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。     

钢渣粉固化泥岩碎石底基层研究

通过无侧限抗压强度的测定,研究了钢渣粉固化泥岩碎石用于高等级公路路面底基层材料的可行性.试验结果表明,水泥稳定泥岩碎石无法达到高等级公路路面底基层强度的规范要求,而采用一定配比水泥-钢渣粉(二组分胶凝材料体系)或水泥-粉煤灰-钢渣粉(三组分胶凝材料体系)固化泥岩碎石,其7 d无侧限抗压强度可达到2 MPa以上,使得钢渣粉固化泥岩碎石可用作高等级公路路面底基层材料.其增强机理主要在于钢渣粉中的游离氧化钙和游离氧化镁能加快和泥岩中SiO_2和Al_2O_3发生火山灰反应的速度,改变泥岩组分的特性,从而提高固化泥岩碎石的强度.     

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.     

石灰粉煤灰粒料基层的强度形成机理和裂缝防治

石灰粉煤灰粒料基层中石灰粉煤灰的水化反应和水泥的"二次水化反应"相同,石灰粉煤灰水化反应生成水化硅酸钙等胶凝物是二灰粒料基层强度的主要来源。不同配比的石灰粉煤灰粒料基层的强度不仅取决于石灰粉煤灰混合料的最大干密度的大小,更取决于混合料中石灰粉煤灰胶结料的干密度大小。干缩和温缩裂缝是石灰粉煤灰粒料基层的主要病害,延缓和防止裂缝的出现,可改善半刚性基层路面的使用品质。     

矿粉-粉煤灰-石灰石粉胶凝体系耐低温硫酸盐腐蚀研究

该文设计了从净浆、砂浆到混凝土一系列的矿粉-粉煤灰-石灰石粉-硅酸盐水泥胶凝体系在冰点以上的低温、硫酸镁溶液环境下的受侵蚀过程。净浆浸泡研究结果表明:在无粉煤灰掺入情况下,石灰石硅酸盐水泥受硫酸盐低温侵蚀的程度与石灰石粉在水泥中的比例有关,且呈正比关系,即石灰石粉含量愈高,受侵蚀程度愈严重;对受侵净浆剥离物的XRD分析结果证实石灰石硅酸盐水泥受侵是由于CaCO3与氢氧化钙、水化硅酸钙和硫酸镁反应生成了类似水化硫铝酸钙的产物(称其为水化碳硫硅酸钙)有关。当有矿粉、粉煤灰介入该体系后,可以明显改善石灰石硅酸盐水泥耐硫酸盐低温侵蚀性能。砂浆浸泡试验结果表明:当矿粉、粉煤灰替代石灰石粉达50%(总量达水泥胶凝体系质量的30%)时,胶砂强度损失由无粉煤灰替代的3个月8.8%、6个月13.4%,分别下降至3个月1.5%、6个月2.8%。混凝土试验结果与胶砂和净浆浸泡结果是一致的:单掺石灰石粉的混凝土低温浸泡6个月后外观已经出现明显的裂纹,浸泡后强度损失超过20%;当矿粉、粉煤灰以50%替代石灰石粉时,强度损失下降至8.0%。     

全固废地聚物稳定钢渣基层的性能及微观特性分析

为探索钢渣集料、粉煤灰、高炉矿渣粉全固废制备道路基层材料的可行性，利用工业固废胶凝潜力，开发地聚物稳定钢渣(GeoSS)基层材料，提出GeoSS混合料设计流程，并研究了不同硅铝质粉料剂量和碱用量对力学强度、干缩性能、碳减排效益、重金属浸出浓度的影响，最后利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM/EDS)分析了GeoSS混合料的地聚合反应和地聚物-钢渣界面特性。结果表明：GeoSS混合料具有优异的抗压强度和劈裂强度，总干缩系数远小于水泥稳定碎石C5,能够满足极重、特重交通的高速公路基层所需的承载能力和路用需求。相较于水泥稳定碎石C5,GeoSS混合料的碳排放当量最高可降低54.21%,具有显著的碳减排效益。地聚物胶凝产物通过物理吸附和化学结合，将固废原材料的重金属离子所封固，浸出液中Pb和其他重金属浓度分别满足Ⅳ级和Ⅲ级地下水标准，对道路周围环境的污染风险较低。粉煤灰和矿渣粉通过碱激发产生了水化硅铝酸钙(C-A-S-H)和水化硅铝酸钠(N-A-S-H)等胶凝产物；同时在地聚物结合料的碱性条件下，钢渣集料表面水化速率加快并产生胶凝化，生成了晶体产物水化石榴石和...     

两种养护条件下水泥-粉煤灰胶凝体系的性能

通过测定不同粉煤灰掺量的水泥净浆的化学结合水量、孔隙结构和抗压强度,研究了在蒸汽养护与标准养护条件下水泥-粉煤灰胶凝材料的性能。试验结果表明:蒸汽养护条件加快了水泥-粉煤灰胶凝体系的早期水化速率,提高了硬化浆体的早期抗压强度,但与标准养护条件下的对应试件相比,硬化浆体的孔径粗化,且后期强度增长较缓。     

SAP内养生路面混凝土抗渗性及机理研究

为改善路面混凝土抗渗性能,采用高吸水性树脂(SAP)对路面混凝土进行内养生,设计氯离子渗透试验、劈裂抗拉强度试验,研究不同SAP参数对路面混凝土抗渗性及劈裂抗拉强度的影响,同时设计水化热测试、水化反应程度测试及扫描电镜(SEM)等微观试验,探索SAP参数对胶凝材料水化过程及混凝土微观形貌的影响。结果表明：SAP显著提高了混凝土抗渗性及劈裂抗拉强度,0.17%掺量的SAP内养生混凝土氯离子迁移系数比基准组降低33.62%,劈裂抗拉强度增大50.07%;SAP的加入,有效降低胶凝材料水化放热速率、降低放热量、延缓水化进程、提高水化反应程度;SAP增强胶凝材料与集料黏附性,明显减小混凝土表面裂缝,同时促进胶凝材料二次水化,产生的大量水化产物,充分填充混凝土内部孔隙及SAP释水残留孔,增强了浆体密实性,从而改善混凝土抗渗性等耐久性。     

纳米改性路用混凝土抗盐冻性能试验研究

为改善路用混凝土抗盐冻性能,选取4种纳米材料SiO_2、TiO_2、Al_2O_3和Fe_2O_3,采用单掺方式(掺量均为水泥质量的1%),制备20组试件,配制浓度为3%的NaCl溶液,分别进行弯拉强度试验和冻融循环试验,测得混凝土的弯拉强度及不同冻融循环次数下混凝土的弯拉强度损失、质量损失和相对动弹模量。研究结果表明:(1)4种纳米材料均可有效提高路用混凝土的弯拉强度,改善混凝土的抗盐冻性能;(2)SiO_2增强混凝土弯拉强度效果最好,TiO_2改善混凝土抗盐冻效果最佳。     

基于胶凝材料颗粒匹配的隧道喷射混凝土配合比优化设计

胶凝材料颗粒匹配所造成的差异会影响胶凝材料间的空隙,进而影响混凝土的力学性能和耐久性。依托实体工程,采用激光粒度分析仪分析水泥、粉煤灰和矿渣的粒径分布情况,以净浆流动度、坍落度和扩展度表征净浆和混凝土的工作性,对粉煤灰和矿渣的颗粒匹配进行评价。对硬化浆体水化产物的微观形貌和化学组成进行分析,对混凝土强度进行测试,基于胶凝材料颗粒匹配对喷射混凝土性能影响的结果,对喷射混凝土配合比进行优选。结果表明：在其他条件一定的情况下,粉煤灰∶矿渣为1∶3时,其流动性能最好,表现出良好的力学性能。粉煤灰∶矿渣为3∶1时净浆流动性能最差,试件的强度最低,同颗粒匹配的混凝土试件强度也得出了相似的试验结果。微观形貌测试佐证了净浆流动度和强度的试验结果。综合考虑流动度和强度试验结果,粉煤灰∶矿渣为1∶1时,胶凝材料的颗粒匹配度好,可视为最优配合比。     

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。     

盾构隧道管片的保护层材料及其制备方法

本发明涉及一种盾构隧道管片的保护层材料及其制备方法。盾构隧道管片的保护层材料,其特征在于它主要由胶凝材料、主体骨架细颗粒材料和水混合而成,主体骨架细颗粒材料的加入量为胶凝材料的水泥重量的1．0～1．5倍,水的加入量为胶凝材料重量的0．20～O．24倍;所述的胶凝材料主要由下述3种：     

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。     

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%。     

蒸养条件下C50预制混凝土构件性能研究

研究了高温蒸养(50℃)对混凝土强度的发展规律，对比不同养护方式下混凝土抗压强度、回弹模量及结构实体的回弹强度。研究结果表明，蒸养能显著提高混凝土的早期力学性能，蒸养1 d时，强度可达设计强度97.4%,回弹模量可达到设计指标的85.2%,预制构件回弹强度提高18.8%,可有效缩短预制构件出件时间，大幅提高预制梁场生产效率。蒸养加速胶凝材料体系的水化进程，水化反应速率增大，水化放热量增加，胶凝材料体系的水化程度提高；水泥-粉煤灰-矿渣粉复合胶凝材料体系可改善蒸养对混凝土内部孔隙结构产生的热胀作用，保证了混凝土整体结构密实，28 d氯离子扩散系数降低。     

液体无碱速凝组分的速凝机理探讨

通过测试单独掺入液体无碱速凝组分硫酸铝和氟化铝后水泥浆的凝结时间以及对掺速凝组分后达到终凝、水化1 d及水化7 d 的水泥浆体进行XRD图谱分析,深入探讨液体无碱速凝剂组分硫酸铝和氟化铝对水泥的速凝机理。试验结果表明： 硅酸盐水泥中掺入硫酸铝溶液因生成大量的钙矾石,同时因消耗大量的钙离子及水化热的作用促进C3S的水化作用导致浆体快速凝结;氟化铝溶液主要通过形成C3AH6 而导致水泥浆体速凝,氟化铝溶液中铝离子对水泥水化起速凝作用,而氟离子起缓凝作用。     

水泥对乳化沥青冷再生材料性能影响的宏微观分析

为了研究水泥对乳化沥青冷再生材料性能的作用机理和确定水泥掺量的最佳范围,本研究对不同水泥掺量(0%~5%)的乳化沥青冷再生材料进行了微观形貌观测和化学成分分析,并对乳化沥青混合料性能进行宏观力学测试。通过扫描电镜测试和电子能谱分析表明:(1)扫描电镜观测到的纤维状晶体确实为水泥与混合料中的水相发生水化反应生成的水化产物,这些水泥水化产物和沥青形成的胶浆复合物在空间中呈立体网格结构;(2)水泥掺量为1%~2%时,水泥水化后的产物没有形成棱角分明的纤维晶体,呈圆柱状,纤维较短(10μm),大多分布在5μm左右,当水泥掺量大于3%时,水化后的晶体分布致密,呈针状,纤维较长(部分水泥水化产物晶体长度 20μm);(3)这些水泥水化产物对乳化沥青冷再生混合料具有"加筋"作用,能够提高乳化沥青冷再生混合料的早期强度。通过高温车辙试验、小梁低温弯曲试验及抗水损害试验研究发现:(1)乳化沥青冷再生混合料的高温稳定性和水稳定性随着水泥掺量的增加而提高;(2)低温性能随着水泥掺量的增加呈现先升高后降低的变化特性,当水泥掺量在1%~2%范围内,乳化沥青厂拌冷再生混合料性能最佳。     

原材料掺量对大流动高性能砼工作性能的影响

通过试验检测,研究了胶凝材料用量、砂率、粉煤灰细度和掺量、粉煤灰与矿渣双掺及早强剂对大流动高性能砼流动性、稳定性、填充性、间隙通过性等工作性能的影响,得出了胶凝材料最佳用量为520～540 kg/m3、砂率宜较大、粉煤灰适宜掺量为10％～30％且超细粉煤灰优于Ⅱ级粉煤灰、粉煤灰和矿渣双掺时矿渣掺量不宜大于20％也不宜低...     

石灰—抛光砖粉结合料的性能研究

以工业废弃物陶瓷抛光砖粉作为一种新型公路工程无机结合料,将之与粉煤灰进行对比,测试了2种结合料的强度和水稳定性,采用XRD、SEM等手段分析其水化产物及微观形貌.结果表明:在相同配比条件下,石灰-抛光砖粉结合料与石灰-粉煤灰结合料相比,前者的早期抗压强度略有提高,28 d抗压强度增幅明显,平均增幅达190%,最大增幅高达210%;前者的7 d、28 d软化系数均高于后者,具有更好的水稳定性.SEM测试进一步说明,石灰-抛光砖粉结合料生成的水化产物更多,结构更致密,在结构与性能上优于石灰-粉煤灰结合料.     

盐渍土改良机理研究

为研究盐渍土的改良机理,首先分别研究了石灰、粉煤灰和水泥的工程特性,然后深入分析了石灰改良盐渍土、石灰粉煤灰改良盐渍土和石灰粉煤灰水泥改良盐渍土的机理,对比研究了盐渍土改良微观试验,对盐渍土改良效果进行了分析。结果表明:石灰改良盐渍土主要通过石灰的水化、离子交换、Ca(OH)2的结晶、Ca(OH)2的碳酸化、火山灰反应和化学作用来实现盐渍土的改良;二灰改良盐渍土通过离子交换及团粒化作用、硬凝反应、碳酸反应和氯离子与粉煤灰的反应来实现盐渍土的改良;三灰改良盐渍土不但具有以上的化学物理反应来实现盐渍土的改良,更可通过水泥自身的水化来增加强度;盐渍土含有的易溶盐NaCl、Na2SO4中的Cl-、SO42-可与改良剂反应,使得改良盐渍土的效果更好。