钢渣粉-水泥复合体系水化热及动力学研究

为了研究钢渣粉对水泥水化的影响,通过水化热和水化动力学模拟,研究了钢渣粉掺量及细度对水泥早期水化进程及反应机理的影响。结果表明:与纯水泥相比,细钢渣粉缩短诱导期,粗钢渣粉延长诱导期;细钢渣掺量为15%时,加速期缩短,细钢渣掺量超过15%时,加速期延长;钢渣比表面积增大或掺量增加,第3放热峰提前;总放热量随钢渣掺量增加而降低,随比表面积增大而提高;结晶成核与晶体生长控制加速期,钢渣粉掺入会降低反应阻力,且反应阻力随着钢渣粉掺量的增加,先降低后略微增大;粗钢渣粉-水泥复合体系的反应阻力大于细钢渣粉-水泥复合体系;稳定期反应进程受扩散控制,扩散阻力随着掺量增加先增大后降低;钢渣粉比表面积增大,扩散阻力增大。研究成果为钢渣粉-水泥复合体系水化动力学进一步的研究提供了基础。     

单掺钢渣粉混凝土早期抗裂性能研究

采用刀口法进行试验,研究分析不同水胶比和不同钢渣粉掺量对混凝土早期抗裂性的影响。结果表明,在水胶比小于等于0.40时,水胶比对混凝土抗裂性能的影响较为明显;在相同的水胶比下,掺钢渣粉的混凝土与对照组比较,前者由于掺加了钢渣粉,延长了混凝土的初裂时间,随着掺量的增加,混凝土的抗裂性越突出。更多还原     

无约束多条件下钢渣水泥砂浆的长期干缩性能

工业钢渣中含有部分C₂S、C₃S等矿物,具有与水泥熟料相似的胶凝性能,但因其含有一定量的f-CaO和f-MgO,掺量过大易引起安定性不良。为了更好地将钢渣细集料应用到水泥砂浆中,采用水泥胶砂干缩试验,研究其在不同养护条件及不同龄期下对水泥砂浆长期干缩性能的影响。试验结果表明:在标准养护条件下,单掺钢渣粉60%和单掺钢渣砂70%时,钢渣水泥砂浆的干缩率最小。复掺钢渣粉与钢渣砂时,观察到掺量控制在钢渣粉20%、钢渣砂40%和钢渣粉30%、钢渣砂60%时,钢渣水泥砂浆的干缩率最小。在恒温养护条件下,单掺钢渣粉35%与单掺钢渣砂40%时,水泥砂浆的长期干缩值最小。     

不同聚合物乳液对水泥砂浆特性影响及作用机理

通过试验对比研究了苯丙聚合物乳液、丁苯乳液、VAE聚合物乳液、丙烯酸脂聚合物乳液对水泥砂浆工作性能、强度性能、抗渗性能等的影响。研究结果表明：聚合物乳液对水泥砂浆的减水作用明显,其中丁苯乳液的减水率高达36%;随着聚合物掺量的加大,聚合物改性水泥砂浆的凝结时间逐渐延长,其中苯丙乳液的缓凝效果最为明显;聚合物乳液的加入可显著提高水泥砂浆的抗折强度及折压比,从而降低了其脆性;掺加聚合物乳液能在一定程度上降低水泥砂浆的渗透性,其中丁苯乳液改性水泥砂浆的渗透性可提高至V级抗渗标准。     

不同石粉参数对混凝土力学性能的影响

为研究不同石粉参数对混凝土力学性能的影响，应用正交试验法开展了石粉混凝土抗压强度和抗折强度试验，并通过SEM和MIP试验对石粉影响下混凝土的微观结构进行测试分析，最后基于BP神经网络对混凝土28 d抗压强度进行预测分析和变参数扩展分析。结果表明：石粉掺量对混凝土抗压强度和抗折强度影响最大，其次是石粉岩性，石粉细度影响最小。混凝土强度随石粉掺量的增加先增大后减小，掺量为10%时混凝土抗压强度较基准组提高了18.21%,抗折强度提高了17.91%;3种石粉混凝土强度的大小依次为凝灰岩粉>石灰石粉>红砂岩粉；随着石粉细度的增加强度逐渐增大。基于BP神经网络建立的石粉混凝土强度预测模型平均相对误差为2.33%,通过对试验结果的变参数扩展分析，得到预测值与试验结果的变化规律一致。     

养护制度及掺合料掺量对混凝土力学性能的影响研究

矿渣和粉煤灰作为掺合料在混凝土中的应用日益普及,掺量也不断提高,尤其在硫酸盐、氯离子和海水侵蚀环境的混凝土中,掺合料是不可或缺的重要组分。该文研究了大掺量矿渣和粉煤灰混凝土的力学性能与掺合料种类、掺量以及养护制度之间的关系。结果表明,矿渣粉和粉煤灰混凝土试件抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均比不掺的低,且随掺量的增加,呈线性降低;掺合料的种类、掺量对混凝土的拉压比和折压比无明显影响。养护对混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的增长均非常重要,对粉煤灰和矿渣粉混凝土尤其重要。     

石灰石粉对胶砂性能影响程度的初步研究

通过对伊犁特克斯河山口水库大坝内部碾压混凝土进行掺石灰石粉部分替代粉煤灰的性能试验,研究石灰石粉的细度、掺量对大坝内部碾压混凝土强度、变形等性能的影响。     

水工聚合物改性水泥砂浆性能试验研究

研究了苯丙乳液、VAE聚合物乳液对水泥砂浆工作性能、凝结性能、力学性能的影响。试验结果表明：随着两种聚合物乳液掺量的增加,水泥净浆的初凝与终凝时间逐渐延长,VAE707乳液对水泥净浆初凝和终凝时间的影响相当,而苯丙乳液对水泥净浆初凝时间的缓凝效果要强于终凝效果。养护28 d龄期后的两种聚合物乳液改性水泥砂浆抗折强度较普通水泥砂浆有大幅度提高,相对普通水泥砂浆而言,苯丙乳液改性水泥砂浆折压比明显降低,VAE乳液对水泥砂浆的折压比影响不明显。     

养护温度和矿物掺和料对砂浆渗透性的影响

为研究矿物掺和料单掺、复掺以及改变养护温度对水泥砂浆抗氯离子渗透性的影响,利用电通量法展开了一系列试验。试验结果表明:在提高养护温度的情况下,掺入不同矿物掺和料的水泥砂浆其电通量均有大幅度降低,提高了抗氯离子渗透性能,其中3种矿物掺和料单掺对水泥砂浆抗氯离子渗透性的改善效果从大到小依次为硅粉,矿渣,粉煤灰;两种不同掺和料复掺改善效果从大到小依次为硅粉+粉煤灰,硅粉+矿粉,粉煤灰+矿粉;在提高养护温度的条件下,矿物掺和料复掺的水泥砂浆的抗氯离子渗透性能力明显优于矿物掺和料单掺的水泥砂浆。     

钢渣基矿物掺合料混凝土长期耐久性能研究

针对钢渣应用于混凝土中,特别是和其他掺合料复合时抗氯离子、碳化以及抗硫酸等耐久性能展开研究。试验研究表明,单掺钢渣粉混凝土抗氯离子渗透性能较差,提高钢渣粉的比表面积以及复掺钢渣粉、矿渣粉对于抗氯离子渗透性能有利;单掺钢渣粉混凝土的抗碳化性能和抗硫酸盐侵蚀性能较差,可以通过提高混凝土强度等级和复掺矿粉进行优化。     

混凝土再生粉复合锰渣的胶凝性试验研究

原材料各组分对胶凝材料性能的影响较大,为此,探讨混凝土再生粉、锰渣、Na2SO4的掺量及水灰比对砂浆力学性能的影响,并采用吸水动力学法测定砂浆的孔结构参数(孔均匀系数、平均孔径、干表观密度),同时测定高温后砂浆的力学性能。结果表明:砂浆中掺入适量的Na2SO4、混凝土再生粉、锰渣或降低水灰比,均有利于提高砂浆的抗折强度,在早期较为显著,对后期的影响较小;适量的锰渣掺量有利于提高砂浆的抗压强度和耐高温性能; Na2SO4、混凝土再生粉、锰渣和水灰比都能在一定程度上改变砂浆的孔径分布,细化孔结构。因此,适量混凝土再生粉、锰渣、Na2SO4的掺入或降低水灰比,有利于提高砂浆的抗折/抗压强度和耐高温性能,细化砂浆孔结构。     

掺矿渣微粉和粉煤灰的水泥胶砂性能试验研究

 根据正交设计法,利用L24(61×41×23)正交表安排试验,探讨了混合材掺 量、矿渣微粉与粉煤灰的比例、矿渣微粉细度、粉煤灰品种对水泥胶砂流动度、7,28,90 d 龄期的抗压强度的影响,初步确定水泥熟料、矿渣微粉、粉煤灰三元体系的较优组合。结果 表明,粉煤灰与矿渣微粉双掺比单掺矿渣微粉或单掺粉煤灰的水泥胶砂,具有一定的优势。     

石灰石粉和粉煤灰对干燥状态下砂浆性能的影响

为研究石灰石粉和粉煤灰对干燥状态下砂浆性能的影响.设计了两组砂浆配合比进行对比试验.试验结果表明,掺加石灰石粉和粉煤灰都有减小砂浆干缩的作用.而且效果相当;石灰石粉掺量在30%以内时,长期干燥对砂浆的抗压强度和抗折强度影响较小,而且再次水养后强度恢复较高.     

非晶合金纤维增强水泥砂浆性能试验研究

以钢纤维为对比,研究了不同掺量的非晶合金纤维对水泥砂浆流动性、抗压和抗折强度的影响,提出了预测非晶合金纤维混凝土抗折强度的经验公式,并采用扫描电子显微镜观察纤维与基体的粘结状态。结果表明:与钢纤维相比,非晶合金纤维显著提高了砂浆的力学性能。1.0%掺量下非晶合金纤维增强砂浆28 d抗压强度和抗折强度与未掺纤维试样相比分别增加了28.6%和51.9%,与相同掺量下钢纤维增强砂浆相比分别增加了9.9%和14.5%。非晶合金纤维抗拉强度高,抗腐蚀性能强,在砂浆中分散均匀,与砂浆基体粘结良好,在较低掺量下即可有效提高砂浆的抗压和抗折强度,增加砂浆的韧性。     

橡胶粉掺量和细度对路用橡胶混凝土物理力学性能影响分析

为研究橡胶粉掺量和细度对路用橡胶混凝土物理力学性能的影响规律,以3种橡胶粉掺量和4种橡胶粉细度为变化参数,对橡胶混凝土和普通混凝土进行抗弯拉强度和立方体抗压强度试验,并得出橡胶混凝土脆性系数。试验结果表明:橡胶混凝土脆性较小,具有良好的变形能力;橡胶粉掺量对混凝土各强度指标的影响程度高于细度对其的影响;橡胶粉掺量10%和20%的橡胶混凝土的抗弯拉强度和立方体抗压强度均随橡胶粉掺量的增加而减小,随橡胶粉细度的增大而增大;橡胶混凝土脆性系数随着橡胶粉掺量的增加而不断减小;橡胶粉掺量30%、细度为177 μm的橡胶混凝土性能指标的离散性较大,建议实际工程中采用掺量≤20%,细度≤250 μm的橡胶粉。研究成果可为橡胶混凝土在道路工程的应用提供参考。     

水泥细度对水泥砂浆抗冻性能的影响研究

为研究水泥细度对水泥砂浆抗冻性能的影响,对3种不同水泥细度的水泥砂浆试件进行了抗冻性试验,对比分析水泥细度对水泥砂浆抗压强度、电阻率演化特性的影响规律,建立了相应的冻融损伤模型。结果表明:适当增加水泥细度可以提高砂浆的抗冻耐久性,过度提高水泥细度对抗冻性的提高没有帮助,不同水泥细度的砂浆抗压强度大致呈指数衰减。砂浆的冻融破坏是由表及里逐渐加大的一个过程,不同深度的电阻率与冻融次数间的也是呈指数衰减。     

复合侵蚀环境下含石灰石粉砂浆的劣化行为

为研究混凝土在掺入石灰石粉后的抗复合侵蚀性能，采用不同含量的石灰石粉制备水泥净浆及砂浆试件，将其浸泡在盐酸与硫酸镁复合侵蚀溶液中展开试验。运用pH测试仪测试溶液的pH值变化，并通过强度试验及XRD能谱分析，观测不同侵蚀时间下水泥砂浆试件强度和侵蚀产物的变化，揭示石灰石粉对水泥砂浆抗盐酸与硫酸镁复合侵蚀性能的影响。结果表明：前期侵蚀溶液的pH变化较快，后期较慢；在侵蚀28d之前，砂浆试件的强度呈上升趋势，28 d之后随着石灰石粉掺量的增加，强度呈下降趋势。侵蚀过程中主要表现为酸与氢氧化钙和碳酸钙的反应，镁离子侵蚀并不明显；由于硫酸根离子的存在，侵蚀过程中会生成石膏，可延缓侵蚀进程。     

锂渣、钢渣高性能混凝土强度的试验研究

采用正交的试验方法,以混凝土强度3,7,28,90 d龄期的抗压强度和28 d龄期的劈裂抗拉强度作为评价指标。试验结果表明水胶比以0.27为最优,以28 d龄期为准,由试验确定的最佳锂渣和钢渣掺量分别为10%和20%,锂渣、钢渣高性能混凝土28d劈裂抗拉强度在一定程度上与其抗压强度呈现比例关系。在最优水胶比条件下,锂渣、钢渣高性能混凝土的28 d龄期及28 d龄期以后的抗压强度均高于常规混凝土和单掺锂渣混凝土,同时,7²8 d龄期的锂渣、钢渣混凝土强度增长幅度最大且最优。     

磷酸镁水泥制备试验研究

基于水工建筑物的应急抢险与快速修补加固处理的需要,运用常规的水泥凝结时间、强度等基本性能试验,研究各材料组成对磷酸镁水泥性能的影响,确定磷酸镁水泥配方,并对不同粒径砂土的磷酸镁水泥砂浆水胶比、养护条件、强度等进行了试验研究。结果表明,硼砂是磷酸镁水泥的有效缓凝剂;氧化镁细度对水泥性能有明显影响,氧化镁越细水泥早期强度越高,但细度过细凝结时间将难以满足施工要求;磷酸镁水泥配方为:P/M值1∶3,硼砂掺量10%,氧化镁细度宜为195 m~2/kg左右;磷酸镁水泥砂浆抗压强度与胶水比具有线性相关性,与龄期呈对数关系;水中养护与标准养护相比,抗压强度降低约6%～27%,磷酸盐水泥在长期水下环境中的适用性需论证。研究成果可为水工建筑物的应急抢险与快速修补加固处理提供参考和依据。