粉煤灰基地聚物混凝土的耐久性研究新进展

地聚物是近10余年来国际上研究非常活跃的一种新型化学激发胶凝材料，可能成为大量取代水泥的绿色胶凝材料. 针对碱激发粉煤灰（AAFA）地聚物的耐久性问题，分别从抗碳化性能、抗冻融性能、抗氯离子渗透性能、抗酸和抗硫酸盐侵蚀能力及抗风化性能等方面对AAFA地聚物混凝土的国内外研究现状进行了系统的整理与分析. 结果表明:1） AAFA混凝土的抗碳化能力不如水泥混凝土（OPC）的，碳化后的地聚物的孔隙率增加，力学性能下降，热固化、添加Ca（OH）₂、OPC、矿渣粉和纳米TiO₂等可以改善AAFA混凝土的抗碳化性；2） AAFA混凝土的抗冻融性能较OPC的低，添加矿渣、偏高岭土等可以提高AAFA混凝土的抗冻融性能；3） AAFA混凝土的氯离子渗透率较高，掺入矿渣粉、降低液固比、高温固化及延长固化时间可以增强AAFA混凝土的抗渗透性；4） AAFA混凝土的抗硫酸、盐酸、硝酸、乙酸及硫酸盐的能力较强，吸水率较低；5） AAFA混凝土的抗风化能力较差. 延长热固化时间，掺入富铝添加剂、降低目标钠与铝的摩尔比、减少地聚物的含水量、添加纳米SiO₂和硅烷表面改性都可以增强AAFA混凝土的抗风化性能.      

煤直接液化残渣地聚物-乳化沥青胶浆及其混合料的高温性能研究

利用煤直接液化残渣（DCLR）制备绿色低成本胶凝材料代替水泥对于降低道路建造成本及可持续发展具有重要意义。研究以DCLR为基料,通过碱激发作用制备煤直接液化残渣地聚物（DG）并代替普通硅酸盐水泥（OPC）,分析DG-乳化沥青（EA）胶浆及混合料高温性能。研究结果表明：DG可以提高乳化沥青胶浆蒸发残留物的高温性能,EA-DG在30～80℃下的复数模量及主曲线与相同掺量下的EA-OPC相似;利用DG替换部分OPC可提高乳化沥青混合料的马歇尔稳定度、抗剪性能及抗高温车辙性能,但是对水损性能略有下降。DG对乳化沥青及混合料高温性能的影响类似于OPC,这表明其可作为乳化沥青路面冷再生材料中的一种潜在替代品。     

机械化学活化制备稻壳类胶凝材料及其性能

采用农业废弃物稻壳为原料,通过机械化学活化处理,制备出了一种新型胶凝材料.系统研究了胶凝材料与制备工艺的关系.研究结果表明,该类胶凝材料可实现成胶时间可控、凝胶强度高、稳定性好,制备简单、成本低,有望作为絮凝材料应用于污水处理.     

单组分地聚物砂浆的力学性能和微观结构分析

为了研究不同NaOH浓度、胶砂比及溶胶比在多种固化温度下粉煤灰地聚物砂浆的强度发展规律及其微观机理，进行了力学性能试验，并用扫描电镜（SEM）和压汞试验（MIP）分析了其微观形貌、孔径分布. 分析结果表明: 对浓度为10%的NaOH溶液制备的地聚物砂浆试件，即使在很高的温度下固化也没有观察到明显的强度发展；随着NaOH浓度增加或固化温度上升，单组分地聚物砂浆的抗压和抗弯强度均可获得最佳值，该值出现位置由热固化温度和NaOH浓度的共同决定；地聚物的孔径分布微分曲线为单峰分布，控制NaOH的浓度可以大幅减小孔径微分曲线的峰值，显著降低地聚物的孔隙率；粉煤灰颗粒在NaOH的作用下逐渐溶解，并在其表面形成胶凝物质，当Na+ 浓度较低时，地聚物较少，通过控制NaOH浓度可以使得地聚物变得密实，提高其抗压强度；基于热力学关系的分形模型描述地聚物孔结构形态的效果最好，其次为孔轴线模型，空间填充模型和海绵体模型只能较好地描述胶凝孔隙和过渡孔隙的孔结构分形维数；基于热力学关系与基于海绵模型分形维数计算值均在2.0～3.0之间，与一般水泥基材料的结果相近；适当调整NaOH的浓度可以改善地聚物的孔隙结构.      

高强混凝土自收缩特性研究

关于矿渣、硅灰、石灰石粉、粉煤灰和膨胀剂等多种掺合料对高强混凝土自收缩应变、应力影响的研究结果表明,磨细矿渣和硅灰替代部分水泥作胶凝材料会显著增加混凝土的自收缩,但二者影响自收缩变化的规律不同;石灰石粉和粉煤灰都能明显抑制混凝土的自收缩,石灰石粉的效果最好;膨胀剂对于降低混凝土自收缩的早期作用明显,后期有所波动.     

膨胀剂对CA砂浆依时变形特性的影响

为保持板式轨道关键弹性垫层CA（cement asphalt）砂浆的体积稳定性,研究了膨胀剂种类、掺量和养护湿度对CA砂浆依时变形特性的影响．结果表明,铝粉作膨胀剂时,CA砂浆在0—12h内膨胀,16h后收缩,铝粉掺量对其硬化后变形基本无影响．U型膨胀剂对CA砂浆12h内的收缩补偿作用较小,20h后体积产生明显膨胀,7d时膨胀率最大,后收缩,且其收缩率随膨胀剂掺量增加而降低．复掺铝粉和U型膨胀剂的CA砂浆7d时膨胀率达到最大,后收缩,收缩率随养护湿度增大而减小,介于0．035％0～0．100％o之间．M型膨胀剂能明显地降低CA砂浆的后期收缩,180d龄期收缩率降低0．16％o以上．     

抢修免振捣混凝土强度发展与早期收缩

伍配普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥两种水泥为主要胶凝材料,辅以试验研究复配的复合外加剂,研究制备了一类抢修免振捣混凝土(简称RSCC),分析了部分不同配合比RSCC的力学性能及强度发展规律,探究了复合外加剂中促凝组分和缓凝组分这两个因素对RSCC早期收缩的影响.     

细砂增强偏高岭土基地质聚合物力学性能细观研究

为提高偏高岭土基地质聚合物力学性能,制备了掺有标准砂及细砂的地聚物复合物.设置对比组,通过无侧限抗压测试及PFC3D颗粒流模型研究了细砂粒径及掺入量对偏高岭土基地聚物力学性能的影响.结果表明:15％最大质量分数的标准砂可以小幅提高地聚物的抗压强度,在室温环境下养护28 d后试件强度达到25.40 MPa.细砂可以大幅提...     

超高性能混凝土收缩综述

分析了超高性能混凝土(UHPC)的收缩特性及其随时间发展的一般规律, 总结了材料组成、养护制度与内部温湿度场对UHPC收缩的影响。研究结果表明: UHPC收缩早期(0~7 d)发展快, 占总收缩的61.3%~86.5%, 中期(7~28 d)发展缓慢, 占总收缩的13.5%~27.9%, 后期(28 d后)趋于稳定; UHPC以自收缩为主, 占总收缩的78.6%~90.0%, 是早期开裂的主要诱因; 收缩测试起始时间可取试件成型后1 d(24 h), 终止时间可取90 d或120 d; 在结构设计时, 可参考各国规范取收缩为500~800 με, 热养护后可不考虑残余收缩; 对于收缩预测模型, 各国规范尚未统一, 多借鉴现有的收缩模型, 应完善与修正收缩预测模型; 对于材料组成, 目前集中于纤维、矿物掺合料的种类和掺量对收缩的定量影响, 且各组分对收缩的影响不同, 评价指标较为单一, 应结合结构用途、制备工艺与施工过程等进行综合评价; 对于内部温度与湿度场, 研究对象主要集中于28 d后的普通混凝土与高强高性能混凝土, 应深入研究胶凝材料含量大、组分差异性明显、活性矿物掺合料掺量高的UHPC早期内部温度与湿度场; 为了降低收缩, 基本采用内养护, 添加膨胀剂、减缩剂与粗骨料等措施。可见: 为了减小UHPC收缩的同时又不降低其力学性能, 应该优化UHPC配比, 合理使用外加剂, 采取适当养护制度等措施。      

水泥路面裂缝快速修补材料及性能研究

研究了粉煤灰在碱性物质激发下,可以连续反应生成硅铝无机聚合物三维网络结构胶凝材料的特点,采用粉煤灰、复合激发剂、偏高岭土、普通硅酸盐水泥可制备出一种地聚合物水泥,对地聚合物水泥的强度、收缩率、抗冻性能进行了试验。结果表明,普通硅酸盐水泥∶复合激发剂∶偏高岭土∶粉煤灰=10%∶10%∶5%∶75%时,可获得最大激发效应的地聚合物水泥,其强度达到最大,同时具有很高的1d抗拉和抗压强度,收缩性能满足规范要求,抗冻性能远高于C40普通水泥混凝土的特种路面维修补强材料。     

粉煤灰改性路面水泥砼

粉煤灰作为固体工业废料 ,具有潜在活性 ,在碱激发作用下 ,能生成具有胶凝性能的物质 .作者通过对掺粉煤灰砼火山灰效应的数值分析 ,确定了与所用材料相适应的粉煤灰最佳掺量和超量系数 ,最大限度地利用粉煤灰的活性 ,达到最佳的砼路用性能及最好的经济和环境效益     

粉煤灰与膨胀剂对大体积混凝土变形作用机理研究

分析了粉煤灰对大体积混凝土变形性能的影响,研究结果表明:掺加50％的粉煤灰可以降低和抑制混凝土变形,养护150d的混凝土收缩约降低了30％,对掺8％膨胀剂混凝土养护180d可降低膨胀变形约40％;通过扫描电镜发现掺粉煤灰对膨胀剂的水化有一定的影响,Ca/Si>1,水化产物的形状为针状晶体,长径比较大,很少成聚集态,变形...     

掺膨胀剂水泥稳定碎石路用性能

为减小水泥稳定碎石基层材料收缩变形量,增强其抗裂能力,采用向水泥稳定碎石材料中掺加适量膨胀剂,通过膨胀剂的微膨胀来减小材料的收缩变形。室内试验结果和实体工程均表明,膨胀剂能在水泥稳定碎石基层中产生微膨胀,抵消材料的部分收缩,增加其密实度,使其抗裂性能提高50%左右,因此,掺膨胀剂水泥稳定碎石具有优良的抗裂性能。     

碱激发矿渣砂浆性能试验研究

用水淬粒化高炉矿渣替代天然砂制备碱激发砂浆,研究碱激发砂浆的抗压性能、塑性开裂性能和抗碳化性能。研究结果表明:高炉矿渣替代天然砂制备碱激发砂浆的抗压强度较硅酸盐水泥砂浆低,但提高了抗塑性开裂能力,受碱激发材料的自身性质所限,对抗碳化能力并无显著影响。     

大体积混凝土温度裂缝成因分析及控制措施

大体积混凝土,即混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,也是预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。公路桥梁中有较大体积的混凝土承台、桥墩、桥台、锚碇等均属于大体积混凝土。随着我国经济的发展,公路桥梁工程建设规模不断扩大,大体积混凝土在桥梁结构中的应用日益广泛。大体积混凝土常见     

粉煤灰改性路面水泥砼

粉煤灰作为固体工业废料，具有潜在活性，在碱激发作用下，能生成具有胶凝性能的物质，作者通过对掺粉煤灰砼火山灰效应的数值分析，确定了与所用材料相适应的粉煤灰最佳掺量和超量系数，最大限度地利用粉煤灰的活性，达到最佳的砼路用性能及最好的经济和环境效益。     

生石灰改良过湿土路基机理研究

依托吉舒高速公路工程,开展了生石灰改良过湿土室内试验与微观结构研究。结果表明:在短期养生条件下改良过湿土内许多小的土颗粒团聚在一起,形成大的团粒结构,可以清晰的看到Ca(OH)2片状六面体结构与细纱网状胶凝物质包裹于土颗粒表面;在长期的养生条件下,土颗粒之间或土颗粒与生石灰颗粒之间生成了新的胶结物质,从而将颗粒连接在一起。胶凝物质随养生龄期的增长不断生成与发展,部分胶凝物质由凝胶状态演变成了晶体。上述微观分析结果说明,胶凝物质逐渐把土颗粒联结成一个整体,颗粒间的胶凝物质形成了连接桥是生石灰改良过湿土路基的内在机制。     

"双掺技术"在结构自防水混凝土中的应用

在混凝土中掺入膨胀剂(UEA)和粉煤灰,采用结构自防水及无缝施工技术,针对某公司办公楼地下室,将原后浇带位置改为"膨胀加强带",带内用掺量占总胶凝材料用量12%的膨胀剂拌制的大膨胀混凝土浇筑,带间增加10~15%的水平温度筋,带的两侧分别架设孔径为5mm的钢丝网,并用立筋加固,整体结构外观质量良好,没有出现裂纹及渗漏现象,使混凝土具有结构自防水功能.     

LC50自密实轻骨料高性能混凝土配合比参数设计

针对轻骨料混凝土拌和物在大流动性条件下,轻骨料易于上浮而导致拌和物匀质性较差且混凝土无侧限抗压强度相对偏低的现象,结合具有较高强度等级的自密实混凝土、轻骨料混凝土配合比设计方法和大流动性混凝土拌和物均匀流动性理论,采用绝对体积法,在水胶比为0.29~0.33,体积砂率为50%的条件下,掺加30%级粉煤灰和占胶凝材料用量1.5%掺有增粘组分的复合高效减水剂HFMN,研制出工作性好、质量较均匀、强度等级达LC50、干表观密度为1779 kg/m3的自密实轻骨料高性能混凝土(SCLC),给出了最优配合比参数值及部分性能指标.     

铝酸盐水泥基水下灌浆材料的制备及性能表征

为解决水下灌浆材料的抗分散性差、流动性差、早期强度低等施工技术难题,通过铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥及二水石膏三元胶凝体系的砂浆及混凝土的流动性、抗分散性及抗压强度试验,确定了最佳絮凝剂为UWB-Ⅱ型絮凝剂、最佳掺量为胶凝材料的2.5%,葡萄糖酸钠缓凝剂的最佳掺量为胶凝材料的1‰,最终制备出快硬、早强、易于施工的水下灌浆材料,并应用于兴泉铁路六角宫水库中桥承台及桩基在深水斜岩地区水下灌注浆施工中,效果良好,可为同类工程提供借鉴。