严寒环境下双掺矿物掺合料对玻璃纤维增强水泥构件抗弯、抗冲击强度的影响

为解决玻璃纤维增强水泥(GRC)构件在严寒环境下出现表层剥落、起皮甚至强度降低等问题,对双掺矿物掺合料且以改性普硅水泥为基材的GRC试件的抗冻性能进行试验研究,对比分析冻融循环前后GRC试件力学性能的试验数据,从而确定最优的双掺矿物掺合料配合比。试验结果表明:经过冻融循环后,双掺10%硅灰和20%粉煤灰以及双掺10%硅灰和20%偏高岭土能够有效提高GRC试件的抗弯强度与抗冲击强度。     

硅质材料对硅酸盐水泥基体GRC耐久性的影响

本文研究了在硅酸盐水泥基体中掺入硅灰、偏高岭土或者矿渣后,GRC耐久性能的变化情况.通过测试掺加不同硅质物料、经不同龄期加速老化后GRC试件的抗弯强度和抗冲击强度,得到各种掺合料或掺合料组合对GRC材料强度性能的影响;并通过微观测试手段对采用各种掺合料时GRC强度的衰减机理进行了分析.试验结果表明:单掺20%硅灰或30%偏高岭土,对GRC的耐久性都有一定程度的改善,以20%偏高岭土和10%硅灰组合取代普硅水泥对其耐久性改性最为有效;本试验发现矿渣对GRC的耐久性似乎无明显改善,即使掺量高达50%时仍无明显改善.     

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。     

偏高岭土砂浆耐久性研究

偏高岭土组成稳定,来源广泛,作为水泥混凝土矿物掺合料,其火山灰活性可以与硅灰相当,因此采用偏高岭土来制备高性能混凝土的潜力巨大。该试验研究了0%、10%和30%三种偏高岭土掺量下的水泥胶砂试件在盐酸侵蚀和硫酸盐侵蚀两种侵蚀环境下的耐久性和抗压强度、抗折强度。结果表明:当偏高岭土掺量为10%时,能够显著提高水泥混凝土的耐久性和抗压强度、抗折强度,特别是抗硫酸盐侵蚀性能;而偏高岭土掺量达到30%时,其改善效果反而不及10%掺量。     

粉煤灰、硅灰在GRC复合材料中的作用效应

从增塑效应、增强效应、降碱效应和改善耐久性效应四个方面分析了粉煤灰,硅灰在GRC复合材料中的作用.结果表明,掺入一定量的粉煤灰、硅灰,可显著增加GRC复合材料的流动度,明显提高GRC复合材料的后期强度并降低GRC基体的pH值.粉煤灰、硅灰还可明显改善GRC复合材料的耐久性,掺60%粉煤灰和掺50%粉煤灰、10%硅灰的GRC试件强度在50%热水中加速老化56d仍保持增长.     

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%。     

粉煤灰、硅灰改善GRC耐久性的试验研究

通过两年的标准养护试验及50℃、80℃热水加速老化试验，研究了粉煤灰、硅灰对耐碱玻璃纤维增强普通硅酸盐水泥(GRC)耐久性的影响。采用光学显微镜、XRD等微观测试方法对粉煤灰、硅灰改善GRC耐久性的机理作了初步探讨。研究结果表明粉煤灰和硅灰可显著改善GRC后期强度及加速老化强度。     

废混凝土再生骨料及掺和料对GRC耐久性的影响

为了再利用废混凝土,改善玻璃纤维增强混凝土(GRC)的性能,以废混凝土再生骨料(RWCA)取代GRC中的天然砂,以粉煤灰、硅灰取代水泥,分别采用自然老化和50℃加速老化的方法,研究三者单掺和复掺对GRC长期性能的影响.结果表明:用RWCA以30%的质量分数替代GRC中的天然砂,可在一定程度上改善GRC的耐久性,即从骨料角度改善GRC的性能;用粉煤灰以30%的质量分数替代水泥,也可在一定程度上改善GRC的长期性能,但对GRC的早期抗折强度不利;用RWCA以30%的质量分数替代天然砂,同时用粉煤灰以30%的质量分数替代水泥时,不但GRC的早期抗折强度可得到改善,而且对GRC长期抗折强度的提高效果要好于二者单掺时;用RWCA骨料以30%的质量分数替代天然砂,同时用粉煤灰和硅灰分别以20%,10%的质量分数替代水泥,对GRC早期和后期抗折强度均有较大提高,有利于GRC长期抗折强度的保持;X射线衍射(XRD),傅里叶红外光谱(FTIR)及扫描电镜(SEM)分析表明,三者复掺可减少体系中Ca(OH)_2的含量、减小Ca(OH)_2的结晶尺寸,这不但可提高GRC基体的抗折强度,还可减轻玻璃纤维被腐蚀的程度,有利于GRC耐久性的改善.     

复掺矿物掺合料混凝土抗氯盐侵蚀与抗冻性试验研究

为研究矿物掺合料对混凝土耐久性能影响,分别对单掺粉煤灰、双掺粉煤灰和硅灰、三掺粉煤灰、硅灰和矿渣微粉3种情况下混凝土抗压强度、电阻率、氯离子扩散系数以及抗冻性能进行了试验研究。此外,通过对试件进行电镜扫描,揭示了矿物掺合料对混凝土微观结构的影响。结果表明:矿物掺合料可以改善混凝土孔结构,提高密实性。掺入矿渣微粉混凝土3 d抗压强度略低,但7、28 d强度增长明显,28 d强度分别比单掺和双掺试件提高3.80%、43.29%;硅灰和矿渣微粉均能显著提高混凝土抗氯离子渗透能力,双掺和三掺混凝土试件氯离子扩散系数分别比单掺试件降低69.16%、83.13%;硅灰可以提高混凝土抗冻性,双掺混凝土比单掺抗冻耐久性系数提高3.86%;同时混凝土电阻率和氯离子扩散系数之间存在线性负相关关系。在冻融循环过程中,混凝土动弹性模量与质量损失和动弹性模量损失均存在负相关性。     

活性掺合料改善地下工程结构混凝土性能研究

研究了普通混凝土、矿粉混凝土、硅灰混凝土以及复掺矿粉、硅灰混凝土的坍落度、抗压强度和抗渗、抗硫酸盐侵蚀性能。试验结果表明,矿物掺合料可以明显改善混凝土的性能,掺合料种类和掺入比例直接决定了混凝土性能的改善效果;且复掺矿粉、硅灰混凝土的性能优于单掺矿粉、单掺硅灰组;当矿粉掺量20%、硅灰掺量5%时,混凝土的抗压强度、抗渗性能和抗硫酸盐侵蚀性能最好。     

复合掺合料对水泥胶砂流动度和长期强度的影响

采用粉煤灰(F)、矿渣粉(Sl)、硅灰(Si)和石灰石粉(L)复合组成5种复合矿物掺合料,研究了复合掺合料的组成和掺量对水泥胶砂流动度、长期抗压强度和抗折强度的影响。结果表明:掺粉煤灰和石灰石粉的FSlL和FL复合掺合料流动性较好,流动度比达到110%以上;掺硅灰的FSlSi和SlSiL复合掺合料流动性较差,流动度比在80%左右;5种复合掺合料在30%、40%、50%掺量下,胶砂试件720 d抗压强度和抗折强度均达到纯水泥试件的110%~120%;FSlSi、FSl和FL复合掺合料随着掺量的提高,长龄期胶砂抗压强度有所增加,抗折强度发展趋势与抗压强度相同;SlL和SlSiL复合掺合料随着掺量的提高,长龄期胶砂抗压和抗折强度均略有下降。     

矿物掺和料对玄武岩纤维水泥砂浆强度发展的影响

研究了粉煤灰和硅灰对玄武岩纤维增强水泥基材料强度发展规律的影响,分析了粉煤灰和硅灰复掺对水泥砂浆中玄武岩纤维耐腐蚀性的影响.结果表明：玄武岩纤维对水泥基材料的早期抗折强度具有增强作用,后期增强效果下降,甚至会降低基体强度;粉煤灰和硅灰可显著延长玄武岩纤维对水泥砂浆抗折强度增强效果的时效.XRD图谱和显微结构分析表明,粉煤灰和硅灰复掺后降低了水泥基体中Ca(OH)2晶体的含量和玄武岩纤维的腐蚀程度,改善了玄武岩纤维和水泥基体之间的界面性质.     

Characteristics of lightweight concrete containing mineral admixtures

This research investigates the properties of fresh and hardened concretes containing locally available natural lightweight aggregates, and mineral admixtures. Test results indicated that replacing cement in the structural lightweight concrete developed, with 5–15% silica fume on weight basis, caused up to 57% and 14% increase in compressive strength and modulus of elasticity, respectively, compared to mixes without silica fume. But, adding up to 10% fly ash, as partial cement replacement by weight, to the same mixes, caused about 18% decrease in compressive strength, with no change in modulus of elasticity, compared to mixes without fly ash. Adding 10% or more of silica fume, and 5% or more fly ash to lightweight concrete mixes perform better, in terms of strength and stiffness, compared to individual mixes prepared using same contents of either silica fume or fly ash.     

降低高强混凝土脆性的试验研究

采用外掺掺合料磨细矿渣、硅粉和粉煤灰及聚丙烯纤维的方法来研究它们对降低高强混凝土脆性的作用，并分析了相应的作用机理．结果表明：单掺磨细矿渣时，当其掺量为25％，则高强混凝土的脆性最低；磨细矿渣、硅粉和粉煤灰各自复掺时，高强混凝土脆性较单掺25％磨细矿渣的进一步降低，且降低幅度大致相当；三掺磨细矿渣、硅粉和粉煤灰时，高强混凝土脆性的降低幅度更大．当聚丙烯纤维的掺量控制在0．24％以内时，高强混凝土的脆性随着聚丙烯纤维的掺加而降低；当聚丙烯纤维与硅粉复掺时，高强混凝土的脆性系数又进一步降低．     

矿物掺合料对植生混凝土抗压强度及pH值的影响研究

采用矿物掺合料等量取代水泥的方法配制植生混凝土,研究了粉煤灰、硅灰及偏高岭土对混凝土抗压强度和内部孔隙pH值发展的影响规律。研究结果表明:单掺粉煤灰、硅灰及偏高岭土植生混凝土,28 d抗压强度达8.0~10.0 MPa,孔隙率为30%以上,90 d孔溶液pH值降低至11.6~11.8。满足河流护岸、道路护坡等对植生混凝土要求。     

矿物掺合料对铁铝酸盐水泥力学性能影响研究

针对铁铝酸盐水泥早期水化热高的问题,提出采用掺加矿物掺合料的方法改善铁铝酸盐水泥性能。研究了单独掺加不同掺量粉煤灰、矿粉、石灰石粉、粉煤灰微珠、硅灰的铁铝酸盐水泥用水量、力学性能,以及复合掺加粉煤灰-矿粉、粉煤灰微珠-矿粉、粉煤灰微珠-硅灰及石灰石灰石粉-矿粉的铁铝酸盐水泥用水量、力学性能。结果表明,粉煤灰等掺合料均会降低铁铝酸盐水泥强度,但是对用水量的影响不同,粉煤灰及硅灰会显著增加铁铝酸盐水泥用水量,石灰石粉及粉煤灰微珠会降低用水量。当掺合料单独掺加或复合掺加等量取代30%水泥时,复合胶凝体系的抗压强度降至45.0MPa左右,掺合料的掺量宜控制在30%以内。     

矿物掺合料对C100～C120超高强混凝土基本性能的影响

通过正交试验考察了胶凝材料总量、水泥用量及超细粉煤灰用量对超高强混凝土抗压强度的影响,研究了硅灰、超细粉煤灰与复合硅材等矿物掺合料对C100~C120超高强混凝土基本性能的影响。结果表明,对超高强混凝土强度影响最主要的因素是水泥在胶凝材料中所占的比例;超细粉煤灰与硅灰复掺对超高强混凝土工作性能与强度改善效果较好;复合硅材对超高强混凝土的工作性能与强度均有一定的提高。     

矿物掺合料对新拌水泥浆体密实性能的影响

采用浆体相对密实度（d/d0)指标，定量分析了超细磨粉煤灰，磨细矿渣及硅粉这三种矿物掺合料对新抖水泥浆体密实性能影响的规律，研究了掺矿物掺合料的水泥浆体流动性与相对密实度的关系以及新抖水泥浆体相对密实度对水泥胶砂抗压强度的影响，并进一步阐明了矿物掺合料对水泥浆体的物理填充作用。     

Compressive strength and stability of sustainable self-consolidating concrete containing fly ash,silica fume,and GGBS

This paper presents the findings of an experimental program seeking to understand the effect of mineral admixtures on fresh and hardened properties of sustainable self-consolidating concrete (SCC) mixes where up to 80% of Portland cement was replaced with fly ash, silica fume, or ground granulated blast furnace slag. Compressive strength of SCC mixes was measured after 3, 7, and 28 days of moist curing. It was concluded in this study that increasing the dosage of fly ash increases concrete flow but also decreases segregation resistance. In addition, for the water-to-cement ratio of 0.36 used in this study, it was observed that the compressive strength decreases compared to control mix after 28 days of curing when cement was partially replaced by 10%, 30%, and 40%of fly ash. However, a fly ash replacement ratio of 20% increased the compressive strength by a small margin compared to the control mix. Replacing cement with silica fume at 5%, 10%, 15%, and 20% was found to increase compressive strength of SCC mixes compared to the control mix. However, the highest 28 day compressive strength of 95.3 MPa occurred with SCC mixes in which 15% of the cement was replaced with silica fume.