密度测量法在硅酸盐水泥水化过程分析中的应用
The application of density measurement method in the analysis of silicate cement hydration process
摘 要
采用密度测量法定量研究水泥水化过程的体积变化规律，对不同水灰比净浆试样的水化过程中随龄期的密度变化进行定量测量，讨论了体积变化与水泥水化过程的关系。采用X射线衍射法确认水化过程中各物相的变化，验证了密度测量分析法的可靠性，得到比容与抗压强度之间的关系曲线。结果表明：这个方法可用来定量表征水化过程的体积(或比容)变化，该变化与其抗压强度变化存在较好的定量关系，可通过比容测量预测抗压强度的变化，为表征水泥水化过程的特性提供了一种新的测试方法。
水化反应
体积变化
水灰比
抗压强度
cement paste
hydration reaction
volume change
water cement ratio
compressive strength
Abstract
The volume change law of cement hydration process was quantitatively studied by density measurement, and the hydration process of paste test blocks with different water-cement ratios was quantitatively measured with the change of age density. The relationship between volume change and cement hydration process was discussed. X-ray diffraction method was used to confirm the change of each phase in the hydration process to verify the reliability of the density measurement analysis method, and the relationship curve between specific volume and compressive strength was obtained. The results show that this method could be used to quantitatively characterize the volume (or specific volume) change of hydration process, which had a good quantitative relationship with its compressive strength, and the change of compressive strength could be predicted by specific volume measurement. A new test method was provided to characterize the characteristics of cement hydration process.
中图分类号 TQ172.1 DOI 10.11973/lhjy-wl202202006
所属栏目 试验与研究
基金项目 毕业设计(论文)重点项目(1011LW210037-A22); 校企合作实验建设项目(1011XQ202016-A22)
收稿日期 2021/12/27
修改稿日期
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备注杨为江(1996-)，男，在读研究生，主要从事硅酸盐基水泥材料的相关研究
引用该论文: YANG Weijiang,PU Yang,ZHOU Yining,LIU Kejia,CHEN Kun. The application of density measurement method in the analysis of silicate cement hydration process[J]. Physical Testing and Chemical Analysis part A:Physical Testing, 2022, 58(2): 22～26
杨为江,浦洋,周祎宁,刘克家,陈锟. 密度测量法在硅酸盐水泥水化过程分析中的应用[J]. 理化检验－物理分册, 2022, 58(2): 22～26
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参考文献
【1】史文冲.早龄期水泥基材水化性能的相关性研究[D].武汉:武汉工程大学, 2016.
【2】陈军.早龄期混凝土水化进程及宏观与细微观性能相关性研究[D].杭州:浙江大学, 2014.
【3】董必钦, 马红岩.水泥胶凝材料水化进程及力学特性研究[J].混凝土, 2008(5):23-25.
【4】徐文迪, 费逸伟, 孙世安, 等. 水泥基材料水化收缩分析及控制进展[J].广州化工, 2015, 43(5):39-41.
【5】李悦, 刘雄飞. 水泥基材料收缩及其导致开裂的研究进展[J].混凝土, 2014(3):90-93.
【6】邓绍云. 水泥水化反应研究现状与展望[J].江苏科技信息, 2015(5):52-54.
【7】梁旭辉, 刘芳, 许耀文, 等.硅酸盐水泥改性磷建筑石膏及水化机理研究[J].非金属矿, 2018, 41(2):45-47.
【8】龚英, 丁晶晶.水泥水化热测试方法的分析研究[J].中国水能及电气化, 2015(1):65-68.
【9】施惠生.混凝土外加剂技术大全[M].北京:化学工业出版社, 2013.
【10】BOUASKER M, MOUNANGA P, TURCRY P, et al. Chemical shrinkage of cement pastes and mortars at very early age:Effect of limestone filler and granular inclusions[J]. Cement and Concrete Composites, 2008, 30(1):13-22.
【11】PARROTT L J, GEIKER M, GUTTERIDGE W A, et al. Monitoring Portland cement hydration:Comparison of methods[J]. Cement and Concrete Research, 1990, 20(6):919-926.
【12】魏剑, 韩建德, 王曙光, 等.核磁共振技术在水泥基材料中的应用进展[J].混凝土, 2015(1):48-53.
【13】张明海, 杨刚宾, 张战营.差热分析在硅酸盐工业中的应用[J].玻璃与搪瓷, 1998, 26(4):3-5.
【14】王培铭, 丰曙霞, 刘贤萍.背散射电子图像分析在水泥基材料微观结构研究中的应用[J].硅酸盐学报, 2011, 39(10):1659-1665.
【15】杨淑珍, 宋汉唐, 谢荣.XRD法研究水泥水化反应速度[J].分析测试学报, 1996, 15(5):73-76.
【16】吴泽弘, 魏亚.基于CT扫描技术的水泥净浆微观结构及水化程度[J].复合材料学报, 2020, 37(4):971-977.
【17】胡孝彭, 赵仲辉.基于压汞法的水泥固化淤泥持水特性研究[J].人民黄河, 2016, 38(3):116-119.
【18】陈伟, 李远, 水中和.基于超声波速与介电性能的硅酸盐水泥早期水化过程连续监测技术[J].硅酸盐通报, 2010, 29(5):1190-1196.
【19】ZHANG J, QIN L, LI Z J. Hydration monitoring of cement-based materials with resistivity and ultrasonic methods[J]. Materials and Structures, 2009, 42(1):15-24.
【20】孙世安, 费逸伟, 墙奕吉, 等.聚合物水泥复合防腐材料的物理性能[J].理化检验(物理分册), 2014, 50(4):257-260.
【21】阎培渝, 郑峰.水泥水化反应与混凝土自收缩的动力学模型[J].铁道科学与工程学报, 2006, 3(1):56-59.
【22】杨华全, 肖开涛, 董芸, 等.混凝土化学收缩的试验方法及影响因素探讨[J].人民长江, 2008, 39(3):4-5, 8, 111.
【23】JENNINGS H M, PRATT P L. An experimental argument for the existence of a protective membrane surrounding Portland cement during the induction period[J]. Cement and Concrete Research, 1979, 9(4):501-506.
【24】陈辉, PIETRO L.从水泥的水化到水泥和混凝土的自发变形[J].混凝土世界, 2016(4):44-48.
【25】BROOKS J J. Influence of mix proportions, plasticizers and superplasticizers on creep and drying shrinkage of concrete[J]. Magazine of Concrete Research, 1989, 41(148):145-153.
【26】林元贵.混凝土收缩的主要影响因素[J].福建建设科技, 2001(1):32-34.
【27】王冲, 张聪, 刘俊超, 等.纳米CaCO3对硅酸盐水泥水化特性的影响[J].硅酸盐通报, 2016, 35(3):824-830.
【28】烟卫, 刘昱, 李艳苹, 等.X射线衍射法钾混盐无标样定量相分析[J].理化检验(化学分册), 2014, 50(4):413-416.
【2】陈军.早龄期混凝土水化进程及宏观与细微观性能相关性研究[D].杭州:浙江大学, 2014.
【3】董必钦, 马红岩.水泥胶凝材料水化进程及力学特性研究[J].混凝土, 2008(5):23-25.
【4】徐文迪, 费逸伟, 孙世安, 等. 水泥基材料水化收缩分析及控制进展[J].广州化工, 2015, 43(5):39-41.
【5】李悦, 刘雄飞. 水泥基材料收缩及其导致开裂的研究进展[J].混凝土, 2014(3):90-93.
【6】邓绍云. 水泥水化反应研究现状与展望[J].江苏科技信息, 2015(5):52-54.
【7】梁旭辉, 刘芳, 许耀文, 等.硅酸盐水泥改性磷建筑石膏及水化机理研究[J].非金属矿, 2018, 41(2):45-47.
【8】龚英, 丁晶晶.水泥水化热测试方法的分析研究[J].中国水能及电气化, 2015(1):65-68.
【9】施惠生.混凝土外加剂技术大全[M].北京:化学工业出版社, 2013.
【10】BOUASKER M, MOUNANGA P, TURCRY P, et al. Chemical shrinkage of cement pastes and mortars at very early age:Effect of limestone filler and granular inclusions[J]. Cement and Concrete Composites, 2008, 30(1):13-22.
【11】PARROTT L J, GEIKER M, GUTTERIDGE W A, et al. Monitoring Portland cement hydration:Comparison of methods[J]. Cement and Concrete Research, 1990, 20(6):919-926.
【12】魏剑, 韩建德, 王曙光, 等.核磁共振技术在水泥基材料中的应用进展[J].混凝土, 2015(1):48-53.
【13】张明海, 杨刚宾, 张战营.差热分析在硅酸盐工业中的应用[J].玻璃与搪瓷, 1998, 26(4):3-5.
【14】王培铭, 丰曙霞, 刘贤萍.背散射电子图像分析在水泥基材料微观结构研究中的应用[J].硅酸盐学报, 2011, 39(10):1659-1665.
【15】杨淑珍, 宋汉唐, 谢荣.XRD法研究水泥水化反应速度[J].分析测试学报, 1996, 15(5):73-76.
【16】吴泽弘, 魏亚.基于CT扫描技术的水泥净浆微观结构及水化程度[J].复合材料学报, 2020, 37(4):971-977.
【17】胡孝彭, 赵仲辉.基于压汞法的水泥固化淤泥持水特性研究[J].人民黄河, 2016, 38(3):116-119.
【18】陈伟, 李远, 水中和.基于超声波速与介电性能的硅酸盐水泥早期水化过程连续监测技术[J].硅酸盐通报, 2010, 29(5):1190-1196.
【19】ZHANG J, QIN L, LI Z J. Hydration monitoring of cement-based materials with resistivity and ultrasonic methods[J]. Materials and Structures, 2009, 42(1):15-24.
【20】孙世安, 费逸伟, 墙奕吉, 等.聚合物水泥复合防腐材料的物理性能[J].理化检验(物理分册), 2014, 50(4):257-260.
【21】阎培渝, 郑峰.水泥水化反应与混凝土自收缩的动力学模型[J].铁道科学与工程学报, 2006, 3(1):56-59.
【22】杨华全, 肖开涛, 董芸, 等.混凝土化学收缩的试验方法及影响因素探讨[J].人民长江, 2008, 39(3):4-5, 8, 111.
【23】JENNINGS H M, PRATT P L. An experimental argument for the existence of a protective membrane surrounding Portland cement during the induction period[J]. Cement and Concrete Research, 1979, 9(4):501-506.
【24】陈辉, PIETRO L.从水泥的水化到水泥和混凝土的自发变形[J].混凝土世界, 2016(4):44-48.
【25】BROOKS J J. Influence of mix proportions, plasticizers and superplasticizers on creep and drying shrinkage of concrete[J]. Magazine of Concrete Research, 1989, 41(148):145-153.
【26】林元贵.混凝土收缩的主要影响因素[J].福建建设科技, 2001(1):32-34.
【27】王冲, 张聪, 刘俊超, 等.纳米CaCO3对硅酸盐水泥水化特性的影响[J].硅酸盐通报, 2016, 35(3):824-830.
【28】烟卫, 刘昱, 李艳苹, 等.X射线衍射法钾混盐无标样定量相分析[J].理化检验(化学分册), 2014, 50(4):413-416.
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