氧化石墨烯改善水泥基复合材料性能的影响研究

为改善水泥基复合材料性能,减少氧化石墨烯(GO)在水泥水化环境中聚沉,采用改进的Hummer法制备GO,并加入聚羧酸减水剂(PC)掺配水泥砂浆,使GO更好地分散在水泥基复合材料中。通过强度试验、冻融循环试验和压汞法试验研究不同掺量GO对水泥复合材料性能的影响,结果表明:1) 0. 03%掺量的GO可使水泥砂浆28 d抗折、抗压强度分别提升28. 5%和21. 2%; 2) 0. 03%为掺量的GO可使水泥砂浆在冻融循环中强度损失率最小; 3)GO能够改善水泥基复合材料孔径分布。     

道路快速修补水泥砂浆组成设计与性能研究

采用超快硬水泥制备水泥混凝土路面快速修补砂浆(Road Repair Mortar, RRM),通过正交试验研究了水灰比、砂灰比和缓凝剂掺量对凝结时间、抗压强度和黏结性能的影响,并采用干缩性能、韧性及抗硫酸盐侵蚀性能测试评价了RRM耐久性能,结合微观形貌和气孔结构探讨了影响机理。结果表明：RRM凝结时间、力学性能和黏结性能的主要影响因素分别是缓凝剂掺量、水灰比和砂灰比;综合考虑砂浆力学性能与黏结性能,推荐出RRM最优配比,即水灰比为0.32、砂灰比为1.5、缓凝剂掺量为0.3%;最优配比下28 d收缩率为0.017 6%,较对照组降低88.72%,开裂风险低;折压比较对照组提升37.5%,韧性得到改善;抗压、抗折抗蚀系数分别为1.04和1.05,抗硫酸盐侵蚀性能有所提升;SEM和气孔结构分析表明,随着龄期增长RRM内部结构趋向完整致密,孔径分布更加均匀,砂浆各项性能得以提升。     

石粉-钢渣混凝土力学及收缩性能研究

石粉会造成混凝土收缩,钢渣易引起混凝土产生膨胀。利用膨胀补偿收缩原理,通过对石粉、钢渣与减水剂的相容性和掺入混凝土后的基本力学和收缩情况进行试验,研究不同石粉和钢渣掺量及两者不同占比对混凝土强度和收缩率的影响。结果表明:钢渣与聚羧酸减水剂具有一定相容性;石粉与减水剂相容性差,会降低浆体流动性;钢渣-水泥胶砂3d、28d抗折、抗压强度随钢渣掺量增加而基本不变,7d抗折、抗压强度均随钢渣掺量增加而下降明显;石粉-水泥胶砂抗压、抗折强度随石粉掺量增加而整体呈下降趋势;在混凝土中钢渣产生的膨胀对石粉产生的收缩具有一定补偿作用。     

瓦斯隧道气密性混凝土性能研究

为研究胶凝材料体系和气密剂掺量对气密性混凝土性能影响,通过调整胶凝材料二元体系的组成、比例以及气密剂掺量制备了C30气密性混凝土,研究了胶凝材料体系和气密剂掺量对C30气密性混凝土新拌性能(含气量和工作性能)、力学性能(抗压强度和抗折强度)、耐久性能(抗氯离子渗透性能和抗渗等级)和透气性能(透气系数)影响。结果表明,增加胶凝材料体系中粉煤灰用量可减少新拌混凝土含气量,同时提升混凝土坍落度、抗压和抗折强度、56d电通量、透气系数等指标;气密剂在合理掺量范围内可改善混凝土抗渗性能,为保证C30气密性混凝土同时具备良好的力学性能和抗渗性能,建议水泥和粉煤灰二元体系中比例为280∶100,而气密剂掺量不小于6.05%。随气密剂掺量增加,C30气密性混凝土透气性能增加,且气密剂的最佳掺量为6.58%。     

SBR聚合物改性剂对SAC胶凝材料性能的影响研究

为了掌握SBR聚合物改性剂对SAC胶凝材料性能的影响,通过对不同SBR聚合物掺量胶砂的抗压强度、抗折强度和界面粘结强度进行研究分析,结果表明:SBR胶乳是SAC胶砂的优良改性剂,SBR胶乳的最佳掺量为15%,但需在胶乳中掺配0.1%的2706消泡剂以消除搅拌过程引入的气孔;SBR胶乳可显著提高胶砂的韧性,明显增强胶砂后期抗折强度,一定程度上提高胶砂后期抗压强度,SBR胶乳可显著改善胶砂界面粘结性能。     

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。     

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。     

高吸水性树脂对水泥基复合材料力学性能及体积变形的影响

为探究高吸水性树脂(SAP)对水泥基复合材料力学性能及体积变形的影响,在优选原材料和基准配合比的基础上,设置4种掺量、2种掺入工艺,结合流动度、抗压强度、抗折强度、动弹性模量和干缩率等宏观测试方法进行了详细地研究,并从微观角度探讨了高吸水性树脂的影响机理。研究结果表明:在合理的掺量和掺入工艺下,SAP可以有效改善水泥基复合材料的综合性能。采用干掺工艺且掺量为0.2%时,28d抗压强度和抗折强度分别较基准组提高7.5%和9.4%,工作性能良好;干缩率也随着SAP掺量的增大而减小。微观测试表明,SAP释水可以提高内部湿度,促进水泥水化,其释水形成的孔隙有益于钙矾石的堆积生成,且释水越多堆积现象越显著,说明SAP可以起到很好的内养护的效果,有效提高水泥基复合材料的力学性能和体积稳定性。     

掺入纳米SiO_2水泥胶砂抗渗性能研究

为对掺入纳米SiO_2后的水泥胶砂抗渗性能进行研究,选择掺入纳米SiO_2、纳米Fe_2O_3、纳米CaCO_3和纳米Al_2O_3的水泥胶砂与空白水泥胶砂进行抗渗性能与电镜扫描对比试验。研究结果表明:掺加纳米SiO_2的水泥胶砂3d、28d抗折和抗压强度较空白水泥胶砂强度分别提高9.25%、10.48%和7.54%、9.66%,抗渗性能指标电通量较空白水泥胶砂相对降低17.3%,均优于掺入纳米Fe_2O_3、纳米CaCO_3和纳米Al_2O_3。掺入纳米SiO_2后水泥胶砂的抗渗性能有较大提高。     

不同聚合物改性硫铝酸盐水泥性能研究

以羧甲基纤维素、羧甲基淀粉及聚乙烯醇为改性剂,采用外掺法加入到硫铝酸盐水泥中,分别研究了3种改性剂对水泥基材料的凝结性能、流动性能和力学性能的影响规律。结果表明:3种改性剂对于硫铝酸盐水泥的凝结均有缓凝效果,且随着改性剂掺量的增加,水泥流动性持续降低;羧甲基纤维素和羧甲基淀粉对于砂浆强度提升显著,掺量增加,抗折强度和抗压强度也随之增加,但掺加聚乙烯醇时,随着其掺量增加,砂浆抗折强度先提高后降低,抗压强度持续降低。     

高石粉含量石屑混凝土性能试验研究

研究了不同水灰比、石屑掺量、石粉含量、砂率对混凝土性能的影响.试验表明:石屑混凝土抗压强度与河砂混凝土抗压强度增长规律基本一致;在水灰比相同的条件下,不同石屑掺量、石粉含量、砂率的石屑混凝土28 d强度均能满足设计强度要求,且较河砂混凝土还有所提高;石屑掺量在40%,石粉含量在13%时,石屑混凝土28 d的强度最高;砂...     

常规分散纳米碳酸钙对混凝土性能的影响研究

纳米材料具备促进水泥水化、改善混凝土力学性能及提高混凝土耐久性等潜能,在水泥混凝土中的应用得到广泛关注。将纳米碳酸钙采用常规分散方式掺入普通水泥混凝土中,以期改善混凝土的各项性能,并为纳米碳酸钙在水泥混凝土中的规模化应用提供参考。研究了常规分散方式下不同纳米碳酸钙掺量对水泥混凝土工作性能及力学性能的影响,测试了掺入纳米碳酸钙后各组混凝土的抗冻融循环性能、抗碳化能力及干燥收缩等耐久性指标,并系统分析了纳米碳酸钙的掺入对水泥混凝土工作性、力学性能、耐久性的影响机理。研究结果表明:纳米碳酸钙以常规分散方式加入,在掺量适宜的条件下,可以明显改善水泥混凝土的流动性,提高混凝土的强度,降低混凝土的压折比,增强混凝土的韧性;还会对水泥混凝土的耐久性产生一定的影响,增强了混凝土的抗冻融循环性能和抗碳化能力,但也会导致混凝土的干燥收缩值略有增大。采用常规分散方式向水泥混凝土中掺入纳米碳酸钙,其掺量不宜超过胶凝材料质量的1.0%。若掺量过高,将显著降低水泥混凝土的流动性、力学性能及耐久性。     

铁尾矿砂水泥复合土的力学性能研究

为了研究铁尾矿砂水泥复合土的力学性能,通过室内无侧限抗压试验、抗折试验,研究铁尾矿砂水泥复合土的抗压强度、抗折强度随水泥掺量、龄期及铁尾矿砂掺量的变化规律。试验研究表明:铁尾矿砂水泥复合土的抗压强度和抗折强度都随水泥掺量增加而逐渐增加;当水泥掺量超过某一界限值时,增长较缓慢;其抗压强度和抗折强度随龄期的增长而逐渐增加,但后期增长较缓慢;在铁尾矿砂掺量小于25%的条件下,与纯水泥土相比,铁尾矿砂水泥复合土的抗压、抗折强度略有增加。应用Matlab软件拟合出抗压、抗折强度与铁尾矿砂掺量的函数关系。     

固废基硫铝酸盐水泥固化低液限粉土的试验研究

为探究固废基硫铝酸盐水泥对低液限粉土的固化规律和效果,开展无侧限抗压强度、劈裂强度、CBR、XRD、TGA和SEM等试验,研究复掺不同比例硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的固化剂对固化土力学性能的影响及其微观机理。研究结果表明:相对于普通硅酸盐水泥,固废基硫铝酸盐水泥水化产物中钙矾石含量较高,水化硅酸钙含量较少。单掺掺量为6%的固废基硫铝酸盐水泥固化土,其无侧限抗压强度前期增长较快,后期增长相对缓慢,28 d强度可以达到0.83 MPa;确定胶凝材料掺量为6%,将固废基硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥进行复掺时,随普通硅酸盐水泥占胶凝材料比例的增加,固化土抗压强度和劈裂强度逐渐提高,膨胀量逐渐降低。当普通硅酸盐水泥比例由60%上升到70%时,固化土强度提高最为显著,两种水泥的互补性发挥得最好,CBR可达235%,28 d强度可达2.25 MPa。     

活性粉末混凝土(RPC200)的配制试验研究

进行了活性粉末混凝土(RPC200)的配制试验,通过五批试件比较分析了水胶比、砂胶比、减水剂掺量、硅灰与石英粉比等参数对RPC的流动度以及抗折、抗压强度的影响。在保证强度的前提下,用粉煤灰代替部分水泥以改善RPC的流动度,探讨以地方常用材料配制RPC的可能性。     

污泥-稻壳混烧灰胶凝性浸出试验研究

针对混烧灰渣不经处置而引起的环境问题,基于污泥-稻壳混烧灰渣为混合材,部分替代水泥,进行复合胶凝材料的开发。根据胶凝材料的使用性能确定混烧灰掺量,同时研究混烧灰的加入对胶凝材料的抗压强度和抗冻融性能的影响。实验结果表明,当混烧灰掺量不超过30%时,混烧灰基复合胶凝材料的凝结时间均满足《通用硅酸盐水泥》要求。混烧灰的加入降低了净浆早期的抗压强度,提高了中后期的抗压强度,同时也降低了胶凝材料的抗冻融性能。     

无水泥钢渣重载路面混凝土

以钢渣为粗细骨料代替传统天然砂石．碱溶液废渣粉制备胶凝材料代替水泥．配置路面混凝土。系统研究了碱掺量对强度和其工作流动性的影响．配置出28d抗压强度达44MPa．抗折强度达8．3MPa,同时具有良好工作性能的钢渣路面混凝土。进行重载路面工程试验的效果良好。     

碳纤维对水泥砂浆力学性能和电磁屏蔽性能的影响

具备优异力学性能和电磁屏蔽性能的碳纤维水泥基材料备受业内关注。文章通过制备不同碳纤维掺量的水泥砂浆，系统研究了碳纤维掺量、养护龄期及电磁波频率对砂浆力学性能和电磁屏蔽性能的影响。结果表明：0.6%碳纤维掺量的水泥28 d砂浆抗压和抗折强度最优，分别为48.19 MPa和7.7 MPa，高于对照组12.3%和5.5%。砂浆电磁屏蔽效能随频率增加呈现先增大后减小的趋势。0.6%碳纤维掺量砂浆屏蔽效能最大，为10.6 dB；继续增大碳纤维掺量，屏蔽效能峰值位点向18 GHz位点移动。碳纤维掺量从0增至0.6%，砂浆最大介电常数虚部从0.5增至32.6；碳纤维掺量继续增至1.0%，介电常数虚部从32.6降至24.9，降幅为23.6%。     

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。     

乳化沥青改性水泥砂浆的试验研究

针对乳化沥青改性水泥砂浆探讨其提高水泥基材料的力学性能，以期能在公路工程中应用。分析研究了乳化沥青对水泥终凝的滞缓作用、改性水泥砂浆的减水作用及抗压强度、抗折强度和动弹性模量，同时分析了乳化沥青的性质及掺加顺序对抗折强度的影响，并简单分析了乳化沥青对水泥砂浆的作用机理。