单掺粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥水化进程及强度的影响

以石英粉作为参照,通过监测水化热、悬浮液pH值及凝结时间变化研究了粉煤灰和矿渣粉(GGBS)对磷酸镁水泥水化进程的影响,并测定了砂浆的抗压强度及硬化浆体的孔结构。结果表明,粉煤灰和矿渣粉对磷酸镁水泥的水化具有较强的延缓作用,且矿渣粉的缓凝效果更强。粉煤灰和矿渣粉能够改善硬化浆体的孔结构,其中矿渣粉的改善效果更为显著。在15%(质量分数)掺量下,单掺粉煤灰和矿渣粉的磷酸镁水泥砂浆2 h抗压强度都略高于纯磷酸镁水泥砂浆。掺粉煤灰的磷酸镁水泥砂浆后期抗压强度等于或略高于纯磷酸镁砂浆,掺矿渣粉的磷酸镁水泥砂浆后期抗压强度显著高于纯磷酸镁水泥砂浆。     

矿渣、钢渣对水泥强度、孔结构和压蒸膨胀率的影响

通过在硅酸盐水泥中加入不同掺量矿渣粉以及不同掺量和细度的钢渣粉,研究了矿渣和钢渣对水泥强度,孔结构和压蒸安定性的影响.实验结果表明:矿渣与熟料的比例是控制特定钢渣掺量的水泥28 d抗压强度的决定性因素,熟料和矿渣按照1:1混和的水泥具有最高强度,影响水泥28 d最高抗折强度则是矿渣掺量.加入钢渣增大了水泥的孔隙率,而加入矿渣则可以减少试块孔隙率;矿渣能够明显细化浆体的孔结构,钢渣矿渣水泥的28 d抗压强度主要受到大于50 nm孔隙含量的影响.水泥压蒸膨胀率随着钢渣掺量增加而增加,矿渣能够显著改善钢渣水泥的压蒸安定性.     

陶瓷抛光砖粉对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

以陶瓷抛光砖粉为混凝土掺合料,采用膨胀珍珠岩作活性集料,测试陶瓷抛光砖粉对碱集料反应的影响;利用电通量法测定标准养护28 d混凝土的电通量值,采用硝酸银显色法分别测定标准养护28 d水泥胶砂经10次、20次干湿循环后氯离子渗透深度,通过压汞法、SEM等测试手段分析掺陶瓷抛光砖粉水泥硬化浆体的显微结构,研究陶瓷抛光砖粉作掺合料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响,并将之与粉煤灰对比.结果表明:混凝土电通量测试结果与水泥胶砂硝酸银显色法的测试结果之间具有较好相关性.陶瓷抛光砖粉作混凝土掺合料,能发挥其二次水化作用及对水泥硬化浆体孔结构的细化作用,增强混凝土抗氯离子渗透能力,抑制碱骨料反应.在相同掺量条件下,单掺抛光砖粉混凝土抗氯离子渗透能力优于掺试验用Ⅱ级粉煤灰混凝土.与单掺抛光砖粉相比,复掺抛光砖粉与粉煤灰,其后期抗氯离子能力较强.抛光砖粉与矿渣复掺效果优于抛光粉与粉煤灰复掺;随矿渣掺量的增加,混凝土抗氯离子渗透能力增加.     

掺合料对硫铝酸盐水泥抗Cl-渗透性能的影响

研究了矿渣、粉煤灰和沸石粉单掺及复掺时对硫铝酸盐水泥砂浆Cl-渗透性的影响,采用SEM、孔结构等方法分析了不同龄期的净浆水化产物.结果表明,在硫铝酸盐水泥浆体中,加入掺合料可以改善结构致密性,提高抗Cl渗透能力,3种掺合料作用效果为:矿渣＞粉煤灰＞沸石粉;复掺时效果更好,矿渣与粉煤灰复掺＞矿渣与沸石粉复掺＞沸石粉与粉煤灰复掺.     

钢渣和石灰石粉对混凝土抗碳化性能的影响

为了探讨钢渣和石灰石粉对混凝土抗碳化性能的影响规律和机理,对混凝土的碳化深度、孔溶液的碱度、抗压强度和孔隙率进行了测定.结果显示,单掺钢渣或复掺钢渣与石灰石粉均会对混凝土的抗碳化性能产生不利的影响,其中复掺钢渣与石灰石粉的不利影响相对较小;钢渣和石灰石粉对混凝土硬化浆体孔溶液的碱度影响较小;单掺钢渣或复掺钢渣与石灰石粉均会降低混凝土的密实度,这是造成混凝土抗碳化性能下降的主要原因,其中复掺钢渣与石灰石粉对混凝土密实度的不利影响的程度较小.     

矿物掺合料对高阿利特水泥混凝土性能的影响研究

本文研究了矿渣、粉煤灰和烧页岩等矿物掺合料对高阿利特水泥混凝土氯离子渗透性、力学性能及浆体孔结构的影响.试验结果表明:单掺矿渣或粉煤灰能提高抗氯离子渗透能力,复合掺加矿物掺合料可充分发挥各自的性能特性,更有效地提高耐久性能;适量单掺矿渣和烧页岩以及复合掺加矿物掺合料可以提高混凝土的强度;从机理上分析,高阿利特水泥熟料可有效激发矿物掺合料的潜在水化活性,细化了浆体孔径,从而提高了混凝土的抗氯离子渗透性能和强度.     

钢渣-矿渣复合矿粉对水泥水化的影响

为了促进钢渣的资源化利用,克服纯钢渣粉活性低的缺点,将钢渣粉与矿渣粉按不同比例进行复配,并取代30%的水泥制备净浆。测试各试验组的抗压强度、水化放热速率和放热量,并对硬化浆体进行XRD、SEM和MIP测试。结果表明,当钢渣粉与矿渣粉的质量比例为1∶1时,最有利于提升水泥的抗压强度,而单掺30%钢渣粉的抗压强度最低。水化热测试发现,掺入30%纯钢渣粉的试验组具有最大的水化放热速率和水化放热量。XRD、SEM和MIP测试发现,掺入复合矿粉后生成新的水化产物Al₂Mg₄(OH)₁₂(CO₃)(H₂O)₃,硬化体更为致密,并且孔隙率和平均孔径均降低。     

钢渣比表面积和掺入量对水泥性能的影响

提高钢渣的综合利用已经成为亟需解决的环境课题和资源课题,意义重大.研究了钢渣比表面积及掺入量对硅酸盐泥标准稠度需水量、凝结时间和强度的影响;同时研究了钢渣(比表面积约为400m2/kg)与矿渣或钢渣与粉煤灰复掺,对水泥度的影响:并通过FI-IR和SEM测定,对养护28d的硬化浆体水化产物的物相组成、形貌及微观结构进行了分析.结果表明(1)钢渣的比表面积越大,其活性越高;(2)掺加适量(≤30%)磨细钢渣,可以提高硬化浆体的致密度,降低孔隙率,提高强度(3)钢渣与矿渣、钢渣与粉煤灰复掺时,综合效果更佳.     

绿色生态混凝土胶凝材料浆体的流变性能

采用25 mm平行板式流变仪对水胶比为0.29的单掺粉煤灰(FA)、单掺矿渣(SG)以及粉煤灰和矿渣复掺的水泥基胶凝材料浆体进行了流变性能测试,基于H-B流变模型,并采用Matlab软件编程对试验数据进行了拟合.试验结果表明:单掺粉煤灰的水泥基胶凝材料浆体呈现先剪切增稠后剪切变稀行为,而单掺矿渣的水泥基胶凝材料浆体呈现先剪切变稀后剪切增稠行为;粉煤灰与矿渣复掺后粉煤灰对水泥基胶凝材料浆体流变性能的影响比矿渣的影响更大.同时得出了粉煤灰、矿渣单掺时以及粉煤灰与矿渣复掺时不同掺量条件下水泥基胶凝材料浆体的表征参数值.研究结果还表明:FA∶ SG为1∶1复掺等量取代水泥30％组成的水泥基胶凝材料浆体,其屈服应力值较小,而粘度相对较大,为绿色生态混凝土目标孔隙率的实现奠定了理论基础.     

含偏高岭土胶凝材料水化产物微孔结构的研究

对不掺活性掺合料、掺10％的偏高岭土和掺5％硅灰的水泥净浆孔结构特征进行比较,后两者浆体各龄期的总孔隙率均低于不掺活性掺合料的水泥;随着水化的进行,掺偏高岭土水泥硬化浆体的最可几孔径向低孔径方向移动。     

碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的性能与硬化浆体结构

为充分利用磷渣和粉煤灰两种工业废渣生产高性能胶凝材料,研究了不同磷渣/粉煤灰配合比的碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料性能,并用扫描电子显微镜和压汞仪分析了硬化浆体的细观结构和孔结构.结果表明:碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的凝结时间正常,在粉煤灰掺量为0～30 %(质量分数)范围内,随粉煤灰的掺量的增加,碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的凝结时间略有延长.与普通硅酸盐水泥相比,碱-磷渣胶凝材料的抗压强度较高,其3d和28d抗压强度分别可达到30.9MPa和98.8MPa,但其抗折强度相对较低.掺加粉煤灰后碱胶凝材料的抗压强度降低,而抗折强度提高.碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的耐蚀性和抗冻性能均显著优于硅酸盐水泥,其干缩比硅酸盐水泥的大.用部分粉煤灰取代磷渣粉可一定程度减小干缩.碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料硬化浆体的结构非常致密,其孔隙率和平均孔径均小于普通硅酸盐水泥硬化浆体.     

岩棉炉渣水硬活性及其水泥砂浆的耐久性分析

为循环利用岩棉生产过程中排出的炉渣废料,将其磨成3个细度的粉体,分别与岩棉纤维粉、粉煤灰和粒化高炉矿渣粉(简称矿粉)进行对比分析.结果表明:炉渣主要化学成分及含量接近粉煤灰.炉渣中玻璃体含量较高,同时存在少量结晶相,结晶度为5.28％.提高炉渣粉磨细度可显著增加活性.450 kg/m2比表面积的炉渣粉强度活性指数比粉煤灰高出约10％,低于同等细度的矿粉.掺入炉渣粉的水泥砂浆试件抗渗和抗冻性优于粉煤灰砂浆,而低于矿粉砂浆试件.孔结构测试分析表明,炉渣粉水泥砂浆孔隙率和多害孔含量介于矿粉水泥砂浆和粉煤灰水泥砂浆之间.粉磨制备的岩棉炉渣粉体具备作为矿物掺合料的可行性.     

A study on the relationship between porosity of the cement paste with mineral additives and compressive strength of mortar based on this paste

Mercury intrusion porosimetry study was carried out on ordinary Portland cement (OPC) pastes with 10% to 40% mineral additives, such as steel-making slag, granulated blast furnace slag and fly ash. For all samples, the porosity of paste and compressive strength of mortar based on this paste were determined at 3, 7, 28, 90 and 180 days. Relationship between the porosity and strength was investigated and some equations for the strength-porosity relationship were presented according to Balshin multiplicative model. Results show that mineral additives delayed process that micropore structure of OPC paste developed and strength development of sample with mineral additives was faster than that of OPC sample. Balshin equation fits the results of strength and porosity of all samples and there is a strongly quantitative relationship between strength and porosity. After being mixed with mineral additives, the intrinsic strength σ₀ and power n both increased and the sequence of σ₀ and n for different mineral additives was fly ash>steel-making slag>blast furnace slag.     

A model to predict the amount of calcium hydroxide in concrete containing mineral admixtures

This study examines in detail the degree of reactivity of admixtures, such as fly ash and blast furnace slag, and their effect on the levels of calcium hydroxide in cement paste. Experimental results indicate that reactivity between calcium hydroxide and mineral admixture is dependent on the amount of calcium hydroxide and the degree of hydration of mineral admixtures.From these results, a model was formulated to predict the reaction between calcium hydroxide and mineral admixtures, and its validity verified by comparing calculated data with the data from the tests with cement mortar specimens. The calculated values of calcium hydroxide agree well with the test results. The parameters of the prediction model are dependent on the physical and chemical characteristics of mineral admixtures.     

高铁掺合料对水泥浆体导电性能的影响

试验研究了掺加磨细钢渣、粉煤灰等掺合料后水泥浆体导电性能的变化。研究结果表明掺加含铁量较高的粉煤灰和磨细钢渣的水泥浆体电阻率有所降低,并且当粉煤灰和磨细钢渣掺量较大时,水泥浆体电阻率降低较为明显。     

粉煤灰和磨细矿渣对高强轻骨料混凝土抗渗及抗冻性能的影响

研究了粉煤灰和磨细矿渣对高强轻骨料混凝土抗渗及抗冻性能的影响。结果表明：粉煤灰和磨细矿渣的复合掺入能显著提高高强轻骨料混凝土的强度、抗渗及抗冻性能。在不掺入引气剂的情况下,轻骨料混凝土的抗冻性达F200以上。轻骨料混凝土的扫描电镜照片表明：粉煤灰和磨细矿渣的综合效应,使火山灰反应更加充分,Ca(OH)2含量降低,轻骨料与水泥石的界面过渡区得到强化,混凝土结构更加密实,其抗渗、抗冻性能得到进一步提高。     

混合材料微粉对水泥砂浆性能的影响

用不同掺量的矿渣粉及粉煤灰对水泥砂浆流动性和抗压强度进行了试验研究。结果表明：矿渣粉和粉煤灰都可以提高砂浆的流动性,它们对水泥砂浆的流动度及抗压强度的影响与水泥品种及砂浆配合比有关。     

海水和矿物掺合料对硫铝酸盐水泥砂浆性能的影响

本文研究了不同拌和水以及海水拌和时粉煤灰和硅灰掺量对硫铝酸盐水泥(SAC)砂浆力学性能和表观孔隙率以及净浆凝结时间、化学收缩、孔溶液pH值和氯离子结合能力等的影响,并通过XRD、SEM和EDS分析水泥水化产物和微观结构。结果表明,海水能加快SAC早期水化并提高其早期强度,但后期强度和淡水拌和时无明显差别。粉煤灰和硅灰均会延长SAC凝结时间,对早期抗压强度不利,而掺加质量分数为5.0%和7.5%的硅灰能提高SAC砂浆28 d抗压强度。硅灰掺量增加时会提高用水量和表观孔隙率,降低流动性,使水泥化学收缩增大,降低净浆pH值且减少氯离子结合量;粉煤灰能够提高砂浆流动性,减少水泥化学收缩,但掺量越大对SAC砂浆抗压强度和抗折强度越不利,掺质量分数为10%的粉煤灰可小幅提高氯离子结合量且减小表观孔隙率。     

海水环境下矿物掺合料对硫铝酸盐水泥的水化影响

研究了海水环境下掺入硅灰、粉煤灰、矿渣对硫铝酸盐水泥抗压强度、化学收缩和水化产物的影响规律.结果表明:当硅灰的掺量为2.5%时,水泥浆体的抗压强度比空白组高.矿渣掺量为10%的水泥浆体28 d抗压强度明显超过掺入硅灰和粉煤灰时的强度,60 d强度高于空白组.掺入2.5%硅灰后,水泥浆体的化学收缩增大;在水化早期,粉煤灰和矿渣的火山灰活性很低,导致水泥浆体的化学收缩降低.掺入10%硅灰加快了硫铝酸盐水泥3 d水化反应,钙矾石生成量增多,水泥浆体早期强度比掺其它掺合料有所提高,但体积过快膨胀会破坏其内部结构,对水泥浆体的强度发展不利.     

粉煤灰-水泥浆体的孔体积分形维数及其与孔结构和强度的关系

采用压汞法对不同龄期粉煤灰-水泥浆体的孔分形结构进行了实验研究，测定了复合浆体孔体积分形维数，探讨了孔体积分形维数与孔隙率，孔表面积、平均孔径、孔分布及宏观力学性能的关系。实验结果表明：粉煤灰-水泥浆体的孔结构具有明显的分形特征，孔体积分形维数在3．3～3．5之间；孔体积分形维数越大，浆体的孔径越小、孔隙率越低，孔表面积越大，小于20nm的微孔越多，大于100nm的大孔越少，而且复合体系的抗压及抗折强度也越高。