矿渣细度及掺量对水泥净浆及胶砂性能影响

通过试验研究,探讨了超细矿渣的细度和掺量对水泥净浆的流动性、凝结时间、抗压强度、化学结合水量以及对胶砂流动性和抗压强度的影响．试验结果表明：随超细矿渣掺量的提高,水泥净浆和胶砂的流动度均增大,且在试验所采用的掺量条件下,细度较小的超细矿渣对水泥净浆及胶砂流动性的改善效果更好;超细矿渣掺量较低时,掺超细矿渣水泥浆体的初凝时间和终凝时间均缩短,超细矿渣掺量较大时,随超细矿渣掺量的增大,水泥浆体的初凝时间和终凝时间延长,且超细矿渣的细度对试验结果影响不明显;随超细矿渣掺量的增大,水泥浆体和胶砂的3d抗压强度变化较小,28d抗压强度提鬲;超细矿渣细度较大时,适宜掺量的超细矿渣可以提高水泥浆体和胶砂的早期抗压强度;超细矿渣对硬化水泥浆体的化学结合水量的影响与对抗压强度的影响规律基本一致。     

水泥-粉煤灰复合胶凝材料水化特性研究

研究了水泥-粉煤灰复合胶凝材料在等水胶比条件下的化学结合水、水化产物与硬化浆体显微结构,探讨了矿物外加剂C和激发剂D的掺入对水泥-粉煤灰复合胶凝材料体系的影响规律。研宄结果表明：矿物外加剂C、激发剂D的加入促进掺粉煤灰的水泥浆体早期的水化速度,改善了水泥石的孔结构,增大了水泥石的密实度,提高了硬化水泥石的早期抗折强度和抗压强度。     

CCM复合掺合料高性能混凝土试验研究

CCM复合掺合料具有物理填充作用,能够明显提高浆体硬化后的密实度和强度。通过掺加水泥用量15%、20%的CCM复合掺合料配制高性能混凝土来进行试验研究,结果表明,掺加CCM复合掺合料后混凝土强度发展对温度不敏感,混凝土水化温度降低。通过在京沪高铁悬灌梁中应用,证明20%掺量的CCM复合掺合料高性能混凝土能够提高3 d龄期的弹性模量和抗压强度,缩短张拉龄期,应用效果较好。     

矿渣粉在城铁短枕中的应用研究

对掺加不同性质矿渣粉的城铁短枕混凝土进行了力学和耐久性能试验,发现比表面积大、活性高的矿渣粉可明显地提高混凝土的各项性能,并能降低成本.通过对不同矿渣粉-水泥复合胶凝材料水化特征的宏观和微观研究表明,比表面积大、密实、活性高的矿渣粉是通过增加胶凝材料的水化速度,改善水化产物的结构,降低氢氧化钙含量等途径来实现对混凝土性质的改善.     

不同养护方式的混凝土强度发展规律探讨

在标准养护、沸煮养护和烘制养护3种养护方式下,分别加入粉煤灰和矿渣粉,分析混凝土强度发展规律,从而判断混凝土达到标准养护28 d 强度时的最佳沸煮或烘制养护时间。结果表明：标准养护时,掺粉煤灰混凝土的后期强度增长最大,其次是掺矿渣粉的混凝土,再次是基准混凝土;标准养护3d后,沸煮养护48 h或烘制养护16～24 h与标准养护28 d 强度接近;标准养护7 d 后,沸煮或烘制养护24 h强度超过标准养护28 d强度;沸煮或烘制养护能快速激发水泥、粉煤灰和矿渣粉的潜在活性,使混凝土快速达到标准养护28 d强度;为达到标准养护28 d强度,随着粉煤灰、矿渣粉掺量的增加,所需沸煮或烘制时间减少;烘制养护混凝土的强度略高于沸煮养护混凝土。     

复合激发剂对粉煤灰的活性激发作用

研究了激发剂复掺对掺50％粉煤灰的水泥硬化浆体性能的影响。试验结果表明：复合激发不仅可以提高掺50％粉煤灰的水泥硬化浆体的早期强度，而且提高了后期的强度；复合激发剂中各组分发挥了各自的激发作用。其激发效果比各自的单掺激发效果优。     

蒸汽养护对高速铁路轨道板混凝土渗透性的影响

为探明蒸汽养护对采用水泥-矿渣粉复合胶凝材料的轨道板混凝土渗透性的影响规律,研究了不同养护条件下(蒸汽养护和标准养护)轨道板混凝土表面吸水率和抗氯离子渗透性能(6 h电通量和氯离子扩散系数),并分析了不同蒸汽养护最高恒温温度对复合胶凝材料水化程度的影响。试验结果表明:蒸汽养护能有效提高轨道板混凝土材料早期(28 d)和后期(56 d)抗水渗透能力,而对其抗氯离子渗透能力的改善作用则主要表现在早期,对混凝土后期抗氯离子渗透能力影响不明显;在对复合胶凝材料水化程度的影响方面,蒸汽养护会显著加快水泥-矿渣粉复合胶凝材料体系的水化进程,有利于提高水化产物密实度,蒸汽养护最高恒温不超过60℃对提高水泥基胶凝材料抗渗性更加有利。     

复掺钢渣和粉煤灰对透水混凝土性能的影响

研究了复合引入炼钢废渣和粉煤灰对透水混凝土性能的影响,并对透水混凝土的透水系数和强度进行了分析。结果表明:粉煤灰、钢渣和水泥作为胶结料复合使用,对各物料的水化反应起到促进作用。当粉煤灰掺量为15%、钢渣掺量为10%时,透水混凝土28 d抗压强度和透水系数均较高。粉煤灰和钢渣复合加入,使胶结料连接桥更致密,强度更高。     

复合改性石粉对混凝土力学及抗渗性能影响试验研究

将废弃石粉作为掺合料制备混凝土应用于基础建设，不仅有望改善混凝土力学及耐久性能，也可解决废弃石粉资源利用、环境污染等问题。针对目前玄武岩石粉活性及利用率低的问题，采用机械与酸激发复合改性方式，通过室内试验研究机械球磨和酸浸泡复合改性玄武岩石粉对水泥浆体水化热、流动度及活性指数等性能的影响，探讨复合改性石粉掺量对混凝土力学性能及抗渗性影响规律。结果表明，在机械球磨70 min、酸浸泡(HCL浓度6%)复合激发条件下，改性玄武岩石粉活性最高，其28 d活性指数达90.7%。水泥替代量不超过15%,可大幅改善混凝土力学及抗渗性能。改性石粉最佳掺量为15%,其28 d抗压强度较对照组提高21.6%;电通量为675 C,远低于对照组1 240 C。该复合激发方式使玄武岩石粉活性大幅改善，可为玄武岩石粉资源化利用、绿色混凝土技术发展提供科学依据。     

碱对水泥-粉煤灰体系中粉煤灰活性的激发作用

研究了NaOH 和Ca(OH)_2对掺30%,50%和70%粉煤灰浆体性能的影响.研究结果表明:适量碱的掺入对强度有利;未掺激发剂浆体的化学结合水量随着粉煤灰掺量的增加而减少,Ca(OH)_2含量在28 d后开始下降;掺NaOH浆体的结合水量随龄期增长的幅度比未掺激发剂的浆体的大,而掺Ca(OH)_2试样变化较小;未掺激发剂的水泥-粉煤灰体系在早期Ca(OH)_2的峰值较大,且粉煤灰中的莫来石和石英晶体的衍射峰随龄期变化不大;NaOH掺入后,28 d时,粉煤灰中的石英晶体衍射峰明显下降;对于掺激发剂的试样,在7 d时粉煤灰颗粒表面已被腐蚀.     

活性粉末复合胶凝体系的水化特性及微观结构

通过水化放热分析、差热分析、SEM以及BEI(Backscattering Electron Image)等手段对比研究了不同水胶比下活性粉末复合胶凝材料体系的水化放热特点、结合水含量以及水化产物特征;分析了胶凝体系水化硬化后的微观结构及其对宏观性能的影响规律,提出了相应的微观结构模型。结果表明:超低水胶比下活性粉末复合胶凝体系的水化放热速率非常低,约为同组成的普通胶凝体系的50%;体系的水化主要集中在早期;水化硬化后的体系主要包含CSH凝胶、未水化完全的水泥熟料颗粒和活性粉末,这些未水化完全的颗粒内核被致密的水化产物层包裹,从而大大提高了活性粉末复合胶凝体系硬化后的性能。     

基于响应面法的高强混凝土配比试验研究

为研究减水剂及矿物掺合料对高强混凝土强度的影响，将不同掺量的减水剂、硅灰及矿渣加入高强混凝土替代水泥，分析试件7 d及28 d强度变化，并基于响应面法建立了相应的响应面回归模型，最终得出了高强混凝土的合理配比。结果表明：7 d抗压强度随减水剂及硅灰掺量的增加先增大后减小，随矿渣掺量的增加逐渐减小；28 d抗压强度随硅灰及矿渣掺量的增加先增大后减小。高强混凝土的破坏形式以X状共轭剪切破坏为主。矿渣掺量是影响高强混凝土7 d抗压强度的最大因素，28 d抗压强度的影响程度顺序为：硅灰>矿渣>减水剂。高强混凝土中减水剂、硅灰及矿渣的合理添加比例分别为0.81%、10.81%、17.97%。     

氟石膏-粉煤灰胶结材早期强度的改性研究

研究了水泥用量、水胶比及激发剂等因素对氟石膏一粉煤灰胶结材(FFC)早期及28d抗压强度的影响;结合SEM结果分析,讨论了激发剂的作用机理,并提出了改善FFC早期强度的有效措施。研究结果表明：增大FFC中的水泥用量,可以提高其3d抗压强度,但水泥用量超过一定值后,将降低FFC的28d抗压强度,且氟石膏含量越大,降低的幅度越大;降低水胶比可以提高FFC的密实度和抗压强度,但因为不增加早期时的水化产物,因此,对早期强度的提高作用较小;添加激发剂可以增加水化初期FFC浆体中Al^3 和SO4^2-的浓度,利于钙矾石的生成、氟石膏的水化及二水石膏的析晶,显著增加水化产物．使FFC的1,3和7d抗压强度分别提高470％,81％和190％,且28d强度仍较对比组高22．6％。     

碱激发粉煤灰水泥胶凝体系的水化机理分析

通过在粉煤灰掺量比例为50%的粉煤灰-水泥胶凝体系中加入Na_2SO_4和碱石灰复合激发进行粉煤灰火山灰活性激发试验,研究粉煤灰-水泥胶凝体系的早期强度,并采用衍射分析和扫描电镜分析硬化浆体的微观结构.研究结果表明:Na_2SO_4和碱石灰复掺具有明显的活性作用.水泥石早期强度显著提高;水泥石中形成了较多的CSH和AFt,未发现AFm生成,说明加入Na_2SO_4和碱石灰共同激发可有效破坏粉煤灰的玻璃微珠外壳及硅铝网络结构,可增强粉煤灰的潜在活性.     

基于不同流变模型下粉煤灰对水泥净浆流变性能的影响

采用Rheology QC旋转黏度计研究粉煤灰掺量对水泥净浆流变性能的影响,并分别采用Bingham流体模型和Herschel-Bulkey(H-B)模型对浆体的流变曲线进行拟合,分析不同粉煤灰掺量对浆体屈服应力、塑性黏度、触变环面积、临界剪切速率以及流变指数的影响。研究结果表明:采用Bingham流体模型拟合得到水泥-粉煤灰复合浆体的屈服应力、塑性黏度以及触变环面积等流变参数均随粉煤灰掺量的增加先降低后升高,当粉煤灰掺量为50%时,各流变参数降为最低。采用H-B模型拟合得到水泥-粉煤灰浆体的流变行为则为浆体先呈现剪切变稀后出现剪切增稠,浆体剪切变稀或剪切增稠的程度均随粉煤灰掺量的增加而增加,浆体的临界剪切速率随粉煤灰掺量的增加出现先降低后升高,当粉煤灰掺量为40%左右时,浆体的临界剪切速率最低。     

活性或惰性掺和料对复合胶凝材料水化性能的影响

采用等温量热法、X射线衍射(XRD)和化学结合水量测定等方法,研究了含有不同比例的粉煤灰或磨细石英粉的复合胶凝材料在不同养护温度条件下的水化过程,观察了水化产物量和水化程度随水化龄期变化情况。在掺量相同时,矿物掺和料的种类变化不会对复合胶凝材料的初期水化过程有明显影响,其反应过程仍由其中所含硅酸盐水泥控制。活性的粉煤灰可延迟复合胶凝材料的水化反应,而惰性的石英粉则不会。热激发作用可显著促进粉煤灰的火山灰反应,但对于硅酸盐水泥的长期水化反应有抑制作用。热养护能促使水化初期生成的高含水率的CSH向低含水率的CSH变化;粉煤灰的火山灰反应生成的也是含水率较低的CSH凝胶。     

速凝剂主要组分对水泥水化及力学性能的影响

速凝剂是喷射混凝土施工中重要的材料之一,偏铝酸钠(Na Al O2)和硫酸铝(Al2(SO4)3)作为有碱和无碱速凝剂的主要组分(以下分别简称NA和AS),对喷射混凝土性能影响显著。通过化学结合水测试、热分析、压汞测试及强度测试,研究了偏铝酸钠和硫酸铝对水泥水化程度、水化产物类型、硬化浆体孔结构及力学性能的影响。结果表明:NA和AS提高了水泥早期水化速率,降低了浆体内部总孔隙率和最可几孔径,提高了硬化水泥浆体1d的抗压强度,并分别生成以3CaO·Al2O3·Ca SO4·12H2O和3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O(以下分别简称AFm和AFt)为代表的早期特征水化产物。1 d以后,NA和AS均减缓水泥水化速率及孔结构细化程度,对抗压强度发展产生不利影响,28 d后,掺入NA和AS水泥浆体内部无害孔数量少于空白组,有害孔和多害孔数量多于空白组,抗压强度相对于空白组均产生一定程度的倒缩。掺入AS的硬化水泥浆体无害孔,有害孔和多害孔含量介于空白组和NA之间,对于抗压强度的折减程度要低于NA。     

石灰石粉对水泥-粉煤灰砂浆流变行为影响的研究

采用RHEOLAB QC型旋转黏度计研究石灰石粉对水泥-粉煤灰砂浆流变性能的影响,并采用Bingham流体模型拟合了所测浆体的屈服应力和塑性黏度,采用POWER LAW流体模型拟合所测浆体的流变指数。研究结果表明:在水泥砂浆中分别掺入石灰石粉和粉煤灰后,显著降低了砂浆的屈服应力,改变了砂浆的塑性黏度,增大了砂浆的流变指数,降低了砂浆剪切变稀的程度,改善了砂浆的工作性。水泥-粉煤灰砂浆中,随着石灰石粉掺量的增加,砂浆的屈服应力和塑性黏度均增大,当石灰石粉掺量不大于14%时,砂浆的屈服应力增大不显著,当石灰石粉掺量低于8%时,砂浆的塑性黏度增大不明显。当石灰石粉掺量大于22%以后,砂浆流变指数降低,砂浆剪切变稀的程度增大。石灰石粉的密实填充、形状尺寸、比表面积和浆体体积等四大效应是造成砂浆流变性能变化的重要原因。     

水泥-矿渣体系两类C-S-H凝胶体积分数的定量计算

水泥一矿渣二元体系水化产物体积分数的定量计算是理论预测其微结构发展的重要基础。根据水泥一矿渣水化反应特征,文中给出了详细的计算表达式;采用热重一差示扫描量热（TG-DSC）综合分析手段来验证所提表达式的合理性,并根据Jennigs—Tennis模型（简称J—T模型）,给出了低密度和高密度C-S—H凝胶体积分数的定量计算公式,对水泥．矿渣二元体系中两种凝胶的相对量进行定量计算。结果表明：水泥一矿渣二元体系中矿渣完全水化的最佳掺量为54．4％,两种凝胶的相对量随矿渣掺量的增加而增加。     

改善水泥浆体结合氯离子性能的试验研究

研究了一种外加剂与矿渣、粉煤灰对水泥净浆结合氯离子性能的改善作用.研究结果表明,与粉煤灰、矿渣相比,该外加剂能显著提高单位水泥浆体结合氯离子的性能,且浆体结合氯离子的能力随外加剂掺量的增加而增强;外加剂与矿渣双掺可进一步提高单位浆体结合氯离子的能力;单位浆体结合氯离子量受环境温度以及氯离子浓度等因素的影响.