不同养护龄期矿物掺合料自密实混凝土 碳化性能试验

设计了单掺粉煤灰、矿粉、石灰石粉、双掺粉煤灰矿粉、双掺粉煤灰石灰石粉5个系列的自密实混凝土试件,通过不同养护龄期的快速碳化试验研究不同矿物掺合料对自密实混凝土抗碳化性能的影响,并与普通混凝土抗碳化性能做对比。结果表明:养护龄期98 d左右,单掺矿粉的自密实混凝土抗碳化性能最好;养护龄期超过98 d的矿物掺合料自密实混凝土碳化深度逐渐增大;单掺石灰石粉自密实混凝土,其碳化深度值受养护龄期影响不大;矿物掺合料自密实混凝土等量取代水泥是有优势的。     

低掺量高性能矿物掺合料对水泥基材料性能的影响

研究一种低掺量高性能矿物掺合料对水泥基材料性能的影响,包括混凝土工作性、力学性能和电通量,胶凝材料水化程度和水化产物微观结构,结果表明高性能矿物掺合料对混凝土工作性无显著影响,在增加混凝土抗压强度的同时可显著降低混凝土电通量;高性能矿物掺合料水化活性高于矿粉和粉煤灰;高性能矿物掺合料可显著细化硬化水泥浆体孔结构,提高硬化水泥浆体的密实度。     

矿物掺合料对硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥复合体系性能的影响

研究了矿粉、硅灰和粉煤灰3种矿物掺合料对硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥复合体系的标准稠度用水量、凝结时间、水化放热、胶砂抗折及抗压强度、砂浆干缩率、抗硫酸盐侵蚀性能和水化产物的影响。结果表明:随矿物掺合料掺量的增加,复合体系的标准稠度用水量增大,凝结时间延长;掺加矿物掺合料后水化放热峰出现时间延后,总水化放热量减少,其中掺加矿粉和硅灰的试件初期水化速率减慢程度较掺加粉煤灰试件更明显;3种矿物掺合料对复合体系强度的影响差别较大,掺加3%硅灰的试件3 d抗压强度增长较快;硅灰的掺加会使砂浆干缩率增大,矿粉、粉煤灰的掺加可以减小砂浆试件的干缩;矿物掺合料的掺加会提高胶砂试件抗硫酸盐侵蚀性能,掺粉煤灰的试件抗硫酸盐侵蚀性能最好。     

入模温度对大体积混凝土胶凝材料体系水化放热特性的影响研究

入模温度是影响大体积混凝土内部温度场变化的重要因素之一。采用水化微量热仪,研究了入模温度(15、25、35℃)对纯水泥体系、水泥-粉煤灰体系、水泥-矿粉体系及矿物掺合料双掺体系下的水化放热特性影响规律。研究结果表明,提高入模温度对于胶凝材料体系的水化放热反应促进效果明显,掺加粉煤灰和矿粉可以降低混凝土的放热量和放热速度,大体积混凝土在满足混凝土设计强度的条件下,配合比设计应当尽量降低水泥及矿粉的用量,同时降低浇筑施工时的入模温度。     

掺合料高强混凝土微观结构及其对强度的影响研究

在单掺粉煤灰、矿渣以及二者以不同比例复掺后配制的高强混凝土强度试验的基础上,通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)技术研究了不同龄期时混凝土的水化产物和水化程度,分析了微观结构变化对宏观强度的影响。结果表明,掺加矿物掺合料的混凝土早期强度较低,7 d时矿渣已经开始水化,粉煤灰在早期只起到填充作用,但掺合料混凝土后期强度增长迅速,可以达到基准混凝土的2~5倍。复掺粉煤灰和矿渣的混凝土强度高于单掺矿物掺合料的混凝土,微观试验可以看出二者复掺产生的叠加效应能够促进混凝土的二次水化,产生较多水化产物使结构致密。从长期来看,复掺矿物掺合料混凝土的强度还有一定提高的空间。     

掺合料对水泥砂浆抗折性能的影响北大核心

研究了偏高岭土、粉煤灰、矿粉、硅灰等矿物掺合料种类以及掺入方式对水泥砂浆抗折性能的影响规律,采用XRD分析了硬化水泥浆体的水化产物。结果表明:单掺情况下,偏高岭土对水泥砂浆抗折强度的增强作用最明显,掺量为15%时,28、56 d水泥砂浆抗折强度分别提高了12.2%、36.1%;复掺情况下,偏高领土与粉煤灰和矿粉复掺的效果最好,28、56 d水泥砂浆抗折强度分别提高了16.4%、28.6%。掺入不同矿物掺合料时,水泥水化产物种类无明显区别,主要晶相组成为Ca(OH)_2、AFt;偏高岭土-矿粉-粉煤灰复掺,复合效应显现,提高了水化产物中钙矾石生成量,降低了水泥水化析出的Ca(OH)_2含量,能显著提高水泥砂浆的抗折强度。     

掺合料对水泥砂浆抗折性能的影响

研究了偏高岭土、粉煤灰、矿粉、硅灰等矿物掺合料种类以及掺入方式对水泥砂浆抗折性能的影响规律,采用XRD分析了硬化水泥浆体的水化产物。结果表明:单掺情况下,偏高岭土对水泥砂浆抗折强度的增强作用最明显,掺量为15%时,28、56 d水泥砂浆抗折强度分别提高了12.2%、36.1%;复掺情况下,偏高领土与粉煤灰和矿粉复掺的效果最好,28、56 d水泥砂浆抗折强度分别提高了16.4%、28.6%。掺入不同矿物掺合料时,水泥水化产物种类无明显区别,主要晶相组成为Ca(OH)_2、AFt;偏高岭土-矿粉-粉煤灰复掺,复合效应显现,提高了水化产物中钙矾石生成量,降低了水泥水化析出的Ca(OH)_2含量,能显著提高水泥砂浆的抗折强度。     

矿粉与粉煤灰对高贝利特硫铝酸盐水泥水化和强度的影响

掺加矿物掺合料是降低高贝利特硫铝酸盐水泥（HB-SAC）混凝土的生产成本并改善其凝结硬化性能的有效措施。研究了水灰比为0.5时,矿粉（MP）、粉煤灰（FA）对高贝利特硫铝酸盐水泥抗压强度、砂浆流动度、标准稠度用水量、凝结时间的影响;并通过XRD、SEM对掺加不同矿物掺合料的高贝利特硫铝酸盐水泥净浆进行分析。结果表明：掺加矿物掺合料延长了高贝利特硫铝酸盐水泥的凝结时间;水泥浆体标准稠度用水量随矿物掺合料掺量的增加呈先减小后增大趋势,掺量为10%时达到最小值;掺加矿物掺合料后水泥砂浆流动度变大,粉煤灰对砂浆流动度的影响显著;当掺量从0增加至30%时,掺加矿粉抗压强度降低15.4%,掺加粉煤灰抗压强度降低27.6%;掺矿粉、粉煤灰后,水泥浆体中C-S-H凝胶数量增加,其他水化产物无明显变化。     

混凝土早龄期及不同湿度环境下电阻率的原位监测

基于交流阻抗谱测试技术,通过预埋混凝土电阻率传感器,研究不同水灰比及粉煤灰掺量条件下混凝土的早期电阻率变化规律,比较在养护周期内湿度条件对混凝土电阻率的影响。结果表明,未掺粉煤灰混凝土在水化2h左右出现混凝土电阻率的最低值,此时溶出离子作用占优,而随水化产物的进一步生成及相互搭接,导致混凝土孔隙结构的曲折度上升,伴随这个过程混凝土电阻率逐渐升高。采用等量取代法掺加粉煤灰的混凝土因早期水化的延迟,混凝土电阻率的最低值出现在3h~4h之间,且整个龄期内均表现出高于未掺粉煤灰混凝土的电阻率。不同配合比的混凝土在高湿度下表现出低电阻率,反之亦然,即孔隙的饱和状态(包括内部湿度与自由离子活度)及分布状态对混凝土电阻率的影响最为显著。     

复掺矿物掺合料制备高性能混凝土在桥梁工程中的应用

盐城市快速路网三期工程沿线受流水侵蚀严重,对混凝土力学性能和耐久性能要求严格。为此,通过引入矿物掺合料制备高性能混凝土,研究掺合料掺加比例的影响,并利用SEM分析混凝土微观结构。研究结果表明,复掺矿物掺合料混凝土坍落度均175mm。对于提高混凝土力学性能而言,二元复掺较三元复掺效果更佳,矿粉和粉煤灰最佳掺加比例为6∶4。引入掺合料可增加水化产物数量,优化混凝土孔隙结构。     

矿物掺合料对C45混凝土性能影响的试验研究

对掺加粉煤灰和矿粉后混凝土性能进行了试验研究,结果表明:28d后所有掺加矿物掺合料的混凝土强度都已超过基准混凝土强度,7、60d时,单掺35%粉煤灰强度最大,28d时单掺35%矿粉效果最佳;各矿物掺合料均能改善混凝土各龄期的抗氯离子渗透性能,且掺量越高,抗渗性能越强,养护7d时单掺50%矿粉效果最佳,而单掺50%粉煤灰对28、60d时抗渗性能的改善最为明显;复掺粉煤灰和矿粉并没有较单掺显现出明显的优势。     

复合掺合料对C50海工自密实混凝土氯离子扩散系数的影响机理

采用自然浸泡法研究了粉煤灰和矿粉复合掺合料对C50海工自密实混凝土氯离子扩散系数的影响,并采用化学结合水方法、XRD衍射、SEM、孔隙结构测定等分析方法研究了复合掺合料对混凝土氯离子扩散系数的影响机理,结果表明:混凝土的氯离子扩散系数随复合掺合料中粉煤灰含量的提高先减少后增大,28 d龄期时粉煤灰含量为10%的混凝土氯离子扩散系数最低,而90 d龄期时粉煤灰含量为20%的混凝土氯离子扩散系数最低。复合胶凝材料的水化程度随掺合料的比例及龄期不同而有差异,延长养护龄期有利于提高粉煤灰的反应程度;混凝土的孔隙率和平均孔径均随复合胶凝材料中粉煤灰含量的提高先减少后增加,90 d龄期时粉煤灰含量为20%混凝土的孔隙率和平均孔径都最低,掺合料对氯离子扩散系数的影响主要是引起混凝土孔隙结构的变化。     

复掺矿物掺合料对混凝土收缩徐变的影响规律及应用

为研究矿物掺合料复掺对高性能混凝土收缩徐变性能的影响规律,设计了矿粉和粉煤灰掺量比例为1∶1、1∶2、2∶1比例共6组试件,其中矿物掺合料的总掺量为胶凝材料的10.0%、22.5%、30.0%。试验结果表明:(1)矿物掺合料复掺时对高性能混凝土收缩性能和徐变性能均有较大的影响,龄期180 d后,6组试件的收缩应变最大差值为43με,徐变应变最大差值为126με。(2)当矿物掺合料总掺量一定,矿粉与粉煤灰的掺量比例越大,对应的混凝土收缩越大,徐变越小。(3)当控制单一变量时,矿粉掺量与高性能混凝土的收缩徐变均呈反比,而粉煤灰掺量与高性能混凝土收缩呈反比,与徐变则呈正比。(4)当矿物掺合料掺量比例一定时,总掺量的增加对收缩的影响表现为先增加后降低,徐变则随着总掺量的增加而增大。     

火成岩石粉对混凝土抗压强度的影响研究

针对机制砂生产过程中产生的石粉问题,从矿物掺合料对比、石粉掺量、石粉细度、水胶比和复合掺合料的角度,研究了火成岩石粉对混凝土抗压强度的影响。结果表明:掺加火成岩石粉混凝土与掺加粉煤灰和矿粉的混凝土相比,各龄期强度最低,3d～7d龄期强度发展和粉煤灰混凝土相当,后期强度发展较为缓慢,与粉煤灰和矿粉混凝土相差较多;火成岩石粉掺量在20%以内时,对混凝土28d前的抗压强度影响较小,建议工程中单掺火成岩石粉的掺量控制在胶凝材料的20%以内;火成岩石粉细度越细,混凝土各龄期抗压强度越高,但是抗压强度提高幅度并不明显;火成岩石粉混凝土随着水胶比的降低抗压强度增大,可以配制一般工程所需的不同强度等级混凝土;火成岩石粉与矿粉复合比和与粉煤灰复合对混凝土抗压强度贡献高,火成岩石粉与矿粉、粉煤灰6∶2∶2三元复合对混凝土抗压强度的提高效果最佳。     

掺合料对高性能混凝土抗压强度增长的影响

阐述了矿渣和粉煤灰的作用机理,通过试验分析了矿渣和粉煤灰对高性能混凝土抗压强度增长的影响。由于矿渣和粉煤灰本身离子溶出能力很低,高性能混凝土中用掺合料替代水泥会不同程度减缓自由离子的溶解,因此早期掺矿物掺合料的高性能混凝土强度明显低于纯水泥混凝土。矿渣在早期的自身的水硬性及与水泥水化产物发生二次水化反应,因此掺矿渣的混凝土在3d之后抗压强度增长明显。粉煤灰自身的物理包裹作用和其独特的吸附效应会使水泥的早期水化得到一定的延迟,从而导致掺粉煤灰混凝土早期强度增长较慢。     

粉煤灰和矿粉对透水混凝土强度的影响

本文用粉煤灰和矿粉分别等量取代水泥,考察矿物掺合料取代水泥后对透水混凝土抗压强度的影响。结果表明:单掺20%粉煤灰和30%矿粉时,透水混凝土的28d抗压强度分别达到的最大值为28.1MPa和29.4MPa。两种掺合料复掺的情况下,当矿粉取代量在30%以内时,透水混凝土抗压强度随粉煤灰掺量增加先增加后下降;当矿粉取代量超过30%后,透水混凝土抗压强度随粉煤灰掺量增加而逐渐下降。因此,若单掺粉煤灰或矿粉时,其掺量应控在制胶材总量的30%以内,复掺两种矿物掺合料时,最大掺量应小于胶材总量的50%。     

矿物掺合料提高桥梁混凝土耐久性的研究

在混凝土中掺入矿物掺合料不仅可以改善混凝土工作性,而且还可以提高混凝土的力学性能与耐久性能.试验表明:矿物掺合料选择矿粉与粉煤灰复掺方式,其新拌混凝土工作性的效果要好于矿粉或粉煤灰单掺方式,且矿粉与粉煤灰的质量比为2∶1;利用矿物掺合料复掺方式配制的混凝土,其力学性能、抗冻融循环、电通量和氯离子扩散系数都明显好于纯水泥和单掺矿粉或粉煤灰的混凝土.     

不同矿物掺合料透水混凝土体系的硬化性能及微观结构

研究了不同矿物掺合料掺量对透水混凝土力学性能的影响,并对透水混凝土的物相组成和微观形貌进行了分析。结果表明:随矿粉和硅灰掺量的增加,透水混凝土的抗压强度先降低后提高;随粉煤灰掺量的增加,透水混凝土的抗压强度逐渐提高。矿粉和粉煤灰对透水混凝土的早期抗压强度有明显降低作用。微观分析表明:矿粉、粉煤灰或硅灰掺量较少时,水化产物微观形貌的改变是透水混凝土抗压强度降低或提高不明显的主要原因;矿粉、粉煤灰和硅灰掺量较多时,C-S-H凝胶和AFt晶体含量的增多和水化产物微观形貌的改善是透水混凝土抗压强度提高的主要原因。矿粉和粉煤灰不同程度上对透水混凝土具有缓凝作用。     

粉煤灰和矿粉对C50自密实混凝土氯离子扩散系数的影响

采用自然浸泡法研究了矿物掺合料对C50自密实混凝土工作性能和抗氯离子渗透性能的影响,结果表明:对于单掺粉煤灰混凝土试件,氯离子扩散系数随粉煤灰含量的提高先减少后增加,28d龄期时粉煤灰含量为30％的试件氯离子扩散系数最低,而90d龄期时粉煤灰含量为40％的试件氯离子扩散系数最低;对于单掺矿粉混凝土试件,氯离子扩散系数随胶凝材料中矿粉含量的提高而降低,当矿粉含量由50％增加至60％时氯离子扩散系数降低的幅值并不明显;对于复掺混凝土试件,氯离子扩散系数随复合掺合料中粉煤灰含量的提高先减少后增大,28d龄期时粉煤灰含量为10％的混凝土氯离子扩散系数最低,而90d龄期时粉煤灰含量为20％的混凝土氯离子扩散系数最低.     

-3℃养护条件下矿物掺合料对混凝土强度和孔隙结构的影响研究

为了研究不同养护条件下矿物掺合料对混凝土强度和孔隙结构的影响,进行-3℃和标准养护条件下,复掺粉煤灰、矿粉和硅灰对混凝土抗压强度、孔隙结构的试验。结果表明:与标准养护相比,在-3℃养护条件下,矿物掺合料的掺入对混凝土抗压强度有下降趋势,但对其孔径均有优化作用。基准组、复掺10%粉煤灰+10%矿粉+1%硅灰组、复掺10%粉煤灰+10%矿粉+3%硅灰组,28 d龄期标准养护下出现细小孔的频率是负温养护1.122~1.259倍,56 d龄期标准养护下出现细小孔的频率是负温养护1.108~1.180倍,矿物掺合料对混凝土硬化含气量和平均气泡间距均有改善作用,在标准养护条件下的优化作用明显优于负温养护条件。