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。     

保水剂对墩身混凝土性能影响研究

墩身混凝土施工、养护过程中时常出现“砂线”问题,文章提出调整胶凝体系的同时掺加保水剂,通过对比改性后混凝土的泌水率、坍落度、含气量、抗压强度、电通量值以及抗氯离子扩散系数得出如下结论：①粉煤灰-矿粉-水泥胶凝体系保水剂掺量 0.05% (B10)泌水率最低,相当于水泥胶凝体系(B0)的29.88%,当保水剂掺量大于 0.05% 时,坍落度值、含气量已不满足于墩身混凝土设计要求;②强度最优配比为 B10,其 56天强度可到达 59.4 MPa,相当于 B0 的 123.24%;③对比保水剂掺量 0.05% 时,水泥胶凝体系(B3)、粉煤灰-水泥胶凝体系(B6)、矿粉-水泥胶凝体系(B8)、粉煤灰-矿粉-水泥胶凝体系(B10)在 56天标准养护条件下电通量、抗氯离子扩散系数发展规律,得出不同胶凝体系发展趋势为 B3>B6>B8>B10。     

水泥基渗透结晶型防水砂浆研制与防水性能研究

制备一种水泥基渗透结晶型防水砂浆,通过降低水灰比、掺入硅灰、粉煤灰替代部分水泥作为胶凝材料达到降低成本和改善抗渗性能的目的,同时加入不同掺量活性化学物质并进行正交试验,以抗折及抗压强度与抗渗透压力(透水)作为主要指标确定防水材料最佳配比。结果表明,防水砂浆中活性物质可高效促进水泥水化,水化硅酸钙相对含量增加,胶凝态物质含量明显增多,晶体生长连续,结构更加密实;渗透结晶母料质量占胶凝材料质量最佳比例为：酒石酸0.3%、硅酸钠2%、氯化钙2%;用粉煤灰和硅灰代替部分水泥同样满足抗渗要求,且抗折、抗压强度有所提高。     

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.     

不同比例的胶凝材料对流动度值的影响

利用混凝土外加剂对水泥适应性的检测方法,测试胶凝材料(水泥、粉煤灰、矿粉)在不同比例组成的试样与聚羧酸减水剂的适应性.试验发现,胶凝材料的流动度随着粉煤灰掺量的增大而减小,随着矿粉掺量的增大而增大,胶凝材料的经时损失率最大值对应的减水剂掺量,随着粉煤灰掺量的增加而增加,随着矿粉掺量的增大而减小.通过对流动度及经时损失率的分析,可为混凝土配合比的设计提供帮助.     

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。     

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。     

无机胶凝抗渗剂对水泥性能的影响研究

利用水泥净浆、XRD、SEM研究了制备的无机胶凝抗渗剂(ICPA)对水泥凝结时间、抗压强度、水化过程、水化产物和微观结构的影响。当ICPA掺量为水泥质量的0.8%时,3、7 d的抗压强度相较于不掺入ICPA的水泥净浆分别提高了9.6%和19.8%,ICPA水泥净浆第二次水化时发生了络合-沉淀反应,在裂纹中产生了大量细丝状、细针棒状水化产物,几乎将裂纹填实,提高了水泥基材料自愈合能力。当ICPA掺量小于水泥质量的1.2%时,对水泥的早期水化影响不明显,增加了钙矾石(AFt或AFm)的生成量,提高了水泥早期(3 d)的抗压强度。结果表明,无机胶凝抗渗剂对水泥凝结时间影响较小,可增加水泥早期水化产物,提高水泥石早期抗压强度及自愈合能力。     

低水胶比条件下含硅灰或/和粉煤灰的胶凝材料的水化放热特性

采用差分水化量热仪研究了恒温((25±0.3)℃)低水胶比(W/B=0.30)条件下,纯水泥、水泥-硅灰、水泥-粉煤灰二元胶凝材料体系和水泥-硅灰-粉煤灰三元胶凝材料体系的水化放热特性。试验结果表明:相对于纯水泥,水泥-硅灰二元体系的水化诱导期延长,第二水化放热峰放热速率增加,水化减速期的总放热量减小;水泥-粉煤灰二元体系的水化诱导期显著延长,水化减速期后期的放热速率增大,整个水化历程的总放热量减小;水泥-硅灰-粉煤灰三元体系的水化诱导期显著延长,整个水化历程的水化放热速率降低,总放热量减小。     

粉煤灰对高性能混凝土早期收缩的抑制及其机理研究

自收缩是引起低水胶比高性能混凝土早期开裂的主要原因。通过不同掺量粉煤灰混凝土自收缩的测定,研究粉煤灰对高性能混凝土自收缩的抑制作用。通过水化结合水和内部孔含量的测定以及微观结构形貌分析,研究粉煤灰抑制自收缩的作用机理。研究表明:粉煤灰通过改变胶凝材料体系水化速度、徐变系数、弹性模量,可以有效抑制早期混凝土的自收缩。粉煤灰掺量在0~20%范围内,混凝土自收缩随着粉煤灰掺量的增加而减少,但粉煤灰惨量超过20%后自收缩减少的幅度变小。粉煤灰抑制自收缩的作用在初凝至1 d龄期内非常突出。     

矿物掺合料对道路混凝土耐磨性的影响及机理

测试了粉煤灰和矿渣单掺及双掺混凝土在不同龄期时的磨耗,测试结果表明:掺30%粉煤灰混凝土3 d龄期时的磨耗较不掺粉煤灰的混凝土增加,但能够提高混凝土后期的耐磨性能;无论是在早期还是后期,矿渣的使用均使混凝土的磨耗增大;粉煤灰与矿渣双掺的情况下也能使混凝土的后期耐磨性得以改善;粉煤灰中存在大量的高强高弹玻璃微珠及在后期活性效应的发挥从而使混凝土的耐磨性能得到提高。单掺矿渣由于其颗粒强度低、耐磨性能差,混凝土的耐磨性能下降。     

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.     

水泥粉煤灰搅拌饱和黄土强度影响因素试验研究

兰州至中川机场铁路工程沿线大多地段属于饱和黄土地基,承载力低,压缩性大,采取水泥土搅拌桩复合地基进行加固。对水泥粉煤灰搅拌饱和黄土强度特性进行试验研究。在不同的水泥和粉煤灰(以下简称"二灰")掺和比、不同的龄期、不同的水泥强度等级下,分析水泥土无侧限抗压强度的变化规律。试验结果表明:水泥土无侧限抗压强度随二灰掺量、龄期的增加而增大,二灰掺量为20%的水泥土无侧限抗压强度是二灰掺量为15%的1.42倍,是二灰掺量12%的1.9倍;当二灰总掺入量不变,粉煤灰掺入量占二灰比例为1/5、1/4、1/3时,水泥土强度略有降低;水泥土无侧限抗压强度随水泥强度等级的提高而显著增大,且随二灰掺量的增加,水泥土强度增加幅度增大。     

掺复合功能掺合料快速修补混凝土的试验研究

以优质粉煤灰和硅灰复合粉体为基材外掺少量激发剂配制而成的复合功能掺合料(CUFG)是一种新型水泥混凝土路面快速修补材料。采用42.5级普通硅酸盐水泥,单方水泥用量315~360 kg/m3,掺入20%~30%复合功能掺合料,可配制出24 h抗压强度大于20 MPa,24 h抗折强度大于3.5 MPa;28 d抗压强度大于50 MPa;28 d抗折强度大于7.0 MPa的快硬高早强混凝土,满足24 h开放交通所需的最低强度指标要求,且后期强度也有较大的提高。CUFG的掺入提高了快速修补混凝土(RRC)早期和后期的折压比,降低了混凝土的干缩程度,有利于提高快速修补混凝土的抗裂性能。掺CUFG快速修补混凝土的抗氯离子渗透能力较强,同时具有优异的耐磨性能。     

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。     

PAS与增稠保水剂复掺对水泥净浆性能的影响

研究了PAS及增稠保水剂(聚醚多糖、聚丙烯酰胺)与PAS复掺对水泥浆的泌水、流动度及强度等性能的影响。研究结果表明,聚醚多糖及聚丙烯酰胺与PAS复掺能明显降低水泥浆的泌水率,提高其早期强度;由于掺聚丙烯酰胺的净浆粘度增大很快,其流动性变差;聚醚多糖与PAS复掺后浆体流动性较好且流动度经时损失较小。     

铁路桥梁用超细粉煤灰高性能混凝土的试验研究

我国铁路桥梁工程建设中较少掺用粉煤灰,但粉煤灰混凝土在其他工程领域的应用已经证明其具有优良的耐久性能及长期性能。在本文研究中,突破现行规范,从材性试验的角度以30%左右的超细粉煤灰(UFA)等量取代水泥配制了铁路桥梁用的超细粉煤灰高性能混凝土,并对其力学性能、部分长期性能、水化产物以及水泥石形貌等进行了试验研究。试验结果表明,混凝土早期强度主要取决于W/C和UFA掺量,而后期则主要取决于W/B和UFA掺量;通过应力-应变全曲线分析可知,UFA高性能混凝土可采用现行规范设计;混凝土干缩、抗渗、抗裂性能等均优于基准混凝土;同时在微观测试分析基础上,综合考虑施工及养护条件等因素的变异,认为在实际应用中,UFA掺量以不超过30%为宜。