石灰石粉对水泥砂浆强度影响及作用机理

该文研究了石灰石粉掺量、细度对砂浆抗压强度的影响,并基于水化热测试和边界成核与增长模型计算了水泥浆体的水化动力学参数,通过毛细吸水测试以及压汞试验分析了砂浆的孔结构,揭示了石灰石粉对砂浆抗压强度的作用机理。结果表明：随石灰石粉掺量增加,砂浆抗压强度逐渐降低,掺量增加至30%时,7、28、56 d龄期砂浆的抗压强度降低均超过了20%;随石灰石粉细度增加,砂浆抗压强度逐渐增大,石灰石粉由1.084μm²/μm³增加到2.168μm²/μm³时,7、28、56 d龄期砂浆的强度分别增加了6.1%、4.2%、4.8%。石灰石粉减小了水泥浆体的水化放热速率、水化热和水化产物的成核速率K_N、增长速率K_G,进而降低了浆体的水化程度,从而增加了砂浆的毛细吸水量、空隙率、最可几孔孔径,最终导致砂浆抗压强度的降低。     

絮凝剂对硅酸盐水泥性能影响研究

研究了阴离子聚丙烯酰胺(APAM)分子量(300万、800万、1 200万和1 800万)及掺量(0,0.015%,0.03%和0.05%)对硅酸盐水泥流动度、力学性能、水化产物和微观结构的影响。试验结果表明，APAM分子量越大、掺量越高，砂浆流动度越低；APAM分子量较小、掺量较低时，对砂浆力学性能有一定提升作用，分子量较大、掺量较高时，则对砂浆力学性能起负面作用。APAM水解与水泥中的Ca²⁺反应生成胶凝物质，包裹水泥水化产物，影响水泥石微观结构。柠檬酸钠可作为抗絮凝剂降低APAM对硅酸盐水泥流动度的不利影响。     

碱激发水泥粉煤灰体系对再生沥青混合料性能的影响

设定不同配合比的再生沥青混合料(RAP)和水泥粉煤灰掺量,通过标准击实试验、无侧限抗压强度、水稳定性和SEM测试,研究了碱激发水泥粉煤灰体系对RAP混合料的性能影响。结果表明:RAP中沥青与稳定土质量比(A/S)为3/5时,最大干密度和最佳含水量随着粉煤灰与水泥掺量的增大而增大。在使用的材料体系中,A/S=3/5,掺1.1%NaOH、6%水泥、6%粉煤灰、用水量7.4%时,再生沥青混合料的性能最好。试件浸水后抗压强度普遍降低,但与干燥试件变化趋势一致。SEM测试表明:NaOH能够激发混合料中粉煤灰的潜在活性,与Ca(OH)_2以及熟料水化生成的C-S-H凝胶发生了二次火山灰反应,促进了混合料抗压强度的提高。     

粉煤灰水泥混凝土路面性能研究

研究了粉煤灰掺量对水泥混凝土弯拉强度、弹性模量、折压比和耐磨性的影响。粉煤灰水泥混凝土28 d强度随粉煤灰掺量增加而降低,而56 d的弯拉强度有大幅度提高;粉煤灰水泥混凝土弯拉弹性模量普遍提高,折压比增加;粉煤灰水泥混凝土耐磨性在粉煤灰掺量为10%时有所改善,而随粉煤灰掺量增加,耐磨性降低;从水泥混凝土28 d耐磨性角度考虑,用于路面的粉煤灰水泥混凝土最大粉煤灰掺量为20%,超过此值,则水泥混凝土耐磨性降低。     

CFB灰-钢渣微粉多源固废协同注浆材料特性研究

为促进道路工程绿色发展，提高工业固废资源化利用率，采用循环流化床锅炉脱硫粉煤灰(CFB灰)、钢渣微粉(SSS粉)、脱硫石膏3种工业固废制备CFB灰-钢渣微粉多源固废协同注浆材料。通过室内试验，系统研究了原材料配比与水固比对注浆材料工作与力学性能的影响，并开展XRD和SEM试验，分析其水化作用机理。研究结果表明：水固比相同时，随CFB灰掺量的增加，浆液流动度与结石率增大，密度、析水率和结石体单轴抗压强度减小；CFB灰掺量相同时，随水固比增大，浆液析水率增加，流动度、密度、结石率及结石体单轴抗压强度减小；浆液流动度与结石体单轴抗压强度受水固比、CFB灰掺量影响显著，而浆液密度、析水率与结石率变化范围不大；析水率最高为4.2%、结石率最低为95.8%,28 d抗压强度最大达1.46 MPa。综合考虑各工作与力学性能，建议CFB灰掺量、SSS粉掺量及水固比的范围宜分别为35%～55%、30%～55%、1∶1.3～1∶1.5。CFB灰、SSS粉与脱硫石膏在浆液水化反应过程中可以起互补作用；SSS粉中C₂S、C₃S快速水化提供Ca²⁺     

青岛海湾大桥胶凝材料体系水化放热性能及开裂敏感性研究

分别对比研究了单掺粉煤灰、单掺矿粉以及混掺粉煤灰与矿粉的胶凝材料体系的水化放热性能和开裂敏感性.试验结果表明:粉煤灰可以明显降低胶凝材料体系的放热总量、放热速率以及开裂敏感性,并随着粉煤灰掺量的增加,降低效果越明显.只有掺量大于70%的矿粉才可以明显降低胶凝材料体系的放热总量及放热速率,但是矿粉掺量大于30%不利于提高体系的抗裂性能.混合掺入粉煤灰与矿粉更能降低胶凝材料的放热速率、放热总量,减缓水化放热速率变化趋势,降低体系开裂敏感性.     

胶粉对水泥水化及水泥基材料孔结构的影响研究

为揭示胶粉的掺入对水泥基材料力学性能及抗渗性、抗冻性的影响,文章采用量化的XRD(X射线衍射分析)及压汞试验法,研究不同胶粉掺量对水泥水化及水泥基材料微观孔结构的影响。通过分析了不同胶粉掺量下样品中各物相的质量分数及样品孔径的分布范围及其在总孔隙中的占比,量化研究胶粉改性水泥基材料的水泥水化情况及孔结构分布。研究结果表明:随着胶粉掺量的增加,样品中硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙及铁铝酸四钙呈现逐渐增加的趋势,而钙钒石、氢氧化钙及无定形物则呈现逐渐下降的趋势,说明胶粉抑制了水泥的水化;直径为0~50nm的孔径数量呈现减少的趋势,而大于1000nm孔径则呈现出增大的趋势,说明胶粉的掺入改善了水泥基材料的抗冻性能而降低了力学强度。     

氯氧镁水泥-粉煤灰复合浆体的流变性能

通过旋转黏度测试仪测试氯氧镁水泥(镁水泥)净浆在水化过程中不同的剪切速率下的剪切应力及塑性黏度,通过建立镁水泥流变模型拟合镁水泥流变曲线,并通过模型分析不同水化时间、不同粉煤灰掺量对镁水泥净浆流变特性的影响。研究结果表明:Herschel-Bulkley模型为镁水泥流变拟合最佳模型;当粉煤灰掺量为30%时,浆体剪切应力及塑性黏度均最小,浆体体系流动性最大,流变性降低程度最大;当粉煤灰掺量为30%时,浆体触变性最大。     

粉煤灰对路面碾压混凝土早期强度影响分析

为提高碾压混凝土抗裂性能,节约水泥用量,胶凝材料中通常会用粉煤灰替代部分水泥用量,但是粉煤灰会对碾压混凝土工作性和早期强度有较大影响。为此本文通过采用改进的振动液化性能评价试验和抗弯拉试验,分析粉煤灰掺量对碾压混凝土拌和物工作性和早期强度影响,研究结果表明掺入适量的粉煤灰能有效的改善碾压混凝土可碾性和易密实性,但随着粉煤灰掺量增加,会降低早期强度,推荐粉煤灰掺量不应大于20%。     

不同粉煤灰掺量的再生混凝土性能试验研究

为掌握不同粉煤灰掺量再生粗骨料混凝土的性能,本文通过室内试验分别研究了不同掺量粉煤灰再生混凝土的力学性能及抗冻性能。结果表明:(1)粉煤灰掺入能提升再生混凝土养护后期的抗压强度;(2)随着粉煤灰掺量增加,不同养护龄期混凝土的抗折强度均呈先增后减变化趋势;(3)再生混凝土的抗压强度随着冻融循环次数的增加逐渐减小,且粉煤灰掺量越大,抗压强度减幅越明显;(4)随着冻融次数增加,再生混凝土的质量损失率逐渐增大,但掺量低于30%的混凝土质量损失不显著。     

基于粉煤灰、CaCl_2改良宁夏地区硫酸盐渍土盐胀特性试验研究

为研究粉煤灰与CaCl_2对硫酸盐渍土盐胀特性的改良效果,设计正交试验,进行室内盐胀试验,分析了各因素对盐胀量的影响。结果表明:(1)含盐量为0~10%范围内时,试样在7d时盐胀量随含盐量增加而增加,且趋势减缓,在14d与28d盐胀量随含盐量变化呈现先增大、后减小、再增大的趋势,其中2%为峰值,5%为波谷;(2)随着粉煤灰掺量从0增加到20%,7d时盐胀量一直增加,14d和28d时盐胀量在10%之前增加,幅度较大,之后有所下降,掺量从20%增加到30%,盐胀量基本趋于稳定,由此得粉煤灰最优掺量为20%;(3)在CaCl_2掺量为0~2%内盐胀量呈现显著减小,之后基本趋于稳定,由此得CaCl_2的最优掺量宜为2%;(4)极差分析表明各因素对硫酸盐渍土盐胀量影响的顺序依次为CaCl_2掺量、含盐量、粉煤灰掺量。该研究可为硫酸盐渍土的工程处理提供参考。     

大掺量矿渣微粉的碱激发机理研究

为了揭示大掺量矿渣碱激发机理,该文立足于三因素三水平正交设计同时结合宏微观性能测试和微结构分析,通过探究Ca(OH)₂、Na₂SiO₃、Na2_SO₄、CaSO₄以单掺、双掺形式得到不同类型的激发剂对混凝土初、终凝、孔溶液pH值、强度的影响,可得如下结论：(1)对复合胶凝材料硬化浆体强度影响程度为：激发剂类型>掺量>双掺比例;(2)双掺最佳掺量4%,最佳组合为Ca(OH)₂和Na₂SiO₃,最佳比例为5∶1;(3)激发剂作用下复合胶凝材料的初、终凝时间均缩短,孔溶液pH值均大于空白组,宏微观结果表明：龄期28 d时激发剂类型为Ca(OH)₂和Na2_SiO₃、掺量为4%、双掺比例为5∶1时硬化浆体的水化结晶相紧密程度最高。     

粉煤灰对混凝土碳化及氯离子侵蚀规律的影响

采用氯盐浸泡与碳化交替方式,研究了氯盐侵蚀与碳化条件下粉煤灰掺量对混凝土碳化及氯离子侵蚀规律的影响。结果表明:随粉煤灰掺量的增加,混凝土表层(0～8mm)碳酸钙含量呈降低趋势,而在较深范围内(10～40mm)碳酸钙含量呈增大趋势;粉煤灰掺量的增加扩大了混凝土碳化深度;碳化条件下,随粉煤灰掺量的增加,混凝土表层氯离子含量增大,氯离子含量峰值向内迁移;在碳化影响范围内,随粉煤灰掺量的增加,混凝土结合氯离子含量呈降低趋势,而在未受碳化影响范围内,粉煤灰的掺入提高了混凝土结合氯离子含量。     

脱硫石膏-粉煤灰道路混凝土配制及开裂敏感性研究

利用脱硫石膏对粉煤灰活性SiO2、Al2O3激发效应,掺入脱硫石膏—粉煤灰20%～40%,其中脱硫石膏∶粉煤灰=1∶2,制备道路混凝土。通过试验研究该混凝土主要技术性能,结果表明,该混凝土施工工作性良好、28 d抗压强度均达到或大于C35、抗折强度优良,随着脱硫石膏—粉煤灰掺量增加,混凝土主要技术性能呈先增大后减小的趋势。改进的自创平板加速开裂实验结果表明,粉煤灰微骨料支撑作用及脱硫石膏微膨胀性能共同赋予混凝土优异的抗裂性,未出现肉眼可见裂纹。综合试验结果,推荐脱硫石膏—粉煤灰掺量为20%～30%。     

道路混凝土掺粉煤灰初探

本文应用正交设计试验，研究确定掺粉煤灰的混凝土影响强度主要因素及粉煤灰最优掺量，最佳材料配合比设计的方法，以供参考。     

轴心受压粉煤灰混凝土构件徐变系数研究

为了研究粉煤灰混凝土构件在轴向压应力作用下的徐变效应,自制了试验加载装置,对不同质量分数(掺量)粉煤灰混凝土徐变开展了试验研究。根据徐变B3模型的特点,考虑粉煤灰掺量、水胶比等参数,利用试验结果修正了混凝土徐变B3模型。此外,针对中国现行桥梁设计规范中混凝土名义徐变系数未考虑粉煤灰参数影响的事实,在试验研究粉煤灰掺量对不同龄期混凝土抗压强度影响的基础上,结合各国已有徐变试验数据,对中国现行桥梁设计规范中混凝土名义徐变系数计算公式进行了修正。结果表明:当粉煤灰掺量分别为0,15%和30%,经养护至28d加载时,混凝土徐变随粉煤灰掺量的增大而减小;经修正后的规范徐变系数计算模型可提高粉煤灰混凝土徐变的预测精度。     

箱梁高性能粉煤灰混凝土的变形性能与耐久性研究

针对安徽滁河特大桥C50高性能混凝土的设计要求,测试分析了掺粉煤灰混凝土和引气荆混凝土的变形性能和耐久性.结果表明,掺15%～30%粉煤灰有助于提高混凝土的抗塑性开裂和降低自收缩性能,当掺量达30%时则降低了抗干缩性能;掺粉煤灰会提高混凝土的抗氯离子快速渗透性能,但随掺量增加,混凝土抗水压渗透、抗冻和抗碳化性能有所降低.掺引气剂对混凝土变形性能有一定的不利影响,但却能较显著地改善混凝土的耐久性能.     

大掺量粉煤灰混凝土的试验研究

采用正交试验方法,研究了水胶比、粉煤灰掺量、激发剂硫酸钠和熟石灰掺量等因素对混凝土强度的影响规律。通过试验结果分析,明确了各因素对7 d、28 d龄期大掺量粉煤灰混凝土强度的影响效果,为粉煤灰混凝土的工程应用提供了一定依据。     

腐蚀环境下外加剂对混凝土耐久性的影响

为研究腐蚀环境下混凝土的抗压强度、抗折强度和抗侵蚀性能的演变规律。首先,以3%的Na₂SO₄和NaCl溶液模拟腐蚀环境,然后通过掺入不同含量的聚丙烯纤维分析混凝土在腐蚀环境下的性能变化。试验结果表明：(1)当聚丙烯纤维的掺量为0～3%时,混凝土的抗压强度和抗折强度逐渐增加,其最大抗压强度和抗折强度在Na₂SO₄和NaCl溶液中分别为50.2 MPa和48.3 MPa、6.2 MPa和5.8 MPa;而当聚丙烯纤维的掺量为3%～5%时,混凝土的抗压和抗折强度逐渐减小;(2)随着腐蚀时间的延长,聚丙烯纤维混凝土的抗压强度和抗折强度逐渐降低,在腐蚀14 d后,抗压强度和抗折强度在Na₂SO₄和NaCl溶液中分别为45.3 MPa和42.6 MPa、5.6 MPa和4.9 MPa;(3)距离表面30 mm处,不掺入纤维的混凝土的SO₄^2-浓度为1.4%,Cl^-浓度1.6%;而掺入3%聚丙烯纤维的混凝...     

碱激发粉煤灰水泥稳定再生集料性能的研究

主要研究在不同粉煤灰掺量条件下,碱激发粉煤灰水泥稳定再生集料的路用性能。首先测试了碱激发粉煤灰水泥的凝结时间与强度,然后进行混合料力学性能与耐久性测试。研究得出:适量粉煤灰掺量的碱激发粉煤灰水泥表现出较好的路用水泥特性;粉煤灰掺量25%的试件力学性能与抗冲刷性能最佳,碱激发粉煤灰水泥稳定再生集料的后期强度增加速度大于纯水泥稳定再生集料,且随着粉煤灰掺量增加,混合料试件干缩应变逐渐变小。