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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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多元胶凝材料水化热动力学研究
2021年第6期
多元胶凝材料;温度;早强剂;水化热力学;水化动力学
Multiple cementitious material; Temperature; Hardening accelerator; Hydration thermodynamics; Hydration kinetics
2021年第6期
10.19761/j.1000-4637.2021.06.013.06
国家重点研发计划项目(2017YFB0310000);国家自然科学基金项目(51872216);高性能土木工程材料国家重点实验室开放基金项目(2019CEM005)。
任 旭1,2,张秀贞1,2,刘志超1,2,何永佳1,2,胡曙光1,2,曾 波3
1.硅酸盐建筑材料国家重点实验室(武汉理工大学),湖北 武汉 430070;2.武汉理工大学 材料科学与工程学院,湖北 武汉 430070;3.北京都市绿源环保科技有限公司,北京 102601

任 旭1,2,张秀贞1,2,刘志超1,2,何永佳1,2,胡曙光1,2,曾 波3

任旭,张秀贞,刘志超,等.多元胶凝材料水化热动力学研究[J].混凝土与水泥制品,2021(6):13-18.

REN X,ZHANG X Z,LIU Z C,et al.Study on Hydration Thermodynamics and Kinetics of Multiple Cementitious Materials[J].CHINA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS,2021(6):13-18.

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摘   要:采用等温量热法测定了不同体系的多元胶凝材料水化放热速率和累计放热量,分析了矿物掺合料、温度和早强剂对胶凝材料水化放热过程的影响。基于Krstulovic-Dabic水化动力学模型计算了总放热量、水化时间和反应速率常数等动力学参数,讨论了不同体系胶凝材料水化反应各阶段的反应速率与反应程度的关系。结果表明:水泥、水泥-矿渣多元胶凝材料和水泥-粉煤灰多元胶凝材料的水化动力学过程可分为结晶成核与晶体生长(NG)、相边界反应(I)和扩散(D)3个阶段;在高温下和添加早强剂条件下,多元胶凝材料的水化动力学过程控制阶段为结晶成核与晶体生长(NG)和扩散(D)2个阶段。 Abstract: Hydration heat emission rate and cumulative hydration heat of different cementitious material were measured by isothermal calorimetry, and the effects of mineral admixtures, temperature and hardening accelerator on the hydration process of cementitious materials were analyzed. Based on the Krstulovic-Dabic hydration kinetic model, the kinetic parameters such as total hydration heat, hydration time and reaction rate constant were calculated, and the relationship between the reaction rate and the degree of hydration was discussed. The results show that the hydration kinetics of cement, cement-slag binder and cement-fly ash binder can be divided into 3 stages (NG, I and D), and the hydration kinetics of multiple cementitious materials under high temperature and hardening accelerator can be controled by 2 stages (NG and D).
英文名 :
刊期 : 2021年第6期
关键词 : 多元胶凝材料;温度;早强剂;水化热力学;水化动力学
Key words : Multiple cementitious material; Temperature; Hardening accelerator; Hydration thermodynamics; Hydration kinetics
刊期 : 2021年第6期
DOI : 10.19761/j.1000-4637.2021.06.013.06
文章编号 :
基金项目 : 国家重点研发计划项目(2017YFB0310000);国家自然科学基金项目(51872216);高性能土木工程材料国家重点实验室开放基金项目(2019CEM005)。
作者 : 任 旭1,2,张秀贞1,2,刘志超1,2,何永佳1,2,胡曙光1,2,曾 波3
单位 : 1.硅酸盐建筑材料国家重点实验室(武汉理工大学),湖北 武汉 430070;2.武汉理工大学 材料科学与工程学院,湖北 武汉 430070;3.北京都市绿源环保科技有限公司,北京 102601

任 旭1,2,张秀贞1,2,刘志超1,2,何永佳1,2,胡曙光1,2,曾 波3

任旭,张秀贞,刘志超,等.多元胶凝材料水化热动力学研究[J].混凝土与水泥制品,2021(6):13-18.

REN X,ZHANG X Z,LIU Z C,et al.Study on Hydration Thermodynamics and Kinetics of Multiple Cementitious Materials[J].CHINA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS,2021(6):13-18.

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘   要:采用等温量热法测定了不同体系的多元胶凝材料水化放热速率和累计放热量,分析了矿物掺合料、温度和早强剂对胶凝材料水化放热过程的影响。基于Krstulovic-Dabic水化动力学模型计算了总放热量、水化时间和反应速率常数等动力学参数,讨论了不同体系胶凝材料水化反应各阶段的反应速率与反应程度的关系。结果表明:水泥、水泥-矿渣多元胶凝材料和水泥-粉煤灰多元胶凝材料的水化动力学过程可分为结晶成核与晶体生长(NG)、相边界反应(I)和扩散(D)3个阶段;在高温下和添加早强剂条件下,多元胶凝材料的水化动力学过程控制阶段为结晶成核与晶体生长(NG)和扩散(D)2个阶段。

Abstract: Hydration heat emission rate and cumulative hydration heat of different cementitious material were measured by isothermal calorimetry, and the effects of mineral admixtures, temperature and hardening accelerator on the hydration process of cementitious materials were analyzed. Based on the Krstulovic-Dabic hydration kinetic model, the kinetic parameters such as total hydration heat, hydration time and reaction rate constant were calculated, and the relationship between the reaction rate and the degree of hydration was discussed. The results show that the hydration kinetics of cement, cement-slag binder and cement-fly ash binder can be divided into 3 stages (NG, I and D), and the hydration kinetics of multiple cementitious materials under high temperature and hardening accelerator can be controled by 2 stages (NG and D).

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(1)水泥、水泥-矿渣多元胶凝材料和水泥-粉煤灰多元胶凝材料的水化动力学过程均可分为结晶成核与晶体生长(NG)、相边界反应(I)和扩散(D)3个阶段,水化控制阶段为NG→I→D。经过计算所得的各阶段反应速率曲线能较好地分段拟合多元胶凝材料的水化速率变化。矿物掺合料对水化热力学过程具有一定的影响,但未在根本上影响胶凝材料水化动力学过程。
(2)高温或添加早强剂条件下的多元胶凝材料的水化动力学过程同样可分为结晶成核与晶体生长(NG)、相边界反应(I)和扩散(D)3个阶段,而水化控制阶段为NG→D。经过计算所得的各阶段反应速率曲线能较好地分段拟合多元胶凝材料水化速率变化。高温和掺早强剂既对水化热力学过程具有较大的影响,同时也在根本上改变了胶凝材料水化动力学过程,是以牺牲部分后期水化程度为代价提高了早期水化能力。其中,温度比掺早强剂的影响显著。

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任旭,张秀贞,刘志超,.多元胶凝材料水化热动力学研究[J].混凝土与水泥制品,2021(6):13-18.

REN X,ZHANG X Z,LIU Z C,et al.Study on Hydration Thermodynamics and Kinetics of Multiple Cementitious Materials[J].CHINA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS,2021(6):13-18.

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