Na碱和K碱对低热水泥收缩性能的影响

通过分别外掺Na₂SO₄(Na碱)和K₂SO₄(K碱)的方式,将低热水泥的总碱含量提高至0.8%,1.2%和1.6%,研究了不同碱含量和不同碱类型对低热水泥干燥收缩和自收缩的影响,并从水化动力学和孔结构方面,探究了不同碱含量和不同类型碱对低热水泥收缩性能的影响机制。结果表明,碱促进了低热水泥的干燥收缩和自收缩,这种促进作用不可忽略,且对自收缩影响时效短于干燥收缩,而以K₂SO₄形式存在的碱更易促进低热水泥干燥收缩和自收缩。基于水化动力学和孔结构研究,不同类型碱对低热水泥收缩性能的影响机制在于:碱促进了低热水泥结晶成核和晶体生长过程,细化了孔结构,增加了与收缩性能相关的孔分布,而以K₂SO₄形式存在的碱,能使这种促进作用和细化作用更加明显。该研究可为精细化提高混凝土耐久性提供数据支撑。     

减缩材料对特细砂泵送混凝土干燥收缩的影响

通过混凝土干缩试验,研究了粉煤灰、聚丙烯纤维和膨胀剂等3种常见减缩材料对特细砂泵送混凝土不同龄期干燥收缩的影响。试验结果表明:分别掺加粉煤灰、聚丙烯纤维和膨胀剂均能不同程度地降低特细砂泵送混凝土的干缩率,且降低作用随着掺量增加、龄期增长而增大。粉煤灰能延缓干燥收缩的发展,在60~90 d龄期内降低作用明显;聚丙烯纤维掺量在0.8 kg/m3时对干燥收缩影响效力最大;膨胀剂通过早期膨胀补偿抑制了干燥收缩,且其效果在湿度较大环境下更好。     

不同类型盐碱对不同水泥基材料收缩性能的影响

通过分别外掺Na₂SO₄(Na碱)和K₂SO₄(K碱)将低热硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥总碱含量均调节至0.8%和1.2%,探究了不同类型盐碱对不同水泥基材料自收缩和干燥收缩的影响,并基于微量热技术、孔结构分析技术和核磁共振技术,揭示了不同类型盐碱对不同水泥基材料自收缩和干燥收缩的影响机制。研究表明:①盐碱促进了不同水泥基材料的收缩。在相同盐碱含量下,低热硅酸盐水泥具有较低的自收缩率,普通硅酸盐水泥自收缩率最大,但普通硅酸盐水泥干燥收缩最小,中热硅酸盐水泥干燥收缩最大;②在不同水泥基材料中,K碱的促进作用高于Na碱,并随碱含量的增加而增加,当碱含量为0.8%时,K碱的促进作用为Na碱的1.1倍以上,当碱含量为1.2%时,K碱的促进作用为Na碱的1.3倍以上。微观试验表明,K碱较Na碱对水泥基材料收缩具有更高的促进作用,其机制在于K碱能更大程度促进水泥水化,提高影响收缩的＜50 nm的孔含量,并与Al原子向水化硅酸钙(C-S-H)链中转移有关。     

不同膨胀剂的堆石坝面板混凝土抗裂性能试验研究

以辽宁省关门山水库面板堆石坝为例，试验研究了氧化镁、Ⅰ型和Ⅱ型硫铝酸钙类3种典型膨胀剂对面板混凝土早期收缩与抗裂、强度发展、限制膨胀率以及干燥收缩的影响。结果表明：在面板混凝土中3种膨胀剂的膨胀性能具有明显差异，其中掺Ⅰ型膨胀剂混凝土未开裂且早期收缩率减小76.1%，其42d限制收缩率和28d干缩率减小了83.3%及53.6%，补偿收缩效果最显著，混凝土性能发展与膨胀历程具有较好的协调性，可为面板混凝土开裂风险控制以及实际工程配合比优化提供参考。     

水泥种类对砂浆收缩性能和孔结构参数的影响

研究常见水泥种类对砂浆收缩性能和孔结构参数的影响,为水泥的合理选用提供试验参考。采用贵州常见的4种水泥(毫龙水泥、西南水泥、尧柏水泥、中诚水泥),探索砂浆的力学性能、收缩性能和孔结构参数等性能。结果表明:随着养护龄期的延长,砂浆的抗折强度和抗压强度越高,但90 d时4种水泥砂浆抗压强度相差不大于3MPa。砂浆的抗压强度与抗折强度之间呈现出显著的线性关系,折压比呈现出降低的趋势,干燥收缩与自收缩均随养护龄期的延长不断增长,但干燥收缩始终高于自收缩。通过吸水法发现,养护龄期的延长对砂浆孔结构均匀性有细化作用,但4种水泥砂浆的平均孔径相差不大,相差不到0.04。表明水泥产地不同,其性能的表现各异,文中4种水泥的建议选择顺序为:西南水泥中诚水泥尧柏水泥豪龙水泥。     

硫铝酸盐类膨胀剂的理论研究与应用

通过对混凝土体积收缩的原因及影响体积收缩值的主要因素的分析，提出并研究了常用的混凝土膨胀剂及其在混凝土中的膨胀机理，并对PF硫铝酸盐类膨胀剂进行了试验．研究结果表明，影响混凝土膨胀值的主要因素有：（1）水泥中C3S及C3A含量的影响；（2）膨胀剂中石膏掺量的影响；（3）膨胀剂中SO3、Al2O3含量及两者之比值大小的影响；（4）温度、水泥细度、水灰比大小等因素的影响．还提出了几个值得进一步探讨的问题：（1）SO3的最佳掺量与水泥成份的关系问题；（2）膨胀剂对水泥的适应性问题；（3）减水剂对掺膨胀剂水泥的适应性问题．     

延迟性补偿收缩剂对水泥基材料变形的影响

以早期补偿收缩组分LE(Lime, Early)和后期补偿收缩组分ML(Magnesia, Later)组成的复合型补偿收缩剂NF-M为对象,通过对砂浆限制膨胀率与强度、自由收缩与膨胀、约束收缩开裂以及现场混凝土温度和应变的测试,研究了NF-M对水泥基材料收缩变形性能的影响.结果表明:掺NF-M砂浆的膨胀率和强度均能达到混凝土膨胀剂规范[JC476-2001]的标准,且其强度与掺轻烧MgO、钙钒石型膨胀剂的砂浆相近,而早期补偿收缩率较大、后期补偿收缩能力优异;虽然NF-M不会明显降低或增加砂浆在干燥环境下的线性收缩,但可有效推迟砂浆的约束收缩初始开裂时间.因此,NF-M可较好地协调混凝土从凝结硬化到结构发展各龄期的各种变形值,从而有效提高混凝土的抗裂能力.     

脱模时间对掺ZY膨胀剂水泥砂浆孔结构的影响研究

本文研究了脱模时间对掺ZY膨胀剂水泥砂浆强度、孔隙率及吸水率等性能的影响。试验结果仅掺加8%ZY膨胀剂1d拆模后,使得水泥砂浆抗压强度降低,但延长带模养护时间可有效提高掺膨胀剂水泥砂浆抗压强度;通过质量法测定水泥砂浆的孔隙率及吸水率试验结果延长脱模时间可有效降低掺膨胀剂水泥砂浆的毛细孔率及吸水率;使用压汞法(MIP)分析了水泥砂浆孔径分布,相比于基准组砂浆,带模养护7d的掺8%ZY膨胀剂的水泥砂浆孔隙直径低于10nm的孔含量变化不大,但20~100nm范围内的孔隙有所降低。     

补偿收缩混凝土抗渗性研究

为探究补偿收缩混凝土中膨胀剂掺量对混凝土抗渗性能的影响,以掺膨胀剂后混凝土的抗渗性研究为重点,对不同水灰比和不同掺量膨胀剂的补偿收缩混凝土试件进行了抗渗试验,主要探讨了水灰比、膨胀剂掺量两者耦合对混凝土抗渗性能的影响,并对最优值进行了探讨。试验结果表明：水灰比、膨胀剂掺量均能影响混凝土的抗渗性能,两者的组合形式不同,对混凝土的抗渗性能影响也不同;水灰比为0.45时,掺入膨胀剂反而会降低混凝土的抗渗性能;水灰比为0.55和0.65时,混凝土中掺入一定量膨胀剂可以提高其抗渗性能,最佳掺量分别为6%～8%和11%～12%。     

大型混凝土渡槽早期抗裂性研究

制作掺入膨胀剂的混凝土试块,并将试块在20℃和60℃水中进行养护,研究和观察不同龄期的混凝土自由膨胀及水泥浆体孔结构和微观结构。研究结果表明:混凝土的膨胀随膨胀剂掺量和养护龄期增加而增加,养护温度从20℃增大到60℃,混凝土膨胀率增加约80%~100%。掺入新型膨胀剂可以补偿和抑制混凝土收缩,优化水泥浆体孔结构的分布,提高其密实度,有效控制大型混凝土渡槽开裂。     

轻烧MgO补偿收缩混凝土研究与工程应用进展

混凝土中引入一定量的膨胀剂,产生适度膨胀,可有效减小混凝土的收缩变形,减少混凝土开裂风险,从而提高混凝土的耐久性.该文介绍了轻烧MgO膨胀剂以及补偿收缩混凝土的应用研究现状,重点综述了MgO膨胀剂的应用和研究现状.对MgO膨胀剂的制备、含MgO混凝土的膨胀机理、相关性能以及自生体积变形数值模拟的相关研究进展进行了分析和总结.在此基础上,提出MgO自身特性对膨胀变形的影响规律、MgO自身的水化以及MgO在水泥胶凝体系中的水化对含MgO混凝土的变形影响规律、复合其它类型的膨胀剂使MgO膨胀剂的变形规律和普通混凝土的收缩相匹配等方向还需做进一步深入的系统研究.     

膨胀剂不同掺量对自密实混凝土力学性质影响分析

针对混凝土收缩会对混凝土结构产生裂缝危害的问题,本文对膨胀剂不同掺量后的自密实混凝土进行了力学性能方面试验研究,包括抗压强度和收缩应变试验。结果表明,膨胀剂能够对自密实混凝土收缩起抑制作用,随着掺量的增加,抑制收缩的作用也加强。膨胀剂抑制混凝土收缩在一定程度上提高了自密实混凝土的抗压强度。     

Na+和K+对水泥基材料早期收缩性能的影响

利用压汞、纳米压痕以及27Al固体核磁共振方法,系统研究了不同碱金属离子(Na~+和K~+)与含量对水泥基材料早期自收缩和干燥收缩性能的影响规律。结果表明,超量的Na~+或K~+均促进了水泥基材料早期自收缩和干燥收缩,但K~+的促进作用明显大于Na~+,其机制在于:(1)K~+比Na~+更易促进水泥基材料中小于50纳米孔数量的增加,这使得超量K~+水泥基材料在干燥时具有更大的收缩驱动力;(2)虽然K~+比Na~+更易促进水泥基材料生成高密度水化硅酸钙(HD C-S-H),但同时超量K~+水泥基材料中C-S-H总量也较高,大量的C-S-H是导致较高早期收缩的根源;(3)与Na~+相比,K~+更明显地阻碍了钙矾石(AFt)晶体的形成,削弱了AFt的骨架作用,且K~+可促使AFt向单硫型水化硫铝酸钙(AFm)转变,因而导致超量K~+水泥基材料更易发生收缩变形。     

膨胀剂对早龄期钢纤维混凝土动态压缩性能影响试验分析

采用SEM和XRD微观试验方法研究HCSA膨胀剂成份,利用分离式SHPB试验技术,对不同膨胀剂掺量下3d和7d龄期钢纤维混凝土进行动态单轴压缩性能试验。膨胀剂掺量为8%时,补偿收缩钢纤维混凝土峰值动态抗压强度最高;3d龄期混凝土应力应变曲线有明显的分段性,主要分为弹性压缩阶段、弹塑性压缩阶段和塑性破坏阶段;7d龄期混凝土应力应变曲线中峰值应力凸显;随着冲击气压的增大,试件破坏的离散性增强,但掺入钢纤维后,利用其空间约束效应,使得混凝土破碎块度的尺寸较大。更多还原     

寒区面板混凝土抗冻耐久性研究

混凝土面板的抗冻耐久性对堆石坝的服役寿命和抗渗性能有重要影响。以典型配合比的面板混凝土为研究对象,在控制相同流动度和含气量的情况下,采用快速冻融试验方法研究了掺入膨胀剂、聚乙烯醇纤维和减缩剂对面板混凝土抗冻融破坏能力的影响,并结合气孔结构分析技术揭示了面板混凝土抗冻融耐久性受影响的机理。结果表明：通过对含气量和气泡结构的优化,可以配制出抗冻等级不低于F400的高抗冻面板混凝土;质量损失和相对弹性模量对该面板混凝土抗冻能力的表征具有高度的一致性;轻烧MgO型膨胀剂和减缩剂对引气剂效果有影响,可降低面板混凝土的抗冻能力,而聚乙烯醇纤维对引气剂效果的影响较小,制备高抗冻面板混凝土时,应优先考虑聚乙烯醇纤维,但MgO型膨胀剂和减缩剂的使用需仔细评估。     

盐溶液对膨润土干燥收缩特性的影响

在高放核废料处置库中，作为缓冲回填材料主料，膨润土一方面受到地下水中可溶盐的侵蚀作用，另一方面受核废料衰变产生的热能影响，会发生干燥收缩。以高庙子膨润土为研究对象，以NaCl、CaCl₂(浓度为0.5、1.0、2.0 mol/L)盐溶液侵蚀为研究条件，开展恒温干燥收缩试验，分析盐溶液对压实膨润土干燥收缩进程的影响。试验结果表明：盐溶液浓度越高，试样初始饱和含水率越低，残余含水率越高，样品水分蒸发速率越低，且Ca²⁺对水分蒸发的影响要大于Na⁺;干燥过程中，压实膨润土表面裂隙呈现出裂隙张开、裂隙维持、裂隙闭合及裂隙稳定4个阶段，盐溶液可以抑制土体开裂，浓度越高，样品表面裂隙率越小。盐溶液作用使膨润土的微结构从分散的黏粒形态向团聚结构转变，从而导致收缩应变减小、收缩各向异性弱化，随着盐溶液浓度和阳离子化合价增大，单位含水率降低诱发的体积收缩应变ε_vf增大。因此，研究盐溶液作用下膨润土干燥收缩特性，对于合理评估膨润土的工程服役性能具有重要意义。     

掺ZY膨胀剂水泥石碳化性能的多种方法对比研究

本文使用了酚酞指示剂法、化学滴定法及模拟孔溶液法,研究了掺ZY膨胀剂水泥石加速碳化性能。试验结果表明:掺8%ZY膨胀剂水泥石抗碳化性能差于基准组水泥石,酚酞指示剂法仅适用于表征完全碳化的水泥石,其测试的碳化深度低于化学滴定法及模拟孔溶液法所确定的水泥石碳化深度;掺ZY膨胀剂使模拟孔溶液中Ca~(2+)浓度略有升高,但碳化使得各组水泥石模拟孔溶液中Ca~(2+)浓度降低。     

掺MgO补偿收缩混凝土限制膨胀率研究

为满足工程结构尤其是渠道衬砌板抗裂防渗的要求,提高膨胀剂的性能,提出了早期膨胀剂与延迟性膨胀剂复合的思路。采用三元二次旋转正交组合设计试验,研究了U型膨胀剂、氧化镁及水胶比对混凝土胀缩性能的影响规律,建立了各参数间的回归模型。研究表明:UEA掺量对混凝土限制膨胀率影响最大,水胶比次之,MgO掺量影响最小;随着膨胀剂掺量的增大混凝土限制膨胀率先增大后减小,水胶比对其影响则呈线性变化;当UEA掺10%,MgO掺3%,水胶比0.55时,混凝土膨胀率最大。     

U型膨胀剂的物理性能及应用

通过对膨胀剂物理性能的试验检验,了解到U型膨胀剂对混凝土具有很好的补偿收缩和抗裂防渗作用。     

煅烧工艺对MgO反应活性及微观结构的影响

大体积混凝土浇筑后,水泥水化放热,混凝土内部温度升高,降温过程中会产生温度收缩,容易造成开裂。氧化镁膨胀剂具有延迟膨胀补偿大体积混凝土温降收缩的作用,已经广泛应用水利工程建设中。氧化镁膨胀剂的膨胀特性主要与其反应活性相关,而氧化镁的反应活性取决于其微观结构,微观结构的形成与煅烧工艺直接相关。该文以菱镁矿为原材料,研究了粉磨细度、煅烧温度、保温时间对MgO反应活性和微观结构的影响,并建立了微观结构与反应活性的关系。结果表明,菱镁矿D_(50)为11.89μm煅烧后MgO活性较高,煅烧温度越高,氧化镁膨胀剂晶体尺寸越大,晶格畸变越小,反应活性越低。保温时间影响MgCO_3的分解,保温时间短,MgCO_3分解不完全;保温时间长,晶体尺寸增大,晶格畸变减小,反应活性降低。