词：纳米SiO_(2) 乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳胶粉氯离子渗透硫酸盐侵蚀吸水率孔结构

磷建筑石膏对硫铝酸盐水泥熟料收缩特性的影响

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建筑材料学报 2022年第9期25卷 893-900页

作者：黄浩然廖宜顺江国喜廖国胜梅军鹏武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430065 中国一冶集团有限公司湖北武汉430080 武汉科技大学高性能工程结构研究院湖北武汉430065

研究了不同掺量磷建筑石膏对硫铝酸盐水泥熟料凝结时间、化学收缩、自收缩、浆体内部相对湿度和干燥收缩的影响.结果表明:随着磷建筑石膏掺量的增加,熟料浆体的凝结时间显著缩短,化学收缩变化速率加快,浆体内部相对湿度逐渐降低,浆体自... 详细信息

研究了不同掺量磷建筑石膏对硫铝酸盐水泥熟料凝结时间、化学收缩、自收缩、浆体内部相对湿度和干燥收缩的影响.结果表明:随着磷建筑石膏掺量的增加,熟料浆体的凝结时间显著缩短,化学收缩变化速率加快,浆体内部相对湿度逐渐降低,浆体自收缩与内部相对湿度具有较好的相关性;当磷建筑石膏掺量不超过25%时,硫铝酸盐水泥浆体化学收缩到达稳定阶段的时间缩短;当磷建筑石膏掺量为25%~30%时,硫铝酸盐水泥浆体在自收缩测试条件下产生膨胀,且干燥收缩小于空白组.

关键词：磷建筑石膏化学收缩自收缩内部相对湿度干燥收缩