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。     

复合缓凝剂对硫(铁)铝酸盐水泥性能的影响

该文研究了缓凝剂以及缓凝剂与矿物掺合料复掺对硫(铁)铝酸盐水泥凝结时间和强度的影响,并通过水化热分析、XRD分析等测试方法对硫(铁)铝酸盐水泥的水化进程及水化产物进行了研究。结果表明,矿物掺合料偏高岭土、粉煤灰、矿粉等并不能很好地延缓水泥的凝结时间,偏高岭土甚至有促凝的作用;硼酸或硼砂均可以很好地延缓水泥的凝结时间,且对早期强度影响不大。复掺硼砂和偏高岭土是优良的硫(铁)铝酸盐水泥改性剂。     

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。     

磷酸镁水泥基材料的改性研究

磷酸镁水泥(MPC)是由过烧氧化镁、磷酸盐、缓凝剂及其它改性材料制备而成的无机胶凝材料,与普通硅酸盐水泥相比,MPC具有水化速度快、早期强度高等优点,被广泛应用于土木工程修复领域。简要概括了磷酸镁水泥的性能特点,综述了矿物掺合料对磷酸镁水泥砂浆力学性能影响的研究进展;分析并总结了粉煤灰、硅灰和钢渣等3种常见矿物掺合料单掺或复掺对磷酸镁水泥的改性效果。结果表明,单掺钢渣会降低MPC的抗折强度,提高MPC的抗压强度;单掺粉煤灰会降低MPC的抗压和抗折强度;单掺硅灰及复掺硅灰和粉煤灰对MPC的抗压和抗折强度的影响较小。     

偏高岭土混凝土力学性能研究

研究了0、5%、10%和15%四种掺量下单掺偏高岭土和偏高岭土与粉煤灰、矿渣粉按不同比例复掺后混凝土的抗压强度和抗折强度。结果表明,在单掺偏高岭土时,低掺量的偏高岭土有利于混凝土的早期强度,而高掺量的偏高岭土则有利于混凝土的后期强度。在复掺偏高岭土中,偏高岭土和粉煤灰、矿渣粉三种矿物掺合料复掺时具有最好的效果,能够显著增强混凝土的早期和后期强度。     

超细粉煤灰对混凝土强度及水化产物的影响

对超细粉煤灰掺量为0~30%之间的混凝土抗压强度、硬化浆体水化产物中化学结合水和Ca(OH)_2量的变化情况进行了分析。结果表明,超细粉煤灰掺入后能够充分发挥填充效应和火山灰活性,消耗水泥水化产物中的Ca(OH)_2,降低水化产物中Ca(OH)_2含量,且随水化龄期的延长,参与水化程度提高,能够提高混凝土的后期强度。     

矿物掺和料对磷酸镁水泥基修补砂浆强度的影响

试验研究了粉煤灰、超细粉煤灰及硅灰在单掺和复掺条件下对磷酸镁水泥基快速修补砂浆抗压强度、抗折强度及黏结强度的影响,通过X射线衍射(XRD)和环境扫描电镜(ESEM)对磷酸镁水泥砂浆的水化产物与微观形貌进行分析.结果表明:粉煤灰与超细粉煤灰会降低磷酸镁水泥砂浆的抗压、抗折强度,硅灰对砂浆抗压、抗折强度的发展无不利影响;粉煤灰与超细粉煤灰会降低砂浆的早期黏结强度,但可以提高砂浆后期黏结强度的发展速度;硅灰的掺入可以有效提高砂浆的黏结强度.矿物掺和料参与了磷酸镁水泥的水化进程,生成的无定形物质可对磷酸镁水泥砂浆强度进行补偿;矿物掺和料的火山灰活性是改善磷酸镁水泥砂浆黏结强度的重要原因.     

铝硅质矿物掺合料对磷酸钾镁水泥砂浆物理力学性能的影响

采用重烧氧化镁、磷酸二氢钾、复合缓凝剂、引气型减水剂和石英砂为主要原料制备磷酸钾镁水泥(MKPC)砂浆。研究了铝硅质矿物掺合料(偏高岭土、伊利石)对MKPC物理力学性能的影响。结果表明,相同水灰比下,分别掺10%偏高岭土及10%伊利石时,MKPC砂浆的流动度较未掺加分别降低了7.5%、5.0%;掺伊利石早期表现出较好的抗压性能;60 d龄期时,掺偏高岭土的MKPC砂浆抗压强度最高;掺加铝硅质矿物掺合料提高了MKPC浆体的抗折强度,其中掺偏高岭土效果更明显。偏高岭土和伊利石中活性物质SiO_2和Al_2O_3等对水化有促进作用,形成了磷酸铝[AlPO_4和Al(PO_3)_3]凝胶,使水化产物及整体结构更加致密,填充效果明显。     

无机矿物掺合料在粘结砂浆中的应用研究

主要研究无机矿物掺合料膨润土、重钙、矿粉和粉煤灰对粘结砂浆性能的影响.实验表明,膨润土掺入会引起砂浆的稠度和含气量下降,抗折、抗压强度有一定的增长,掺量为5%时强度达到最大;掺入5%-15%重钙对砂浆稠度、含气量影响不大,抗折、抗压强度总体下降明显,压折比下降,粘结强度基本不变:掺入10%-50%矿粉对砂浆的稠度、含气量影响不大,后期抗折、抗压强度较未掺时有所增长,粘结强度有一定增大;掺入10%-50%粉煤灰使砂浆含气量、压折比和粘结强度下降.XRD分析显示,粘结砂浆28 d水化物主要为Ca(OH)2和C-S-H凝胶.     

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.     

偏高岭土对硅酸盐水泥水化产物的影响

通过热重-差式扫描量热仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜-能谱分析研究了偏高岭土对硅酸盐水泥水化产物Ca(OH)2的含量,C-S-H凝胶的形貌特征、化学组成和堆聚结构的影响,讨论了水化产物性质随偏高岭土掺量变化的规律。结果表明:偏高岭土的掺入,水化产物Ca(OH)2的含量相应降低,在偏高岭土掺量15%时,水化28d龄期试样中Ca(OH)2的质量分数由18.68%降低到13.66%;同时C-S-H凝胶颗粒尺寸随着偏高岭土掺量的增加而逐渐减小,堆聚更加紧密,偏高岭土与水泥水化产物Ca(OH)2反应生成结构致密稳定性更好的低Ca/Si值的C-S-H凝胶,改善了C-S-H凝胶的结构和化学组成。     

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。     

活性矿物掺合料对水泥基材料力学性能的影响

以掺加不同的活性矿物掺合料制成的水泥基试件,讨论了矿粉 A 掺量、硅粉掺量、复掺矿粉 A 和硅粉对水泥基材料力学性能的影响。结果表明:活性矿物掺合料对水泥基试件的抗折和抗压强度有较大影响,尤其是硅粉能够很好地提高试件的抗折强度和抗压强度。     

矿物掺合料对水泥胶砂力学性能的影响

本试验采用普通硅酸盐水泥和标准砂,通过单掺粉煤灰、花岗岩石粉、磨细砂和S95矿粉替代部分水泥制备水泥胶砂,在蒸压养护和常温养护条件下,系统研究矿物掺合料种类和掺量对水泥胶砂力学性能的影响。研究结果表明,采用矿物掺合料替代部分水泥制备水泥胶砂可以显著降低水泥的用量,其中在蒸压养护条件下使用掺量30%的粉煤灰制备的水泥胶砂力学性能最好,抗折强度为6.75 MPa,抗压强度为30.70MPa;在常温养护条件下S95矿粉的最优掺量为40%,28d抗折强度和抗压强度分别达到8.10 MPa和29.28 MPa。     

掺加粉煤灰和矿粉对嵌缝加固胶泥性能的试验研究

为了研究粉煤灰、矿粉对嵌缝胶泥性能的影响,对粉煤灰、矿粉不同龄期不同掺量的嵌缝胶泥进行抗折、抗压强度试验。并使用SEM、压汞仪分析其微观机理。试验表明:粉煤灰、矿粉在等量取代嵌缝胶泥中的水泥之后,其抗折抗压强度随掺合料掺量的增加呈现下降趋势。双掺粉煤灰矿粉组的微观测试结果显示其最可几孔径小于单掺粉煤灰矿粉组,且双掺组后期的水化产物丰富,有利于后期强度的增长。     

公路用混凝土抗盐冻耐久性研究

设计了混凝土盐冻循环实验,进行了粉煤灰和矿粉的掺入对混凝土抗盐冻能力影响的研究,并从粉煤灰、矿粉水化机理出发进行了论述,得出了矿物掺合料的掺入种类和掺量对混凝土抗盐冻性能的影响,指出双掺粉煤灰和矿粉能有效的提升混凝土的性能,同时发现了矿物掺合料过量的不利结果,解决了公路用混凝土配合比设计的重要问题。     

多掺矿物掺合料再生混凝土力学性能研究

通过测试再生混凝土坍落度、立方体抗压强度及劈裂抗拉强度,并对再生混凝土微观形貌、矿物组成进行分析,探究矿物掺合料种类及掺量对再生混凝土力学性能的影响。研究结果表明：将粉煤灰分别与矿渣、硅灰、偏高岭土组合使用能够明显改善再生混凝土和易性;单掺矿物掺合料中,偏高岭土能显著提升再生混凝土力学性能,相较于基准组,养护龄期90 d时,抗压强度和劈拉强度分别提升24.0%和11.0%;复掺矿物掺合料中,粉煤灰-偏高岭土对混凝土的劈拉强度提升效果突出,劈拉强度提升14.0%,抗压强度提升6.5%;三掺矿物掺合料中,粉煤灰-硅灰-偏高岭土对再生混凝土的劈拉强度提升较好,劈拉强度提升9.8%,抗压强度提升4.6%;粉煤灰-矿渣-硅灰-偏高岭土四掺再生混凝土力学性能表现良好,抗压强度最高提升18.4%,劈拉强度最高提升15.5%。     

矿物掺合料对混凝土毛细吸收作用影响的试验研究

研究粉煤灰、矿粉等矿物掺合料的种类及掺入量对混凝土毛细吸收作用的影响,将其按一定比例掺入混凝土中,同时等量替代混凝土中的水泥。通过混凝土毛细吸收试验,并绘制混凝土试件毛细吸水量随时间变化曲线,试验结果表明,掺入一定比例的粉煤灰、矿粉可以有效的降低试件的毛细吸收系数,提高其抗渗透性能,当粉煤灰掺量(等量替代水泥)为30%、矿粉掺量为50%时,混凝土试件的抗渗透性能最好。     

矿物掺合料对混凝土抗碳化性能影响的灰色关联分析

通过改变矿渣、粉煤灰的掺量和组合方式以及水胶比,分析了矿物掺合料对混凝土抗碳化性能的影响。同时,基于灰色关联理论对混凝土抗碳化性能受各因素的影响程度进行了定量分析,并结合硬化浆体水化产物的化学组成分析探讨了矿物掺合料的影响机理。研究结果表明：掺入矿物掺合料和增大水胶比均会使混凝土碳化深度增大,当单掺I级粉煤灰掺量超过40%后,混凝土碳化深度增长速度极快;在总掺量一致的前提下,复掺矿物掺合料组的混凝土抗碳化性能要优于单掺粉煤灰组的混凝土;矿渣和粉煤灰的不同组合方式中,S105矿渣+I级粉煤灰组的混凝土碳化深度最大;各影响因素对混凝土抗碳化性能的影响程度从高到低排序为水胶比>单掺I级粉煤灰掺量>复掺S95矿渣+I级粉煤灰总量>矿物掺合料组合方式;XRD分析表明,随着粉煤灰掺量的增加,Ca(OH)₂的衍射峰高度逐渐降低,说明粉煤灰的火山灰反应消耗了大量的Ca(OH)₂,从而逐步降低了混凝土的抗碳化性能。     

石灰石粉与活性矿物掺合料的协同效应

针对石灰石粉与不同活性矿物掺合料协同效应的问题,分析石灰石粉分别与粉煤灰、矿渣、硅灰复掺对水泥胶砂抗折、抗压强度的影响,并采用XRD微观测试方法分析其机理。试验结果表明:石灰石粉与活性掺合料协同作用有助于提高水泥胶砂强度,石灰石粉掺量为10%、活性掺合料掺量为20%时强度最大;微观测试分析发现粉煤灰、矿渣与硅灰能促进石粉的水化反应,其水化产物为碳铝酸钙(Ca_4Al_2O_6·CO_3·11H_2O);石粉可以更好地激发活性掺合料的活性,为水化产物提供成核基底。