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第一章 高胶凝性高阿利特水泥熟料矿物体系的研究1

第一节 概述1

第二节 高阿利特熟料体系的矿物匹配2

一、配料率值对高阿利特熟料烧成的影响2

二、高阿利特熟料率值的选择及控制方法7

三、掺阴离子（团）对高阿利特熟料烧成的影响9

四、掺阳离子对高阿利特熟料烧成的影响12

五、掺加工业废渣对高阿利特熟料烧成的影响13

六、工业废渣——阴离子团多元复合掺杂对高阿利特熟料烧成的影响16

第三节 高阿利特熟料烧成过程分析18

一、矿物匹配对液相及高阿利特熟料烧成过程的影响18

二、高阿利特熟料掺杂烧成活化能计算分析20

三、预烧对高阿利特熟料烧成过程的影响24

第四节 高阿利特熟料中阿利特组成和晶体结构25

一、杂质离子在阿利特晶体中的缺陷反应分析25

二、杂质在阿利特晶体中的固溶量27

三、微量组分固溶对阿利特结构的影响33

四、烧成和冷却条件对阿利特晶体结构的影响38

五、水泥熟料中的阿利特晶体结构44

第五节 高阿利特熟料的物理性能47

一、实验室烧成高阿利特熟料的性能47

二、工业规模生产高阿利特熟料及其性能54

第六节 研究的主要结论58

参考文献59

第二章 含硫铝酸盐的高胶凝性硅酸盐水泥熟料体系的研究61

第一节 概述61

第二节 硫铝酸钙和硫铝酸钡钙单矿物的研究62

一、硫铝酸钙的形成动力学62

二、硫铝酸钡钙单矿物的特性63

三、CaF2对硫铝酸钡钙矿物形成机制的影响66

第三节 掺加杂质对含硫铝酸盐硅酸盐水泥熟料烧成的影响67

一、掺萤石和石膏的影响67

二、掺硫酸钡、萤石和石膏的影响68

三、掺钢渣、萤石和石膏的影响69

四、掺CuO的影响71

五、掺ZnO的影响73

六、Fe2O3含量的影响75

第四节 含硫铝酸盐硅酸盐水泥熟料的组成设计和杂质影响76

一、组成设计76

二、组成设计的热力学计算78

三、SO3、BaO及CaF2对熟料煅烧和性能的影响81

第五节 含硫铝酸盐矿物的硅酸盐水泥的特性82

一、C4A3S含量快速测定方法82

二、含硫铝酸盐硅酸盐水泥性能84

三、含硫铝酸盐硅酸盐水泥的水化特性86

四、含硫铝酸盐硅酸盐水泥水化特征及浆体组成、结构与性能87

第六节 含硫铝酸盐硅酸盐水泥对粉煤灰的激发作用及机理91

一、混合材的反应率91

二、C4A3S对粉煤灰的激发作用92

三、含硫铝酸盐硅酸盐水泥对粉煤灰激发机理93

四、含硫铝酸盐硅酸盐水泥水化过程中硅铝聚合度102

第七节 研究的主要结论106

参考文献108

第三章 复合熟料水泥体系109

第一节 概述109

第二节 硅酸盐熟料-硫铝酸盐熟料复合熟料水泥体系110

一、体系的组成与性能110

二、原材料对性能的影响115

三、粉磨方式对性能的影响118

四、体系的水化硬化122

五、体系的水化产物125

六、硅酸盐熟料-硫铝酸盐熟料复合熟料水泥体系与混合材的复合效果126

七、硅酸盐熟料-硫铝酸盐熟料复合熟料水泥制备的混凝土性能133

第三节 高贝利特熟料、硅酸盐熟料和硫铝酸盐熟料复合熟料水泥体系138

一、不同熟料水泥的组成与来源138

二、硅酸盐熟料-高贝利特熟料复合熟料水泥体系的组成与性能139

三、高贝利特水泥和硫铝酸盐水泥的复合139

四、硅酸盐熟料-硫铝酸盐熟料-高贝利特熟料复合水泥的组成与性能140

五、粉磨对复合熟料水泥体系性能的影响144

六、高贝利特-硅酸盐、高贝利特-硅酸盐-硫铝酸盐复合熟料水泥体系的水化硬化146

七、复合熟料体系的干缩和抗侵蚀性能152

第四节 硅酸盐熟料-磷铝酸盐熟料复合熟料水泥体系153

一、硅酸盐-磷铝酸盐复合熟料水泥复合水泥性能154

二、磷铝酸盐-硅酸盐复合熟料水泥水化浆体特征156

三、磷铝酸盐-硅酸盐复合熟料水泥浆体水化动力学和水化机理161

四、掺石灰石对硅酸盐水泥和磷铝酸盐水泥性能的影响165

参考文献167

第四章 性能调节型辅助胶凝组分169

第一节 概述169

第二节 煤矸石制备性能调节型辅助胶凝组分170

一、煤矸石活化的研究和利用现状170

二、活化煤矸石的结构和机理172

三、煅烧煤矸石的活性评价183

四、煤矸石制备性能调节型辅助胶凝组分的新技术194

第三节 粉煤灰制备性能调节型辅助胶凝组分198

一、粉煤灰的活化理论198

二、粉煤灰制备性能调节型辅助胶凝组分的新技术204

第四节 钢渣制备性能调节型辅助胶凝组分206

一、钢渣在水泥混凝土中利用的现状206

二、影响钢渣粉掺合料性能的因素及其机理207

三、钢渣粉对水泥体积安定性的影响209

第五节 性能调节型辅助胶凝组分的协同复合新技术212

一、二元复合212

二、三元复合215

三、性能调节型辅助胶凝组分的颗粒群优化217

四、复合胶凝效应机理221

参考文献225

第五章 高性能水泥的水化过程2

第一节 概述226

第二节 水泥水化研究方法的新进展227

一、水化产物形貌分析227

二、水化产物原位X射线衍射定量分析229

三、水泥的水化进度和水化程度230

第三节 硅酸盐水泥水化过程的表征235

一、硅酸盐水泥水化产物的形态和结构235

二、硅酸盐水泥的水化进度和程度248

第四节 辅助胶凝材料在水化过程中的作用254

一、活化煤矸石粉在水化过程中的作用254

二、粉煤灰在水化过程中的作用282

三、含复合型辅助胶凝材料的水泥水化302

第五节 外加剂在水化过程中的作用305

一、水化热305

二、温度对减水剂作用下水泥水化历程的影响306

三、温度对缓凝剂作用下水泥水化历程的影响308

四、外加剂叠加效应解决环境温度引发的减水剂适应性问题311

五、环境因素作用下外加剂应用的调控机制312

第六节 水化进程模型图313

一、水化进程模型及其特征313

二、水化进程模型的意义314

参考文献314

第六章 高性能水泥硬化的浆体结构与优化316

第一节 高性能水泥硬化的浆体结构特征316

一、硬化水泥浆体结构的组成及其演变规律316

二、高C3S水泥硬化浆体中各相的组成及定量表征321

三、高C3S水泥硬化浆体的结构形成过程和结构模型324

四、掺加辅助胶凝材料的高性能水泥硬化浆体的结构328

第二节 水泥浆体的结构与性能333

一、水泥浆体结构与强度333

二、强度模型339

三、水泥浆体的抗裂性343

四、水泥浆体的化学稳定性348

第三节 水泥浆体的收缩特征与机理358

一、试验用原材料及收缩测试方法358

二、水泥浆体的自收缩及影响因素362

三、水泥浆体的温度收缩及影响因素369

四、水泥浆体的干燥收缩及影响因素374

第四节 水泥浆体的收缩补偿383

一、新型膨胀材料的制备技术383

二、新型镁质膨胀材料的膨胀特性及机理385

三、新型膨胀材料对水泥浆体收缩的补偿387

四、不同制备条件下制备的镁质膨胀材料的复合作用389

五、变温条件下新型膨胀材料对温度收缩的补偿作用390

六、混凝土试件应变394

七、化学减缩剂的研究395

参考文献403

第七章 高性能水泥基材料的环境行为与失效机理405

第一节 概述405

第二节 高性能水泥基材料的环境行为407

一、渗水、渗气性能407

二、在化学介质作用下的性能409

三、在化学介质与荷载协同作用下的性能427

四、在冻融循环作用下的性能431

五、在冻融循环与化学介质协同作用下的性能432

六、在冻融循环、荷载与化学介质协同作用下的性能434

七、抗钢筋锈蚀性能436

第三节 高性能水泥基材料的失效机理4

一、在化学介质及其协同作用下的渗透性及腐蚀机理441

二、在冻融循环及其协同作用下的失效机理448

三、钢筋锈蚀失效机理及模型分析450

第四节 高性能水泥基材料特有组成的耐久性和内部反应的新破坏机理451

一、C-S-H凝胶与Ca（OH）2的化学平衡451

二、C-S-H凝胶的组成上的稳定区间455

三、不同钙硅比C-S-H凝胶的结构460

四、不同钙硅比C-S-H凝胶的稳定性461

五、碱-集料反应及其机理464

六、碱-硅酸反应抑制机理466

七、C-S-H凝胶及其高分辨相468

八、低碱度C-S-H凝胶的持碱作用476

九、高性能水泥基材料抑制碱-硅酸反应效果及分析482

第五节 高耐久性水泥基材料的设计方法与途径487

一、人工神经网络技术对水泥基材料耐久性能的预测模型487

二、混合材抑制碱-硅酸反应评价理论494

三、提高水泥基材料工作性、体积稳定性和耐久性的技术途径496

参考文献496