矿物掺合料对水泥砂浆性能的影响

为了提高水泥混凝土中矿物掺合料的利用效率,推动绿色混凝土的发展,该文研究了常见的几种矿物掺合料对水泥砂浆性能的影响规律。该文主要通过正交试验法,系统分析了不同掺量的硅灰、粉煤灰、S95级矿粉和微珠超细粉对水泥砂浆流动性、强度和收缩性能的影响。试验结果表明:粉煤灰、矿粉和微珠均能提高水泥砂浆的流动度,其中,微珠对水泥砂浆流动度的影响程度最大;粉煤灰、微珠和矿粉均能够降低水泥砂浆的早期收缩量,但硅灰不利于无粗骨料混凝土的早期收缩控制。粉煤灰不利于水泥砂浆强度的提高,硅灰和矿粉不利于水泥砂浆7 d强度的提高,但在一定程度上,却能提高水泥砂浆28 d强度,而适量的微珠则能够提高水泥砂浆7 d和28 d强度。     

络合型外加剂与矿物掺合料对水泥基材料结构与性能的影响研究

络合型外加剂(络合剂)是一种能促进水泥基材料自修复的添加剂。通过孔隙率、力学性能、裂缝自修复测试和扫描电镜表征,研究了络合剂和矿物掺合料协同作用对水泥砂浆结构与性能的影响。研究结果表明:络合剂能够提高水泥砂浆的力学强度,降低总孔隙率,提高裂缝自修复能力;络合剂和矿物掺合料同时使用能进一步改善水泥砂浆的性能;当龄期为28d时,与普通水泥砂浆相比,掺加粉煤灰和络合剂的水泥砂浆总孔隙率降低了42.2%;掺加矿粉和络合剂的水泥砂浆的抗折抗压强度分别比普通水泥砂浆的抗折抗压强度提高了24.7%和40.7%。掺加络合剂和粉煤灰的水泥砂浆表面宽度为0.3mm的裂缝在养护28d后自愈合。扫描电镜观察显示,掺加络合剂和矿物掺合料的砂浆孔隙中,有大量水化硅酸钙和碳酸钙生成。     

矿物掺合料对硫铝酸盐水泥基双液注浆料性能的影响

采用粉煤灰、矿粉和硅灰分别取代硫铝酸盐水泥基双液注浆料,对比分析了它们对注浆料的凝结时间和抗压强度的影响。试验结果表明:按0%、10%、20%、30%的质量比例分别取代注浆料时,随着取代量的增加,初凝时间缩短,终凝时间延长;在掺量小于10%时,掺加矿粉可以增大硫铝酸盐水泥基双液注浆料的抗压强度,掺量大于10%时,掺加矿粉会减小抗压强度,对于粉煤灰和硅灰,除粉煤灰在掺量小于10%时可以略微增大1d抗压强度以外,其余掺量均使抗压强度减小,这对矿物掺合料在硫铝酸盐水泥基双液注浆材料中的应用具有一定的参考价值。     

复合胶凝材料体系对海工混凝土抗氯离子渗透性及抗压强度的影响

通过调整胶凝材料中矿物掺合料的种类、掺量,研究了单掺矿粉、粉煤灰及复掺上述两种矿料对海工混凝土抗氯离子渗透性及抗压强度的影响。研究表明,与纯水泥混凝土相比,单掺矿粉、粉煤灰均会降低混凝土7d抗压强度,且强度与掺量成反比关系;单掺矿粉对混凝土28d强度无明显影响,且会增强28d混凝土抗氯离子的渗透性能,掺量达35%后增强效果不明显;混凝土性能对粉煤灰极为敏感,当掺入50%粉煤灰时,28d强度下降37%,氯离子扩散系数为纯水泥混凝土的4.4倍。     

C60低收缩徐变高性能混凝土的配制与试验研究

为配制出适用于大跨度桥梁工程的高性能混凝土,通过掺加大掺量优质的粉煤灰、矿粉,降低水胶比的方法,进行C60低收缩徐变高性能混凝土的配制与试验研究。试验结果表明：采用优化设计混凝土配合比配制出的混凝土拌合物出机坍落度为170～215 mm ,2 h坍落度损失较小,压力泌水率较低,表现出良好的工作性能;混凝土28 d抗压强度较高,达到C60强度等级;掺加矿物掺合料的混凝土具有较低的收缩和徐变,与不掺矿物掺合料的混凝土相比,长龄期（360 d ）的收缩和徐变值降低了30％～50％;通过掺加大掺量矿物掺合料、降低水胶比的方法可以配制出C60低收缩徐变的高性能混凝土,该混凝土可用于塔柱和预应力混凝土箱梁中。     

干热河谷地区大体积高强混凝土配合比优化设计

针对云南格巧高速公路双河特大桥C60巨型塔柱大体积高强混凝土在干热河谷地区体积稳定性控制要求,采用L16(44)正交试验,以水胶比、胶凝材料、矿物掺合料取代量、粉煤灰与矿粉复合比例为四因素,研究分析混凝土抗压强度和绝热温升为指标最优设计方案,并通过收缩变形试验优化配合比。结果表明,影响混凝土强度因素逐次为水胶比胶凝材料复合掺合料比例矿物掺合料掺量;影响混凝土绝热温升因素逐次为水胶比胶凝材料矿物掺合料掺量复合掺合料比例;粉煤灰和矿粉均可降低水化放热,并抑制混凝土自收缩和干燥收缩,且粉煤灰收缩抑制效果优于矿粉。     

冻融作用下矿物掺合料混凝土力学性能研究

为研究矿物掺合料混凝土的抗冻性能,通过试验研究了水灰比、冻融循环次数、粉煤灰掺量和矿渣掺量对混凝土不同龄期的动态弹性模量和抗折强度力学指标的影响。试验结果表明,水灰比越大,冻融循环次数越多,混凝土不同龄期的动态弹性模量和抗折强度越低;龄期越长混凝土抗冻性能越好;在一定掺量范围内,粉煤灰的加入能明显改善混凝土的抗冻性,建议粉煤灰掺量不宜大于20%;动态弹性模量和抗折强度随矿渣掺量的增大表现出先增大后减小的变化趋势,当矿渣掺量为30%时,混凝土的抗冻性能最好。     

高性能混凝土收缩徐变性能的试验研究

试验研究了水泥用量、矿物掺合料、龄期对高性能混凝土收缩、徐变的影响规律。试验结果表明:在胶凝材料用量一定、水胶比相近的情况下,水泥用量越低,矿渣掺量越大,混凝土的收缩、徐变值越小;在高性能混凝土中宜选用比表面积低于444 m2/kg的矿渣,且矿渣和粉煤灰总掺量宜大于40%;混凝土的收缩、徐变在加载后90 d内增长较大,在120 d后趋于稳定。     

应用灰色系统理论预测钢筋混凝土梁的氯离子结合规律

水胶比为0．35,硅灰掺量10％,粉煤灰掺量30％,矿粉掺量50％的钢筋混凝土梁试件。利用设计的加载装置对试件加载,将钢筋混凝土土试件暴露于干湿循环一盐湖卤水加速侵蚀环境中,用自然扩散法测定了钢筋混凝土试件距表面不同深度的总氯离子、自由氯离子浓度。计算钢筋混凝土试件氯离子结合能力。采用灰色关联理论研究了加载、矿物掺合料和干事循环次数对氯离子结合能力的影响。通过建立多元灰预测模型分析了盐湖卤水侵蚀环境下钢筋混凝土氯离子结合能力。结果表明：氯离子结合能力的影响因素的灰色关联度由大到小的排序为：0．4荷载比,10％硅灰掺量,30％粉煤灰掺量,50％矿粉掺量,干湿循环次数。多元灰预测模型呈现出较高的精度以预测盐湖卤水侵蚀环境下钢筋混凝土的混凝土氯离子结合能力规律。     

5℃下不同水胶比矿物掺合料火山灰效应实验研究

利用火山灰效应的比强度分析方法,对低温(5℃)养护环境下不同水胶比复合矿物掺合料水泥砂浆的力学性能进行了实验研究,对复合矿物掺合料不同龄期火山灰效应的发挥进行了数值分析,并比较了硅灰掺量对火山灰效应的影响。结果表明:因为矿物掺合料的加入,砂浆的强度均得到了不同程度的提高;水胶比较小时火山灰效应更容易得到发挥;抗折强度火山灰效应贡献率在两种水胶比下呈相反的发展趋势,抗压强度呈相同的趋势;不同硅灰掺量同水胶比时到后期基本呈现相反的发展趋势。为了使复合矿物掺合料的火山灰效应得到充分发挥,应考虑砂浆的水胶比,并通过实验确定最佳的掺量。     

掺加矿粉和粉煤灰的混凝土渗透性能分析

矿粉和粉煤灰可以有效提高混凝土的抗氯离子渗透性能,且掺量、龄期是影响混凝土抗氯离子渗透性的主要因素。大量试验表明:混凝土的抗氯离子渗透性能随着矿粉、粉煤灰单掺掺量增多、试验龄期延长而增强;在龄期和掺量相同条件下,矿粉、粉煤灰双掺混凝土的抗氯离子渗透性能最好,矿粉单掺次之,粉煤灰单掺最差;试验龄期对粉煤灰单掺混凝土的抗氯离子渗透性能影响最大,矿粉、粉煤灰双掺次之,对矿粉单掺混凝土的抗氯离子渗透性能影响最小。     

桥梁伸缩缝快速修补材料配制及性能研究

为解决因桥梁伸缩缝修补周期较长而造成道路拥堵、车辆通行效率降低的问题，采用特种水泥和硅酸盐水泥作为复合胶凝体系，通过调节灰砂比、减水剂及矿物掺合料，制备了一种快速固化的水泥基砂浆材料，并对砂浆的和易性评价指标和力学性能进行试验，得到砂浆的最优配比为：灰砂比1∶1.1,减水剂0.2%,硅灰、矿粉、粉煤灰掺量分别为水泥用量的6%、2%、4%。试验结果表明，基于最优配方，快速修补材料流动度达到200 mm左右，凝结时间控制在15 min～25 min,具有良好的施工和易性，且2 h抗折强度和抗压强度分别达到7 MPa和25 MPa, 28 d抗压强度达到50 MPa以上，干缩率小于0.02%,是一种理想的桥梁伸缩缝快速修补料。     

水泥粉煤灰稳定碎石力学特性研究

为了评价水泥粉煤灰稳定碎石力学特性,该文研究了养生龄期、粉煤灰掺量对水泥粉煤灰稳定碎石的无侧限抗压强度、劈裂强度和回弹模量的影响规律。结果表明:随着龄期的增长,水泥粉煤灰稳定碎石的力学性能均随之增大;粉煤灰的掺加对水泥稳定碎石早期无侧限抗压强度和劈裂强度都有影响,掺量越大早期强度越低;掺加粉煤灰对长期强度有利,随着粉煤灰掺量的增加,无侧限抗压强度和劈裂强度先增大后减小,存在最佳掺量;在进行混合料设计时,可以适当降低7d强度,建议以90d强度作为设计强度;随着粉煤灰掺量的增加,回弹模量呈减小的趋势。随着养生龄期的增长,材料的压折比逐渐降低,弹强比逐渐提高,随着粉煤灰掺量的提高,材料的压折比先减小后增大,弹强比逐渐降低。     

火山渣为集料制备轻质透水混凝土路面的研究

该文旨在研究一种高强轻质透水混凝土,该混凝土以火山渣(主要成分为玄武岩和浮石)为轻型集料,以粉煤灰和硅灰替代部分普硅水泥为矿物掺合料。分别研究了以20%粉煤灰和10%的硅灰等质量替代部分水泥的三元掺合料对轻质混凝土性能的影响。研究结果表明:使用火山渣为轻型集料能够制得性能较好的轻质混凝土,三元掺合料的使用有利于轻质混凝土强度的发展,以硅灰为掺合料时,强度最高,所制得的轻质混凝土强度可达C40等级水平;同时以火山灰为集料所制备的轻质混凝土具备较好的透水性能,其强度等级和透水性能均能达到透水混凝土路面的基本要求。     

灌入式保水性路用水泥砂浆的组成研究

为了研究灌入式保水性路用水泥砂浆的组成和性能,选用了硅藻土、粉煤灰、矿粉、水泥、硅砂、蛭石粉等6种原料,设计了19组配比;分别研究了不同水胶比、不同硅砂掺量、不同蛭石粉取代量对灌入式保水路用水泥砂浆各项性能的影响。结果表明:在合理的工作性能下,降低水胶比、外掺硅砂、蛭石粉取代硅藻土,均能提高砂浆的力学性能,硅砂的最佳掺量为水泥的15%,蛭石粉掺量为硅藻土的30%。采用这六种材料按照合理的配比,均能配置出强度高、保水性良好的灌入式保水砂浆,可广泛用于城市保水性降温路面。     

矿物掺合料对复合注浆材料性能优化研究

针对水泥混凝土路面板底脱空等病害,系统研究了硅灰、粉煤灰等矿物掺合料,减水剂掺量和乳化沥青掺量等对复合注浆材料性能的影响,研发的复合注浆材料初始流动度不大于20 s,30 min流动度不高于30 s,与水泥稳定材料相比,复合注浆材料固结体7 d无侧限抗压强度略低,但挠度和水稳定性显著提高。     

中强抗冻砼试验研究

中等强度砼由于水灰比较大而抗冻性能较差,在对其引气后随着砼中含气量的不断增加,砼冻融循环次数先增加后减小,强度不断减小.在砼中加入掺合料并对其引气能够明显提高其抗冻性能,试验结果表明,单掺6%硅灰、双掺6%硅灰与10%矿渣、双掺6%硅灰与10%粉煤灰,含气量保持在5%左右时冻融循环次数均能达到300次以上.     

火山灰混凝土配合比设计及其抗渗性能试验研究

基于黑龙江、海南岛等地区丰富的火山灰资源的现状,为充分利用地方性材料,实现火山灰的工程应用价值,通过开展火山灰混凝土材料配合比设计及其抗渗性能的试验研究,并对不同混凝土强度等级下基准混凝土、火山灰混凝土、粉煤灰混凝土掺入3%和5%硅灰的火山灰混凝土的电通量值进行了对比试验,以确定火山灰混凝土的抗渗性能。研究结果表明:掺加矿物掺合料后,混凝土的抗渗性能有明显的提高。建议采用掺加5%硅灰的火山灰混凝土代替粉煤灰混凝土,并给出了不同强度等级下的火山灰混凝土配合比设计。     

新型岩溶隧道注浆材料组成的设计研究

研究以硫铝酸盐水泥为主要原材料,聚丙烯酰胺作为絮凝剂,粉煤灰、矿粉作为矿物掺合料对注浆材料流动度及强度的影响。并制备新型单液注浆材料用于岩溶隧道。研究结果表明:水胶比对强度起主控因素,在流动度上起次要影响;聚灰比在流动度和水陆强度比方面起主控因素,而对陆上强度上影响微小;矿物掺合料对流动度起到促进作用,对陆上强度及水陆强度比影响较大;当水胶比为0. 58～0. 62,聚灰比0. 5‰,粉煤灰及矿粉取代率为10%时,注浆材料的综合性能优良,可作为岩溶隧道注浆材料配合比。     

清水自密实混凝土工作性能影响因素的研究

将流动性和间隙通过性作为评价新拌清水自密实混凝土工作性能的指标,文中研究了各种掺量对其工作性能的影响。结果表明,当10～20mm和5～10mm的粗集料混合比例为7∶3时最佳;工作性能随着粗集料体积率的上升而下降;随着砂体积率和矿物掺合料的增加,工作性能先增加后下降,当砂体积率、矿粉、粉煤灰掺量分别为0.44,25%和20%时,自密实混凝土工作性能最优。