偏高岭土对水泥基胶凝材料耐久性能的影响

以粉煤灰、矿粉和硅灰为混合材,与硅酸盐水泥熟料和石膏复合制备一种水泥基胶凝材料,通过内掺法研究偏高岭土对水泥基胶凝材料力学性能和耐久性能的影响,并利用激光粒度分布曲线、XRD和SEM验结果表明,随偏高岭土掺量的增加,水泥砂浆3d强度逐渐下降,28d强度逐渐增加,然后趋于稳定。当掺量超过9%时,强度的改善效果不显著;同时,偏高岭土的掺入,提高了砂浆的抗渗性能、降低了混凝土的氯离子扩散系数,并在偏高岭土掺量为0%-9%范围内作用效果明显。     

偏高岭土和粉煤灰对MKPC浆体与混凝土粘结性能的影响

采用了四点抗弯试验和斜剪试验两种方法,并通过改变磷酸钾镁水泥(MKPC)净浆的矿物成分,研究了MKPC净浆与硅酸盐混凝土的粘结强度,同时本试验还测定了MKPC净浆的抗压强度及收缩变形,最后通过SEM对微观结构进行分析,阐明了粘结机理.试验结果表明:加入矿物掺合料可以有效提高MKPC净浆的粘结强度、抗压强度和体积稳定性.单掺10％偏高岭土的试件,其28 d粘结强度最高,单掺20％偏高岭土次之;与单掺偏高岭土的试件相比,双掺10％偏高岭土和10％粉煤灰则会使试件的28 d粘结强度有所降低,但高于空白组的28 d粘结强度;单掺10％或20％偏高岭土分别使MKPC净浆的28 d抗压强度提高了5.91％和11.94％,双掺粉煤灰和偏高岭土的MKPC净浆,其28 d抗压强度高达72.9 MPa,比同龄期空白组试件提高了16.55％;掺入偏高岭土和粉煤灰会使MKPC净浆早期微膨胀,后期收缩趋势放缓.     

偏高岭土改性超高强混凝土的强度构成分析

以偏高岭土、矿粉和粉煤灰为矿物掺合料进行单掺、二元和三元复掺配制偏高岭土改性超高强混凝土。为了研究偏高岭土改性超高强混凝土的抗压强度及其强度构成、矿物掺合料的活性,分别对龄期为3d、28d、56d的混凝土试件进行抗压试验,并利用混凝土火山灰效应数值分析方法,对三种矿物掺合料的活性指数及其火山灰效应强度贡献率、水泥水化反应强度贡献率进行了计算分析。结果表明:28d龄期时,混凝土的抗压强度达到了100MPa,且三元复掺时混凝土的抗压强度最高;三种矿物掺合料中偏高岭土的活性指数最高;依据矿物掺合料的活性指数及其火山灰效应强度贡献率、水泥水化反应强度贡献率,计算出具体贡献的强度值,得出了偏高岭土改性超高强混凝土的强度构成。     

偏高岭土对砼耐久性能的影响

偏高岭土（MK）是高岭土经700℃煅烧得到的活性铝硅酸盐矿物材料。试验以5％～25％偏高岭土超细粉等量替代水泥，参照美国ASTMC1202，C441和我国砼抗冻性试验方法T0564—2003对砼的耐久性进行了检测。结果表明：砼中掺加偏高岭土微细粉后，7d，28d强度有较大提高；其抗Cl^-渗透性、抑制碱-骨料反应及抗冻融循环等性能也均优于基准砼；砼流动性优于同掺量硅灰试件，但较基准试件略有下降。     

水泥基无收缩灌浆料试验研究

采用硅酸盐水泥和铝酸盐水泥及二水石膏复合配制水泥基无收缩灌浆材料,研究各组成材料对其各项性能的影响。试验结果表明,所配制的灌浆料具有早强、高强、微膨胀、大流动性,1d、3d、28d强度分别为33.3MPa、49.7MPa、78.1MPa,1d竖向膨胀率为0.031%。     

碳纤维粉-钢渣水泥基复合材料的力学性能和导电性能研究

本文研究了碳纤维粉和钢渣对水泥基复合材料力学性能和导电性能的影响,结合SEM分析了水泥基复合材料的微观结构.试验结果表明:碳纤维粉的加入会提高试件的力学性能,当碳纤维粉掺量为0.5％时,钢渣替代量为45％时,3d抗折强度达到6.3 MPa,28 d抗折强度达到8.4 MPa;3 d抗压强度达到28.1 MPa,28 d抗压强度达到44.6 MPa;碳纤维粉和钢渣加入后,促进导电网络的形成,也会提高水泥基复合材料的导电性能;SEM分析表明,适量的碳纤维粉能均匀分散在体系内,形成密实的结构,从而促进体系力学性能和导电性能的提高.     

SAC- P·Ⅱ体系对废旧混凝土再生砂粉制备的灌浆材料性能研究*

以SAC- P·Ⅱ（硫铝酸盐-Ⅱ型硅酸盐水泥）复合体系为胶凝材料，对以废旧混凝土再生砂粉作为骨料制备水泥基灌浆材料的流动度、抗折抗压强度、拉伸粘结强度、泌水率及竖向膨胀率等性能的影响研究。结果表明：随着SAC水泥掺入比例的增加，30 min流动度明显降低，1 d和3 d抗折及抗压强度增幅较大，而28 d抗折及抗压强度则增长幅度不大；P·Ⅱ水泥收缩较大，SAC水泥具有微膨胀性能，故SAC水泥比例越高，同等膨胀剂用量条件下，竖向膨胀率增大，反之降低；同等胶凝材料用量下，SAC水泥比例高，拉伸粘结原强度、浸水后及热老化均表现为降低，与扫描电子显微镜（SEM）微观结构显示一致；综合考虑各项性能，推荐SAC- P·Ⅱ复合体系灌浆料中SAC水泥比例为不超过80%。     

花岗斑岩石粉高韧性水泥基复合材料性能研究

高韧性水泥基复合材料(ECC)具有优异的力学性能和裂缝控制能力,已应用在大尺寸的板梁结构中,但因造价过高限制了其进一步的推广应用。机制砂在生产过程中会产生大量的石粉,如处理不当则会严重污染环境。为达到降低ECC造价及保护环境的双重目标,本文以花岗斑岩石粉代替河砂来配制花岗斑岩石粉高韧性水泥基复合材料(GP-ECC),研究了其各项性能,并建立了GP-ECC自收缩预测模型。研究表明,GP-ECC试件均表现出多缝开裂与应变硬化的特征,其抗压强度和抗折强度均随石粉取代率的增加而先减小后增大,完全取代时性能最优,其28 d拉伸峰值应力达4.4 MPa,极限应变超4.2%,抗压强度均超50 MPa,抗折强度超18 MPa。GP-ECC试件的早期自收缩值随石粉取代率的增加而增加,其中石粉完全取代河砂时的自收缩值为3 133.3μm/m,较基准试件增加了117.3%,故抑制GP-ECC的自收缩很有必要。同时,本文提出的自收缩预测模型能够有效预测GP-ECC的自收缩变化情况。SEM测试结果表明,PVA纤维在花岗斑岩石粉水泥基体中分散均匀,能协同工作。     

水胶比对超高强水泥基材料力学性能影响研究

通过使用当地现有的常规材料,配制出了28d抗压强度超过150MPa,并且抗折强度超过20MPa的超高强水泥基材料,并且采取三点弯曲试验,测试了不同强度等级的超高强水泥基材料的力学参数,研究结果表明:随着水胶比的降低,超高强混凝土的强度增大,其超高强混凝土的折压比以及拉压比比高强混凝土的低,比普通混凝土的更低,这说明超高强混凝土的脆性进一步增大。     

偏高岭土在水泥基材料中应用的研究进展

对偏高岭土的火山灰活性,煅烧工艺,及其对水泥基材料孔结构,水化过程,力学性能的影响进行了综述.详细总结了偏高岭土改性水泥基材料耐久性能的研究进展,包括抗氯离子渗透性能,抗硫酸盐侵蚀性能,抗碱硅酸反应性能,及改性材料的收缩性能,最后提出了偏高岭土矿物掺合料未来的发展趋势并对应用前景进行了展望.     

重金属污泥磨细粉对硅酸盐水泥基材料性能的影响

为了更好地实现对重金属污泥的资源化利用,研究了高温无害化处理重金属污泥与建筑渣土混合渣料磨细粉对硅酸盐水泥基材料工作性、力学性能、早期收缩变形、抗氯离子渗透性能及重金属浸出的影响及机理。研究结果表明,随着磨细粉掺量的增加,硅酸盐水泥基材料的工作性没有降低,但其力学性能均有一定程度下降,这说明磨细粉与硅酸盐水泥的需水比相差不大,但其掺量越大水泥基材料中水泥的量越低,其强度均会有一定程度下降。磨细粉不会引起硅酸盐水泥基材料的体积安定性问题,可以提高早期抗裂性,但会降低其抗氯离子渗透性能。含磨细粉试件中重金属的浸出浓度、水胶比的下降与龄期的上升呈负相关,且在28 d龄期下含40%(质量分数)磨细粉的硅酸盐水泥基材料中重金属Cu、Ni、Zn和Cr的浸出量均低于GB 30760—2014《水泥窑协同处置固体废弃物技术规范》规定的浸出浓度限值。     

PP/PVA纤维增强硫铝酸盐水泥基快速修补材料试验研究

针对交通压力增大,公路桥梁路面易出现疲劳破坏的问题,提出以聚丙烯(PP)纤维与聚乙烯醇(PVA)纤维提升硫铝酸盐水泥基快速修补材料性能。分别探究了PP纤维与PVA纤维单掺及复掺对硫铝酸盐水泥基快速修补材料流动度、强度以及韧性的影响,并进一步研究了最优复掺比例对修补材料粘结强度及体积稳定性的影响。结果表明:单掺PP纤维对修补材料砂浆流动度影响较小,并且能显著提升抗折强度,掺入0.2%(体积分数,下同)的PP纤维流动度仅下降4%,1 d和28 d抗折强度分别达到了12.8 MPa、15.5 MPa。单掺PVA纤维会大幅减小修补材料砂浆流动度,提升抗压强度,掺入0.2%的PVA纤维流动度下降21%,1 d和28 d抗压强度分别达到了56.6 MPa、84.3 MPa。当PP和PVA纤维按3:1的比例,以0.2%的总体积掺量进行复掺时,两种纤维可以发挥协同作用使修补材料不仅可以获得良好的流动性能、强度与韧性,同时获得较好粘结强度与体积稳定性。28 d时修补材料砂浆的粘结强度达到5.6 MPa,干燥收缩率低至2.73×10^-4,可以更好地满足公路桥梁路面、伸缩缝的快速修补需求。     

外加剂对半柔性路面用早强型水泥基灌浆料工作性能的调控

针对大孔隙沥青混合料路面对灌浆材料工作性能要求较高的特点,本文开发了一种半柔性路面用早强型水泥基灌浆料。采用快硬硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥在不同比例下进行复掺,确定了水泥体系的基础配比;通过正交试验,确定了粉煤灰、硅灰、赤泥等矿物掺合料最佳配比。通过在灌浆料体系中复掺减水剂、胶粉、缓凝剂及早强剂外加剂,对灌浆料的工作性能进行了优化调控,最终获得满足性能要求的半柔性路面用水泥基灌浆料。结果表明,灌浆料体系的最优配比为m(快硬硫铝酸盐水泥)∶m(普通硅酸盐水泥)=7∶3,外掺粉煤灰、硅灰、赤泥的量分别为硫铝酸盐-普通硅酸盐复合水泥质量分数的9%、6%、3%,水胶比为0.40,砂胶比为0.25,早强剂、胶粉、减水剂、缓凝剂的掺量分别为0.08%、2.5%、0.35%、0.20%(质量分数),其初始和20 min流动度分别为13 s和19 s,初凝和终凝时间分别为62 min和65 min,3 h、1 d、7 d和28 d的抗压强度分别为17.08 MPa、18.13 MPa、24.59 MPa和26.19 MPa,7 d干缩率为0.18%。     

偏高岭土-水泥基材料力学性能研究进展

在配制水泥基材料过程中,利用活性材料替代部分水泥,可提高基体的力学和耐久性能,同时还可减少水泥用量,对节能减排有重大帮助.近年来偏高岭土(MK)活性材料开始受到广泛关注和研究,其对水泥基材料性能的影响研究也有重大进展.主要综述了MK对水泥基材料力学性能的影响研究进展,主要包括含杂质煅烧高龄粘土以及纯MK对砂浆和混凝土的早期和后期力学性能影响,MK与石灰石粉(LF)复掺对水泥基材料力学性能以及MK对超高性能混凝土(UHPC)的力学性能影响,最后对MK-水泥基材料的未来研究方向进行了展望.     

基于响应面法的综合抗渗自愈性能水泥基渗透结晶防水材料制备方案优化

因水泥基渗透结晶防水材料施工工艺简单、工作效率高、综合成本低,已成为防水工程领域研究的热点。以络合剂ES、无机硅助剂HS、无机防水剂GS和无机防水剂TS为原料制备活性复合剂,基于响应面法研究了水泥基渗透结晶防水材料中上述成分对其综合抗渗自愈性能的影响,结果表明,水泥基渗透结晶防水材料中各组分对综合抗渗自愈性能的显著性顺序为ES掺量>HS掺量>TS掺量>GS掺量。水泥基渗透结晶防水材料的制备优化方案为:ES掺量1.6%,HS掺量7.2%,GS掺量0.9%,TS掺量0.2%;其初凝时间为95.0 min,终凝时间为5.5 h,7 d抗压强度为5.84 MPa,28 d抗压强度为7.26 MPa,7 d抗折强度为16.82 MPa,28 d抗折强度为23.64 MPa,湿基面黏结强度为2.12 MPa,一次抗渗压力(28 d)为1.50 MPa,二次抗渗压力(56 d)为1.22 MPa。研究成果对优化制备水泥基渗透结晶防水材料,提高其综合抗渗自愈性能具有一定的理论价值和实际意义。     

偏高岭土-矿渣-磷渣地聚合物配比性能的研究

通过正交实验的方法，以地聚合物稠度、凝结时间、胶砂强度为研究依据，以偏高岭土、矿渣、磷渣、碱激发剂用量为研究对象，每个因素取3个水平，分析4个因素在各自水平上对地聚合物性能的影响。试验结果表明，偏高岭土用量是地聚合物稠度的最主要影响因素；偏高岭土和碱激发剂用量是初凝时间的主要影响因素，磷渣和偏高岭土用量是终凝时间的主要影响因素；偏高岭土用量是3 d 抗压强度的主要影响因素，矿渣用量是28 d 抗压强度的主要影响因素。按30%偏高岭土-40%矿渣-30%磷渣-10%碱激发剂制备的地聚合物具有良好的抗碳化性能，但收缩率较普通硅酸盐水泥高。     

粉煤灰-偏高岭土-石粉对混凝土微结构及早期收缩的影响研究

以偏高岭土、粉煤灰和石粉作为复合掺和料,结合混凝土孔结构、界面过渡区(ITZ)及水化热等表征研究多元复合掺合料对混凝土抗压强度及早期收缩性能的影响.研究结果表明:粉煤灰-偏高岭土-石灰石粉多元复合掺和料对混凝土抗压强度有促进作用,其28 d龄期强度增长10%以上,降低孔隙率,减少混凝土试样200 h收缩率13%~23%,且收缩率随着石粉含量增加和偏高岭土含量增加而降低.偏高岭土复合掺和料加速了水泥水化反应过程,促进了CSH凝胶的快速形成,密实了界面过渡区.     

轻质超高性能混凝土的制备及性能形成机理

以预湿轻集料、硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰微珠、钢纤维、膨胀剂等为原材料,采用轻质、超高强度与低收缩协同设计方法制备了一种轻质超高性能混凝土材料,并研究其性能的主要影响因素和形成机理。结果表明:制备的轻质超高性能混凝土可实现自流平、干表观密度低至2040 kg/m3、28 d抗压/抗折强度可达120/18 MPa、弯曲韧性指数I₂₀可至21.8、56 d收缩率低至2.62×10^–4;其性能的形成主要源于粉煤灰微珠的滚珠效应、轻集料的轻质多孔效应、预湿轻集料的内养护与拱壳效应,以及预湿轻集料内养护与膨胀剂的叠加效应。     

新型高性能水泥基灌浆料的配制研究

以普通硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、硅灰和膨胀剂为胶凝材料,再以石英砂为骨料制作灌浆砂浆,通过正交试验设计出高强胶凝材料的最佳配比。最后以上述胶凝材料为基础,粗中细三种砂子为骨料,并添加高性能外加剂,通过改变水和胶凝材料以及胶凝材料和骨料的比例,得到符合标准规范的高性能水泥基灌浆料。掺入快硬水泥有快硬早强的效果;为减小灌浆材料的收缩可以掺入适量膨胀剂;掺入硅灰可以提高灌浆材料的强度。综合考虑灌浆料的流动性,竖向膨胀率以及强度和收缩性的影响,确定灌浆料胶砂比为1.2,水胶比为0.34。研究成果对今后水泥基灌浆材料的发展具有一定的参考价值。     

Internal curing by superabsorbent polymers in ultra-high performance concrete

To limit self-desiccation and autogenous shrinkage that may lead to early-age cracking of ultra-high performance concrete (UHPC), internal curing by means of superabsorbent polymers (SAP) may be employed. Cement pastes and UHPC with water-to-cement ratio below 0.25, with or without SAP, were studied. The absorption capacity of a solution-polymerized SAP was first determined on hardened cement pastes by SEM image analysis. It was observed that the SAP cavities become partially filled with portlandite during cement hydration. Isothermal calorimetry showed that water entrainment with SAP delays the main hydration peak, while after a couple of days it increases the degree of hydration in a manner similar to increasing the water-to-cement ratio. Internal curing by SAP is effective in reducing the internal relative humidity decrease and the autogenous shrinkage. Although the mechanical properties are affected by SAP addition, it is possible to reach compressive strengths of almost 150 MPa at 28 days.