矿物掺合料对水泥系统泌水性能的影响

通过研究矿物掺合料对净浆泌水性能的影响,探索利用适宜的掺合料解决新拌混凝土泌水.试验结果表明:矿物掺合料钢渣、粉煤灰和石灰石等量替代水泥时可以降低水泥系统的泌水,而含不同品种和不同掺量的矿物掺合料水泥系统泌水性能存在明显差异.     

速凝剂与石灰石粉对水泥浆体性能的影响

通过不同掺量的速凝剂和石灰石粉对水泥浆体凝结时间、流动度、粘度、胶砂强度和水化进程的影响研究,探讨速凝剂与石灰石粉共同作用下对水泥浆体性能的影响。结果表明:石灰石粉能够提高水泥净浆的流动度和粘度,并且其流动度和粘度损失随着石灰石粉掺量的增加而增大。速凝剂掺量为5%时,石灰石粉掺量为5%,水泥的凝结时间进一步缩短,水泥胶砂3 d、7 d和28 d的抗压强度略有提高,当石灰石粉超过5%时,水泥的凝结时间随着石灰石粉掺量的增加反而延长,水泥的胶砂抗折、抗压强度随着石灰石粉掺量的增加而降低。水泥水化初始期和加速期的水化放热速率随着速凝剂掺量的增加而增加,掺加速凝剂后,水化加速期提前10 h,同时石灰石粉也能够提高水泥水化初始期和加速期的水化放热速率。掺加速凝剂后,水泥水化放热量反而降低了一半,但是加入石灰石粉后,水泥水化放热量增加。     

钢渣作为混合材在复合水泥中的应用

对钢渣作为一种混合材在复合水泥中的综合利用进行了研究,并通过X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、水化热测试、孔结构测试等现代物相检测手段,揭示钢渣复合水泥微观结构与宏观性能之间的内在联系。结果表明:钢渣能显著降低水泥的水化热,降低水泥的标准稠度用水量;钢渣水泥浆体线膨胀率很小,均没有超过0.1%,体积稳定性良好;一定掺量混合材能有效降低浆体孔隙率,改善孔径分布,提高浆体致密度;复合掺加20%钢渣、10%粉煤灰时,水泥的28 d抗折、抗压强度分别达到了8.3、48.9 MPa;钢渣和粉煤灰复合掺加有利于水泥强度发展。     

石灰石粉-粉煤灰对水泥浆体性能的影响

通过测定水泥浆体流动度和不同龄期强度、吸水率以及化学结合水量,研究了单掺石灰石粉、粉煤灰以及石灰石粉与粉煤灰双掺对水泥浆体性能的影响.结果表明:随着石灰石粉掺量增加,水泥浆体流动度减小.粉煤灰掺量增加,水泥浆体流动度增大.粉煤灰能改善石灰石粉水泥浆体流动性.水泥浆体早期强度随石灰石粉掺量增加出现先增大后减小变化,掺量为...     

水泥-粉煤灰-石灰石粉复合浆体的流变性能

采用Rheolab QC型旋转黏度计研究了水泥–粉煤灰–石灰石粉复合浆体的流变性能,分析了不同粉体含量以及石灰石粉颗粒粒径对复合浆体屈服应力、塑性黏度以及触变性的影响。结果表明:复合浆体中石灰石粉掺量增大或颗粒粒径减小,浆体屈服应力、塑性黏度和触变性均增大;随剪切速率增大,水泥–粉煤灰–石灰石粉复合浆体发生显著的剪切稀化现象,随后塑性黏度渐趋稳定,掺入石灰石粉后,提高了浆体由剪切稀化向塑性黏度逐渐稳定时需要的剪切速率;在水泥–粉煤灰体系浆体中掺入质量分数为20%～40%石灰石粉能够显著改善浆体的流变性能,提高浆体的稳定性。     

公路用石灰石粉水泥基材料的性能研究

为促进石灰石粉在公路水泥基材料中的应用,测试了掺0～30%废弃石灰石粉水泥基材料的凝结时间、流变性能、强度和干燥收缩,并分析了石灰石粉的影响机制。结果表明：掺入石灰石粉能延缓水泥浆体的凝结时间,减少水泥浆体的剪切应力和黏度,提高水泥浆体的流动度,但会增加水泥浆体的流动度损失率。掺入10%以内的石灰石粉可以显著提高水泥砂浆的强度,但掺入超过10%石灰石粉会降低水泥砂浆的强度。而且,石灰石粉的掺入会明显增大水泥砂浆的干燥收缩。     

钢渣-水泥硬化浆体体积稳定性的改性研究

在研究钢渣-硅酸盐水泥硬化浆体体积稳定性的基础上,研究了矿渣、粉煤灰等辅助性胶凝材料及不同化学激发剂对钢渣-水泥硬化浆体的体积稳定性的影响。试验表明,单掺钢渣的硬化水泥浆体膨胀较大,复合掺入矿渣后,可以抑制硬化水泥浆体14d以后的膨胀。在钢渣-水泥体系中加入一定量的低钙粉煤灰,可以很好地抑制硬化水泥浆体的膨胀。Na2S2O3对钢渣-水泥硬化浆体的体积膨胀有良好的抑制作用。     

水泥-石灰石粉浆体动态结构建立性能研究

采用RHEOLAB QC型旋转黏度计测试水泥-石灰石粉浆体的动、静态屈服应力,用其表征水泥-石灰石粉浆体动态结构建立性能,研究了石灰石粉对水泥浆体动态结构建立性能的影响.研究结果表明:采用动、静态屈服应力表征水泥-石灰石粉浆体的动态结构建立性能呈现一致的规律性;随动态时间的增长,水泥-石灰石粉浆体动态结构建立呈线性增长;动态搅拌弱化了水泥-石灰石粉浆体的结构建立,弱化作用随石灰石粉比表面积的增加而减小.当石灰石粉比表面积小于807 m2/kg时,石灰石粉掺量在20％以内时可以促进水泥浆体的动态结构建立;当石灰石粉比表面积大于等于807 m2/kg时,石灰石粉的掺入有利于水泥浆体的动态结构建立.     

攀西钢渣作为水泥混合材的应用

采用钢渣掺量20%和粉煤灰掺量10%～20%制得的钢渣复合水泥达到了纯水泥熟料强度的80%以上,复合掺杂有利于水泥强度发展。钢渣的最佳掺加量为20%。钢渣复合水泥浆体线膨胀率很小,无收缩,体积稳定性良好。凝结时间随钢渣粉煤灰量增加而增加,其中大掺量钢渣粉煤灰水泥安定性合格。钢渣三种不同细度的活性指数分别为80.4、82.9和79.5,达到了一级钢渣粉的要求。     

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。     

钢渣粉对硫铝酸盐水泥水化过程的影响及热力学模拟

通过测试水泥浆体的凝结时间、抗压强度、电阻率,同时结合水化产物分析及热力学模拟,研究了不同掺量钢渣粉对硫铝酸盐水泥水化行为的影响规律。结果表明,随着钢渣粉质量掺量的增大,初凝时间呈先延长后缩短的趋势,且在掺量为20%时达到最大值。在28 d龄期内,掺入钢渣粉的水泥硬化浆体抗压强度均小于未掺入钢渣粉的硬化浆体,但在龄期达到60 d和90 d时,掺入40%钢渣粉试样的抗压强度均大于未掺入钢渣粉的试样。钢渣粉与硫铝酸盐水泥复合浆体的电阻率在水化初始阶段随着钢渣粉掺量的增大而增大,在水化后期(约3 h后)则随钢渣粉掺量的增大而减小。在1 d龄期内,钢渣粉掺量为40%的试样中的钢渣粉发生了水化反应,使得水泥浆体在减速期的水化速率最大。由热力学模拟结果可知:在钢渣粉掺量为40%的试样中,C₂S在10 h后开始进行水化反应,C₂ASH₈则在168 h后开始生成;当钢渣掺量大于15%时,随着钢渣粉掺量的增大,钙矾石和铝胶的生成量逐渐减少,C₂ASH₈的生成量逐渐增多。     

高性能矿渣基复合掺合料的研究

矿渣粉较高的价格以及大掺量矿渣混凝土的泌水一直是其在建筑工程中大规模应用的主要障碍.本研究选用转炉钢渣粉、石灰石粉和粉煤灰作为矿渣基掺合料的辅助原料,重点考察了掺合料组成与性能之间的关系.结果表明:转炉钢渣粉具有减水增密和抵抗泌水的突出功效.石灰石粉具有一定的早强作用.粉煤灰对胶砂流动度和强度发展有不良影响,但混凝土试验结果与之有所不同.当复合10%～20%转炉钢渣的矿渣基掺合料在混凝土中的掺量高达50%时,其新拌混凝土流动性和稳定性俱佳,28d抗压强度稍优于纯矿渣粉,而生产成本可降低30%以上.实现矿渣基复合掺合料在低成本前提下高性能化的关键在于掺合料在颗粒级配上的优化以及它们对水化进程的协同促进作用.     

钢渣粉和粉煤灰对钢渣混凝土力学性能的影响特点

探讨钢渣粉和粉煤灰等量取代水泥后钢渣混凝土的力学属性变化特点和规律。实验对比表明 :与强度等级为 32 .5的纯水泥钢渣混凝土对比 ,掺入钢渣粉的砼强度略有降低 ,但能改善混凝土的和易性。掺入粉煤灰将增大混凝土的粘聚性和可塑性 ,改善混凝土的和易性 ,减小混凝土的膨胀性。     

石灰石粉在普通混凝土中的应用

利用磨细石灰石粉分别取代混凝土中粉煤灰、矿粉的用量，通过相关混凝土性能试验，分析了石灰石粉在不同掺量情况下对混凝土的工作性能、力学性能的影响。结果表明：利用石灰石粉取代50％以上甚至完全取代粉煤灰与矿粉复合掺入混凝土中，能够改善混凝土的和易性能，其各龄期强度能够与基准混凝土持平甚至是有所超过；针对不同细度的石灰石粉进行了混凝土试验，证明石灰石粉越细，其填充性越好，对混凝土性能的益化作用越大；同时对石灰石粉取代不同厂家粉煤灰50％、100％用量进行了对比试验研究，证明石灰石粉替代粉煤灰用量具有广泛的适应性。     

Effect of supplementary cementitious materials (binder type) on the pore solution chemistry and the corrosion of steel in alkaline environments

The pore solution compositions of paste samples produced with Ordinary Portland Cement (PC), slag 25%, 50% and 75%, fly ash 30%, condensed silica fume (SF) 7%, and a ternary blend of 50% PC, 43% slag and 7% SF were determined. Not only are there significant variations in the concentration of the major cations and anions but also, and equally important from the perspective of development of the passivity of steel in solution, in the level of dissolved oxygen and redox potential.Further, the impact of changes in the pore solution chemistry of cement pastes with SCMs on the passivation and corrosion of steel was investigated with mild steel in simulated pore solutions (SPS). Sulphides and thiosulphates, typically found in slag bearing pastes, appeared to reduce the chloride threshold concentration and increase the rate of corrosion in SPS, which has potential implication for the long term performance of reinforced concrete structures.     

硅酸盐水泥对钢渣活性激发的性能研究

试验研究了在硅酸盐水泥体系中通过碱性激发提高钢渣水化活性的方法.研究表明,钢渣掺入量<30%时,硅酸盐水泥对钢渣的活性激发效果最好;复掺矿渣对钢渣活性的激发效果优于粉煤灰,即使掺量为30%时,其早期强度也与相应龄期普通硅酸盐水泥强度持平,而后期强度逐渐超过纯水泥的强度;在普通硅酸盐水泥体系中掺入钢渣可以改善其硬化浆体的性能.     

磨细矿物掺合料对水泥硬化浆体孔结构及砂浆强度的影响

采用压汞法研究了钢渣、矿渣、粉煤灰单掺或复掺对水泥硬化浆体孔结构的影响.同时还研究了掺合料单掺或复掺对水泥砂浆抗压强度的影响.结果表明:掺合料单掺或复掺对早期水泥硬化浆体的孔结构有一定的劣化作用;水化后期,矿渣与钢渣均明显降低了水泥硬化浆体的孔隙率,矿渣与粉煤灰均明显降低了水泥硬化浆体的中值孔径并改善了水泥石的孔径分布,掺合料复掺对改善水泥硬化浆体的孔结构有积极作用,尤其是掺合料三元复合可取得最佳的效果.3种掺合料降低水泥硬化浆体孔隙率能力的大小顺序为:矿渣>钢渣>粉煤灰.3种掺合料降低水泥硬化浆体孔径并改善孔径分布能力的大小顺序为:矿渣>粉煤灰>钢渣.掺合料降低了水泥砂浆早期的抗压强度,却增加了水泥砂浆90 d的抗压强度.掺合料的活性大小顺序为:矿渣>钢渣>粉煤灰.     

基于多重响应的钢渣超高性能混凝土组成优化设计研究

为实现生态型超高性能混凝土(UHPC)的组成优化和钢渣利用率的提高,将钢渣粉作为辅助胶凝材料,利用D-最优化设计方法制备生态型UHPC,并建立了UHPC的工作性能与抗压强度预测模型,以进行多重响应分析。最后借助预测模型,以低水泥用量、高钢渣粉利用率设计出了符合要求的生态型UHPC。结果表明:预测模型构建合理且准确度高,在预测模型中减水剂和硅灰对于工作性能影响程度较大,水泥、减水剂以及钢渣的交互作用对工作性能影响明显,钢渣粉的加入可增强工作性能;硅灰和钢渣粉对抗压强度影响显著,水泥和钢渣粉的交互作用对抗压强度的影响较小,随钢渣粉掺量的增加抗压强度存在最优值;优化的生态型UHPC的配比可以实现钢渣粉替代30%(质量分数)水泥,同时保证抗压强度130 MPa以上,工作性能260 mm以上。     

钢渣-矿渣立磨联合粉磨助剂的研究与应用

以不同比例钢渣替代矿渣,并添加适量改性剂CHJ-S制备了复合粉。研究探讨了CHJ-S对复合粉细度、活性指数的影响,并通过SEM、MIP对掺加复合粉的硬化水泥浆体微观结构进行了分析。结果表明:掺入CHJ-S可有效改善钢渣-矿渣的易磨性,对于掺加20%钢渣的复合粉,其7d和28d活性指数略高于空白矿粉。CHJ-S可提前释放钢渣的膨胀,加速钢渣-矿渣复合粉的水化,生成更多的水化产物,改善了硬化浆体的孔隙结构。通过大磨生产综合分析,钢渣-矿渣立磨联合粉磨方案具有显著的经济效益和社会效益。     

钢渣-石灰石复合硅酸盐水泥的研制

通过研究石灰石掺量对钢渣复合水泥强度和安定性等的影响,确定了钢渣—石灰石复合水泥的合理配比,制备了掺量大、性能优良的钢渣—石灰石复合水泥。结果表明,水泥熟料掺量50%、钢渣35%、石灰石10%的钢渣复合水泥,其各项性能指标均达到32.5R等级复合硅酸盐水泥国家标准要求。