持续负温环境下水泥水化特性试验研究

研究负温(-3℃)养护条件下不同水灰比水泥净浆在一定龄期内的水化放热量及水化程度变化规律。通过对不同龄期下3种水灰比(0.24,0.31,0.38)水泥净浆水化放热量的计算,分析水泥水化机理和水泥净浆微观结构变化。结果表明:负温(-3℃)养护条件对3种水灰比水泥净浆水化程度有明显的抑制作用;前12 d内水灰比为0.38的水泥净浆的放热量最大,12 d之后水灰比为0.31的水泥净浆的放热量最大,负温环境下存在着该温度范围内的最优水灰比;3种水灰比水泥净浆在前12 d内水化程度增长较大,随着龄期的增加水化程度增长变缓。     

W/C和A/C对水泥乳化沥青复合胶凝材料水化的影响

本文通过采用TAM air水泥水化热分析仪,对一定用量的水泥、乳化沥青以及水组成的复合胶凝材料浆体的水化放热进行了测试,分析了A/C(沥青水泥比)和W/C(水灰比)的变化对水泥乳化沥青复合胶凝材料的水化影响.结果表明:复合胶凝材料的水化放热速率随水化龄期的增加呈先增加后降低的趋势;增加水泥乳化沥青复合胶凝材料中乳化沥青的用量(水灰比一定,增大沥青水泥比)或用水量(沥青水泥比一定,增大水灰比),都能起到降低胶凝材料水化放热速率和延缓水化放热峰出现时间的作用,但前者的效果要比后者显著.     

青藏铁路桥梁压浆材料冻胀变形试验研究

针对青藏铁路气候的特点,运用试验和灰色关联分析方法,研究水灰比、养护温度和养护时间对桥梁压浆材料早期冻胀变形的影响规律及影响程度。试验研究表明:不同水灰比、不同养护温度的压浆材料在养护期间受冻后的体积变化均存在1个由膨胀变为收缩的转折点,压浆材料在转折点所对应的养护时间之前受冻,其总体积变化为冻胀变形,而在转折点所对应的养护时间之后受冻,其总体积变化为收缩变形,且随水灰比的增大和养护温度的降低,压浆材料不发生冻胀变形所需的养护时间将延长;在同一养护温度下,养护时间越长,压浆材料受冻后的体积膨胀越小。灰色关联分析结果表明,水灰比对压浆材料的早期冻胀影响最大,养护温度影响次之,养护时间影响最小。因此,适当降低水灰比和提高养护温度,可避免因压浆材料冻胀变形而导致青藏铁路桥梁预应力梁混凝土顺筋裂缝。     

高地温隧道注浆节理剪切损伤本构模型研究

高地温环境对水泥浆在硬化过程中造成的损伤，直接影响隧道围岩注浆节理的剪切性能和注浆加固的效果。主要考虑高温和法向应力2个影响因素，并采用能反映高地温隧道施工期间温度场真实变化过程的高温变温养护方法，进行浆-岩复合体试件的养护，并开展室内注浆节理直剪试验，由此获得不同初始养护温度和法向应力条件下的注浆节理剪切破坏特征、剪切应力位移曲线等；利用浆-岩界面扫描电镜（SEM）试验，分析高温变温养护对水泥浆微观结构的影响规律；在此基础上，引进统计损伤理论，建立考虑温度损伤的注浆节理剪切本构模型。结果表明：注浆节理剪切破坏模式在初始养护温度40℃时表现为胶结面破坏，60和80℃时表现为混合剪切破坏，且温度越高，水泥浆在破坏面中的占比越高；高温导致水泥浆微观上水化产物搭接不紧密，微孔隙、微裂缝发育，且温度越高，水泥浆微观损伤越严重；初始养护温度与注浆节理峰值剪切强度、剪切刚度呈负相关，与峰值剪切位移呈正相关，初始养护温度与法向应力的叠加效应对注浆节理剪切性能的影响较为明显；考虑温度损伤效应的注浆节理剪切本构模型，与试验结果有较好的吻合度，可为高地温隧道注浆节理剪切问题的相关研究和注浆加固设计提供借鉴...     

普通硅酸盐水泥水化热影响因素试验研究

水泥水化反应释放出大量水化热,现有水泥水化热的研究主要是针对各矿物组分水化反应的理论分析,但水泥水化是各组分水化反应相互影响的综合过程,且温度、水灰比等因素都会影响水泥水化反应的进行。因此,本文将水泥看作一个整体,通过水泥净浆绝热温升试验,以热量为基量对水泥水化过程进行研究,对水泥水化的影响因素进行分析,为工程中水化热控制及水泥水化理论研究提供参考。     

混凝土组成材料对水泥水化特性的影响

正水泥水化是一个放热反应,水化放热是混凝土温升的唯一热源。研究混凝土组成材料对水泥水化特性的影响规律是制定大体积混凝土工程预防因温度应力导致贯穿性裂缝的理论基础。大体积混凝土是指混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m,或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而     

高温干燥下速凝剂对水泥净浆性能的影响

为掌握高地热环境条件下隧道初期支护水泥基材料的水分蒸发及其性能随时间的变化规律,通过室内模拟试验,探讨高温(60℃)与速凝剂共同作用对水泥浆体的水分损失、力学强度及化学结合水含量的影响。结果表明,60℃干燥条件显著加速了水泥浆体水分蒸发而增大质量损失率,速凝剂掺入并不能有效降低试件早期水分蒸发引起的质量损失,高吸水性树脂会显著增大基准水泥及掺粉煤灰试件的质量损失;硅灰和速凝剂双掺可较好地减少试件在60℃干燥条件下的质量损失。同标准养护条件相比,60℃干燥条件下各试件抗压强度随龄期增长按1 d抗压强度增大、7 d和28 d抗压强度下降的规律变化;速凝剂和高温干燥条件共同作用下水泥净浆强度增速缓慢;速凝剂有利于增强掺粉煤灰试件28 d龄期的抗压强度,但不利于掺硅灰试件28 d龄期抗压强度的发展。硅灰与速凝剂双掺会降低水泥净浆的毛细吸水系数,速凝剂单掺和速凝剂与高吸水树脂双掺对掺有粉煤灰试件毛细系数影响不大。与标准养护条件相比,60℃干燥条件下纯水泥基准组试样所含化学结合水和Ca(OH)2含量明显降低;速凝剂可略微提高水泥基准试样化学结合水和Ca(OH)2含量,但不利于60℃干燥条件下的水泥...     

保温养护方式下水化硅酸钙晶种对混凝土性能的影响

研究了保温养护方式下掺入水化硅酸钙晶种对混凝土水化放热、力学性能、抗冻性能和抗氯离子渗透性的影响,并分析了晶种对水化产物孔结构和微观形貌的影响。结果表明:在保温养护方式下掺入晶种会加速水泥早期水化,增大混凝土温升速率,提高混凝土早期抗压强度,但对混凝土后期强度影响不大;与蒸汽养护方式相比,保温养护方式下掺入晶种提高了混凝土的抗冻性,降低了混凝土的抗氯离子渗透性。这是由于水化硅酸钙晶种的掺入优化了水泥水化产物的孔结构,改善了水化产物微观形貌。     

水泥-乳化沥青净浆组成对其工作性及稳定性的影响

通过流动度、扩展度、分离度试验,测试了水灰比（水与水泥质量比）和聚灰比（沥青与水泥质量比）对水泥-乳化沥青复合胶凝体系工作性以及稳定性的影响。研究发现：浆体的流动度随水灰比的增大而增大,而随聚灰比的增大先降低,后增大;当水灰比一定时,凝结时间随聚灰比增加而增加;在一定水灰比范围内,水泥-乳化沥青复合浆体的匀质性和稳定性良好,浆体分层不明显。研究表明：水灰比和聚灰比对浆体工作性能影响较为明显,对浆体工作性能设计有一定指导。     

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。     

温度对掺矿物外加剂水泥体系水化动力学的影响

为进一步理解不同温度下含多种胶凝组份的自密实混凝土的水化特性,采用等温量热和水化动力学模拟等方法,分别研究掺粉煤灰、矿粉、膨胀剂、纳米硅和黏度改性剂等矿物外加剂水泥复合胶凝体系在5,10,20和30℃下的水化放热速率和放热量,并基于Cahn动力学模型计算水化产物的成核速率和生长速率,讨论温度和矿物外加剂对相应水化动力学参数的影响。研究结果表明:矿物外加剂的掺入,降低了胶凝体系水化放热峰值,增大了水化产物的成核速率,促进了水化放热速率峰值提早出现,膨胀剂和纳米二氧化硅促进作用尤为明显;温度升高明显增大了体系水化产物的成核速率与生长速率,且对多元复合胶凝体系的影响更为显著。     

纳米水化硅酸钙在免蒸养轨道板中的应用研究北大核心

采用水化微量热仪等测试手段研究了纳米水化硅酸钙(N‑C‑S‑H)对水泥水化及砂浆抗压强度的影响,并开展了基于N‑C‑S‑H的免蒸养轨道板的试应用。结果表明:掺加N‑C‑S‑H能提高水泥的水化放热速率和总水化放热量,且当N‑C‑S‑H掺量超过6.0%后,水泥水化放热第二峰值不再继续提高;掺加N‑C‑S‑H能显著提高砂浆8 h和12 h抗压强度,且随着N‑C‑S‑H掺量的增加,砂浆抗压强度先提高后降低;在25℃养护条件下,掺加1%N‑C‑S‑H可达到轨道板混凝土免蒸养强度要求。     

矿渣微粉在水泥基材料中的作用时效及其微结构演变规律

为探究矿渣在水泥基材料中作用时效及其微结构演变规律,采用宏观性能测试和微观结构分析相结合的方法,通过对比方法研究了掺入不同掺量的矿渣以及与矿渣粉粒径相近的石英粉后对复合硬化浆体的强度、物相组成以及微观形貌的影响规律。结果表明:3 d时矿渣微粉在复合浆体中仅起微集料的物理填充作用,7 d时矿渣粉的火山灰效应显现,硬化浆体密实度逐渐提高,28 d时矿渣-水泥复合组分(掺量分别为10%、20%、30%、50%)的硬化浆体强度分别为纯水泥试样的113.87%、120.94%、124.10%、115.18%;宏微观结果表明:矿渣的最佳掺量为30%且不超过该临界值时,其复合胶凝材料总的水化产物数量变化不大,此外,养护7 d和28 d时矿渣-水泥复合组分的水化产物结晶点较对比组增多且结晶体尺寸小,排列紧密,结构整体较纯水泥组分和石英粉-水泥复合组分致密。     

CA砂浆强度的影响因素及作用机理研究

CA砂浆水泥含量越高、乳化沥青含量越低、含气量越低、养护温度越高、养护湿度适当则CA砂浆的强度越高,同时乳化沥青种类也会对CA砂浆的强度造成影响。机理研究认为乳化沥青主要是通过包裹水泥颗粒,影响了水泥水化进程,以及沥青与水化产物或集料的黏度性或界面力,从而影响了CA砂浆的强度,然而不同乳化剂的影响程度不同,因此其砂浆强度不同。     

海沧大桥大体积混凝土锚碇温度场有限元分析

结合厦门海沧大桥大体积混凝土锚碇分层浇筑动态施工过程,基于瞬态温度场三维有限元分析方法,应用大型通用商业软件ANSYS,考虑外界气温的周期变化、太阳辐射、水化生热、浇筑温度、分层厚度、边界条件随龄期变化及分层浇筑动态施工过程等因素,对大体积混凝土施工期和运行期的温度场进行仿真分析.分析结果表明:锚碇混凝土温度的变化过程可分为温升期、降温期和稳定期3个阶段,施工期和运行期影响混凝土锚碇温度的主要因素分别是水泥水化热和环境温度;水泥水化热是混凝土温升最根本、最直接的原因,采用低热水泥、降低水泥用量是降低水化热温升的直接手段;温度场中靠近外表面的温度梯度比较大,而内部温度梯度相对较小,应特别注意混凝土早期的内部降温、外部保温和养护.     

蒸汽养护对高速铁路轨道板混凝土渗透性的影响

为探明蒸汽养护对采用水泥-矿渣粉复合胶凝材料的轨道板混凝土渗透性的影响规律,研究了不同养护条件下(蒸汽养护和标准养护)轨道板混凝土表面吸水率和抗氯离子渗透性能(6 h电通量和氯离子扩散系数),并分析了不同蒸汽养护最高恒温温度对复合胶凝材料水化程度的影响。试验结果表明:蒸汽养护能有效提高轨道板混凝土材料早期(28 d)和后期(56 d)抗水渗透能力,而对其抗氯离子渗透能力的改善作用则主要表现在早期,对混凝土后期抗氯离子渗透能力影响不明显;在对复合胶凝材料水化程度的影响方面,蒸汽养护会显著加快水泥-矿渣粉复合胶凝材料体系的水化进程,有利于提高水化产物密实度,蒸汽养护最高恒温不超过60℃对提高水泥基胶凝材料抗渗性更加有利。     

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。     

影响水泥混凝土强度的因素

详细介绍了水灰比、水泥、集料、振捣、养护、温度等影响水泥混凝土强度的各种因素。     

石灰石粉对水泥浆体经时流变性能的影响

为了研究石灰石粉细度、掺量及浆体的静置时间对水泥(Cement,简称C)-石灰石粉(Limestone Powder,简称LP)浆体流变性能的影响,采用Anton Paar MCR 102型旋转流变仪,测试C-LP浆体中400目(LP1)和800目(LP2)LP对流变曲线的影响。采用Herachel-Bulkey(H-B)模型及Bingham模型拟合经时流变曲线得到浆体屈服应力、流变指数及塑性黏度等参数,并通过计算剪切测试下滞回环面积以表征浆体的触变性能。同时,通过Andreasen颗粒紧密堆积模型计算得出体系中颗粒分布模数,基于颗粒体积分数计算体系中固体颗粒总比表面积,并对体系水化放热过程进行分析,从而进一步解释石灰石粉不同细度、掺量及不同静置时间对浆体流变行为的影响机制。研究结果表明,随石灰石粉掺量或细度的增大,浆体体系中固体颗粒堆积密实程度增大;石灰石粉的细度比掺量对水泥水化放热的影响程度更大。增加LP1掺量,浆体屈服应力及塑性黏度下降;增加LP2掺量,浆体屈服应力及塑性黏度上升;静置时间的延长使浆体屈服应力及塑性黏度均增大;掺入适量(质量分数为20%～50%)LP1或LP2均对...     

低真空环境下水泥砂浆干缩性能及机理研究

为掌握低真空环境对水泥基材料变形的影响规律,确保服役于类似环境下水泥基材料的性能稳定性,通过水泥砂浆干燥收缩试验,研究低真空干燥条件下掺不同矿物掺合料和外加剂水泥砂浆的干缩变形和水分散失的经时变化规律。结合热重分析、氮气吸附测试方法,分析低真空环境对不同组成试件水化与微结构的影响及其机理。试验结果表明,相对于标准干燥试验条件,低真空环境显著增加了水泥砂浆的干缩变形和失水率,并导致收缩随处理时间的延长而缓慢增加。粉煤灰和减缩剂有利于降低低真空环境下砂浆的干缩变形,而掺硅灰、高吸水树脂则会增加此条件下试件的干缩变形。结合水泥净浆样品水化进程和微观结构分析结果可知,低真空环境对28 d龄期各试件水化程度造成不利影响,水泥水化产物减少,证实低真空环境导致了试件严重的水分蒸发。此外,在低真空条件下,与基准组相比,粉煤灰在砂浆中可继续发挥火山灰效应,促进水泥水化,掺入高吸水树脂的试件也表现出较高的水化程度。此外,在低真空暴露后,凝胶孔体积分数减少,而中孔体积(10～50 nm)及小于50 nm孔径增加,且各试件累积总孔体积显著增加。显著的水分散失和干缩变形是影响水泥基材料长期耐久性能及微结构变化的...