高硅酸三钙水泥硬化砂浆干缩过程

通过测定高硅酸三钙(C3S)水泥砂浆在20℃两种相对湿度(RH40%,RH50%)下的干缩曲线,研究了该水泥砂浆的干缩动力学及干缩过程,揭示了该水泥砂浆干燥收缩过程的演变规律.结果表明高C3S水泥砂浆在3～60 d的收缩阶段,其收缩速率不同,可分为3个阶段:收缩速率较快的收缩减速阶段;收缩速率较慢的收缩减速阶段和收缩速率几乎不变的稳态收缩阶段.提出了高C3S水泥系统的干燥收缩过程假设:3～14 d,主要是相对蒸汽压较高且孔径较大的孔失水导致收缩;14～28 d,主要是相对蒸汽压较小且孔径较小的孔失水导致收缩;28～60 d,则主要是水泥石失去凝胶吸附结合水导致收缩.     

影响道路水泥干缩率的因素及对策

道路水泥要求具有干缩小、耐磨性及抗折强度高的特点。我公司生产的道路水泥各项技术指标均达到GB13693—2005《道路硅酸盐水泥》要求,只是干缩率一直偏高,虽然满足标准要求(28d干缩率<0.10%),但几乎都在0.07%以上,有时甚至还超标,严重影响了水泥的销售。为了能满足市场客户的要求,我们在总结过去生产的基础上,制定了新的试验方案,经过生产实践,找出了水泥干缩率偏高的原因,将干缩率成功地降到了0.04%左右。1熟料各矿物与干缩率的关系由于熟料各矿物中C3A水化后减缩值最大(见表1[1]),因此,往往认为水泥干缩率主要取决于熟料中C3A的含量。…     

水泥稳定碎石早期微裂干缩性能试验研究

为降低水泥稳定碎石的早期干缩应力,研究了微裂技术对水泥稳定碎石干缩性能的影响.首先对水泥稳定碎石进行早期微裂,然后利用干缩试验分析不同微裂时间、不同微裂程度对水泥稳定碎石材料干缩性能的影响.试验结果表明:水泥稳定碎石的干缩应变主要在养护初期形成,且在1～3d内增长最快;微裂时间选在养生期第2d时,对早期干缩应变的降低最有利;微裂程度为40％时,早期干缩应变降低最多.     

水泥锶渣混凝土路用性能评价

为了分析水泥锶渣混凝土用于低交通量道路路面的可行性,采用正交方法分析了水泥用量、用水量(坍落度)、砂率、碎石级配等因素对水泥锶渣混凝土抗压强度和抗折强度的影响规律,优选出合理的材料配合比;试验对不同水泥用量的水泥锶渣混凝土的力学性能、干缩性能、温缩性能和抗冻性能进行了系统评价.结果表明:水泥锶渣混凝土强度低于普通C30混凝土,但“折压比”高,弹性模量小,具有较好的抗裂性能;于缩系数比普通混凝土低20％,温缩系数为普通混凝土的53％,具有优良的抗收缩性能;抗冻性能低于普通混凝土;水泥锶渣混凝土可用于非冰冻地区低交通量道路路面.     

Lafarge公司Aether（R）太空水泥熟料项目

1 新一代低碳太空水泥熟料 太空（Aether（R））项目的研究产品是一种专利类熟料.不是以C3S为主的普通水泥熟料,而是以C2S为主相＋硫铝酸钙（CSA或C4A3S）和铁铝酸钙相组成（此处S指SO4）,其原料和熟料成分见表1. 从化学成分来看,普通水泥熟料C3S和C3A相产生大量CO2排放,而太空熟料中此二相被硫铝酸钙（C4A3S）相所取代.在普通水泥熟料中,C3S和C3A相具有早期流变性和机械强度,而太空水泥熟料性能是以C4AS为主,达到C2S和C4AF为主的0～7d之间的结合反应.     

低水泥含量级配碎石路用性能试验研究

为研究低水泥掺量对级配碎石路用性能的影响,考虑1%、2%、3%和4%水泥掺量,进行7 d无侧限抗压强度、承载比CBR、抗压回弹模量以及温缩、干缩系数等路用性能指标试验,确定出低水泥含量级配碎石的最佳水泥掺量。结果表明:通过7 d无侧限抗压强度指标确定最佳水泥掺量为3%,抗压强度均为3.65 MPa;3%低水泥含量级配碎石承载比CBR值为435.7%;3%低水泥含量级配碎石抗压回弹模量为900.5 MPa,与普通掺量回弹模量相比,降低了26.45%,有效提高基层韧性抑制反射裂缝扩展;3%低水泥含量级配碎石与普通水泥稳定级配碎石温缩、干缩系数的发展趋势相同,但3%低水泥含量级配碎石对温度和湿度敏感性最弱。     

C_3S含量变化对浆体强度及体积收缩的影响

为了研究硅酸三钙（C3S）含量对水泥浆体的抗压强度及线性收缩的影响,制备了不同C3S含量的水泥,并通过热质量损失法（TG）、扫描电镜（SEM）等方法分析了浆体中Ca（OH）2含量的变化规律和水化产物形貌,讨论了C3S含量对浆体基本性能的影响.结果表明：C3S质量分数为78.79%的水泥浆体水化过程中产生较多且晶粒尺寸较小的Ca（OH）2,其后期抗压强度出现倒缩.水化7 d时,C3S质量分数为67.33%的波特兰水泥抗压强度最大,28 d后C3S含量低的水泥的抗压强度可超过高C3S水泥浆体;加入质量分数为50%的粉煤灰后,熟料中C3S质量分数为67.33%的水泥浆体始终具有最高的强度.水泥浆体的线性收缩随着熟料中的C3S含量的增加而变大.从水泥硬化浆体的性能和节能方面考虑,熟料中C3S质量分数为67.33%较优.     

中低热水泥与普硅水泥性能对比研究

近年来中热水泥、低热水泥已在水工等大体积混凝土中得到应用,并取得了良好的效果。本文对中热水泥、低热水泥与普硅水泥进行了性能对比试验研究,试验结果表明,三种不同品种水泥在材料组成上存在着较大的差别,普通硅酸盐水泥C3S含量高、C2S含量低,中低热水泥C3S含量低、C2S含量高;中低热水泥比普硅水泥早期水化放热量更低、放热速率更小,混凝土28d绝热温升低2～5℃;中热和低热水泥混凝土早期抗强度发展缓慢,后期强度持续增长,90d以后强度接近甚至超过普硅水泥混凝土,且中低热水泥混凝土体积稳定性优于普硅水泥混凝土,为中低热水泥在相关工程中的应用提供了借鉴意义。     

浅谈水泥配料方案对水泥干缩性能的影响

通过对不同矿物组成熟料的干缩性试验发现,较高C3S的熟料,收缩率相应降低;其磨制的复合硅酸盐水泥,收缩率有相似的规律。     

工业废渣-阴离子团多元复合掺杂对高C3S水泥熟料烧成及性能的影响

利用某些工业废渣并复合一些阴离子(团),以一定比例配入生料中,采用高饱和比、高硅率、高铝率配料,在实验室于正常烧成温度下烧成了3d和28d抗压强度分别达42MPa和84MPa、其它性能正常的高C3S水泥熟料(ARPC),实现了熟料的高胶凝性。废渣-阴离子多元复合掺杂通过改善C3S形成的动力学过程改善了生料的易烧性。熟料的高胶凝性一方面是由于熟料中C3S的含量高,另一方面是由于不同的离子以一定量固溶到C3S晶格,会稳定不同的晶型,杂质离子还会改变液相性质,调整CS晶貌,使得水泥熟料具有良好的微观结构。     

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.     

粉煤灰对水泥浆体的电阻率与化学收缩的影响

研究了粉煤灰掺量分别为0、20%和40%,水胶比为0.4的水泥浆体的抗压强度、电阻率、化学收缩以及水化产物的变化规律.电阻率采用无电极电阻率法进行测试,化学收缩采用ASTM C1608-12规定的膨胀测定法进行测试.结果表明,在250 d龄期时,粉煤灰掺量为20%的硬化水泥浆体抗压强度仅比空白组低5%;当粉煤灰掺量增大时,水泥浆体在3 d龄期时的强度、电阻率和化学收缩均减小,抗压强度与电阻率之间具有很好的线性关系.XRD及热重分析表明,随着粉煤灰掺量增加,水化硅酸钙含量减少,在3 d龄期时水化产物中出现了钙矾石.     

纳米颗粒对粉煤灰水泥基材料干缩变形的影响及机理

为探讨纳米颗粒对掺粉煤灰的水泥基材料干缩变形的影响,选取了纳米SiO2和纳米SiC两种纳米颗粒,分别制备了纳米改性粉煤灰水泥砂浆和混凝土试件,通过试验研究了纳米颗粒掺量对不同龄期粉煤灰水泥砂浆和混凝土干缩性能的影响,并分析了其作用机理.结果表明,掺纳米颗粒的水泥砂浆干缩率明显增大,掺量为2％的纳米SiO2水泥砂浆和纳米SiC水泥砂浆的28 d干缩率较普通水泥砂浆分别增大了90％和120％;掺量为2％的纳米SiO2混凝土和纳米SiC混凝土28 d干缩率较基准混凝土增大了124.8％和85.8％;纳米颗粒对粉煤灰水泥砂浆和粉煤灰混凝土干缩性能的影响很明显,而混掺与单掺纳米颗粒对混凝土的干缩率影响不大.分析认为,纳米颗粒比表面积大,吸附水分增多,造成内部自由水被大量消耗,同时由于纳米颗粒填充了混凝土内部结构中的微小孔隙,使得外部水分难以进入内部而被蒸发,造成内外变形不一致,最终增大了混凝土的干缩率.     

不同C_3S含量阿利特-硫铝酸盐水泥熟料与粉煤灰混合材的适应性研究

研究了不同C3S含量的阿利特-硫铝酸盐水泥熟料与粉煤灰混合材的适应性。结果表明：C3S含量一定时,随粉煤灰掺量增加,水泥的凝结时间延长,抗压强度降低;粉煤灰掺量一定时,随C3S含量的增加,水泥的凝结时间延长,抗压强度增大;C3S含量增大时,随着粉煤灰掺量增多,水泥各龄期抗压强度降幅减小;掺加粉煤灰后水泥的早期抗压强度降低幅度较大,后期抗压强度降幅较小。熟料中C3S含量低时,对高粉煤灰掺量的适应性差;C3S含量高时,其适应性好。     

水泥基体参数对水泥砂浆干缩性能的影响

采用干缩实验研究水灰比、灰砂比、水泥细度等水泥基体参数对水泥浆干缩性能的影响。结果表明,水灰比在0.35～0.60时,砂浆的干缩率随水灰比增大而增大;其它条件不变时,砂浆的干缩率随胶砂比增大而明显增大,随水泥细度提高而增大;高标号水泥的干缩率大于低标号水泥,水泥标号相同时,P.II>P.F>P.S;矿渣微粉比粉煤灰更适用于生产高性能水泥和高性能混凝土;减缩剂能明显减小水泥砂浆的干缩率。     

Early longitudinal dimensional changes of fresh fly ash mortar exposed to drying conditions

The present work examines the effect of fly ash (ASTM Class F) on early longitudinal dimensional changes in fresh cement-fly ash (10, 25 and 40 percent cement replacement) mortar mixes exposed to drying conditions immediately after casting at elevated temperature (30 C, 86 F).

It was found that the fly ash affects expansion in the fresh mortar mix: the larger the cement replacement percentage (i.e. increased amount of fly ash in the mix), the higher the expansion values and the longer its duration. However, the effect of the fly ash on plastic shrinkage during drying has no clear trend, as it is governed both by the preceding expansion and by the duration of the shrinkage phase (both influenced in turn by the specific chemical composition and physical properties of the fly ash and the cement).     

磷酸镁水泥性能试验研究

采用过烧镁砂与磷酸镁二氢钾为主要原料,按照一定配比制备出可工业化生产的磷酸镁水泥。研究了磷酸镁水泥的凝结硬化时间、不同龄期的强度、干缩率、耐腐蚀性及粉煤灰对其性能的改性,并采用X射线衍射分析和扫描电镜等手段对其水化产物进行了分析。研究结果表明,磷酸镁水泥凝结时间受水灰比、成型温度影响较大,早期强度发展迅速,干缩率较小,耐腐蚀性好,掺加适量的粉煤灰可有效地提高其后期强度。该体系水化产物主要是六水磷酸镁钾晶体和一些无定形物质。     

Strength and shrinkage properties of mortar containing a nonstandard high-calcium fly ash

A laboratory study was undertaken to assess the compressive and flexural tensile strength and drying shrinkage properties of mortar mixtures containing high-calcium nonstandard Afsin-Elbistan fly ash (FA). Possibility of using Afsin-Elbistan FA in cement-based materials as shrinkage-reducing or compensation agent was also discussed. Five mortar mixtures including control Portland cement (PC) and FA mortar mixtures were prepared. FA replaced the cement on mass basis at the replacement ratios of 10%, 20%, 30% and 40%. Water-cementitious materials ratio was 0.4 for all mixtures. The mixtures were cured at 65% relative humidity and 20±2 °C. The compressive and flexural tensile strength and drying shrinkage values of the mortar mixtures were measured. The results show that Afsin-Elbistan FA reduced drying shrinkage of the mortar by 40%. Therefore, it was concluded that Afsin-Elbistan FA can be used as a shrinkage-reducing agent. The mortar containing 40% FA expanded. This indicates that Afsin-Elbistan FA may be utilized to compensate drying shrinkage of cement-based materials.     

改性高钙粉煤灰水泥的各项性能研究

以高钙粉煤灰为原料,机械粉磨高钙粉煤灰至比表面积388.14 m2/kg,配比为50%高钙粉煤灰、45%熟料、3%石膏、1%Ca(OH)2、1%J2,制备高钙粉煤灰水泥,并对比市售普通硅酸盐水泥,通过测量计算不同龄期条件下的强度损失率、长度变化率和干缩率等参数来表征水泥各项性能.结果表明,随着龄期的增长,硅酸盐水泥的抗折、抗压强度、抗冻性及抗硫酸盐侵蚀性强度损失率和干缩率分别为8.05 MPa、56.97 MPa、45.73%、36.2%、1.8× 10-4%,而高钙粉煤灰水泥分别为8.33 MPa、58.77 MPa、37.5%、26.7%、1.5×10-4%,均优于普通硅酸盐水泥,并随龄期增长越加明显.     

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.