超硫酸盐水泥与波特兰水泥混凝土显微结构与性能的比较研究

对比研究了超硫酸盐水泥(SSC)与矿渣硅酸盐水泥(PSC)以及普通硅酸盐水泥(OPC)混凝土在力学性能、水化热、微观结构性能的差异。采用XRD、SEM、TG-DSC、FTIR表征3种水泥混凝土的水化产物及显微结构,以抗压强度来评价三者力学性能。研究结果表明:在混凝土配合比相同条件下,SSC早期3d强度低于PSC和OPC,然而7d龄期后强度增长迅速且超越PSC,并在28d后达到40.5MPa与OPC持平;SSC的水化产物主要是AFt钙矾石和C-S-H凝胶,AFt和剩余的CaSO4.2H2O被紧紧包裹在凝胶中,形成均匀的致密结构,与波特兰水泥水化产物的显著区别是未含有Ca(OH)2,Ca(OH)2含量大小为OPC>PSC>SSC。3种水泥的水化放热量大小为OPC>PSC>SSC,且SSC是一种水化热相当低的水泥。     

赤泥激发粉煤灰充填材料设计及激发机理研究

利用赤泥碱性激发粉煤灰原理,制备赤泥激发粉煤灰充填材料,研究其流动度、力学性能、水化产物、孔结构和微观形貌。结果表明,掺入赤泥可提高粉煤灰-水泥体系的碱度,加速胶凝材料的早期水化反应,促进C-S-H凝胶、钙矾石、半碳铝酸钙等水化产物生成;同时,赤泥具有颗粒细小、比表面积大等特点,提供微填充效应,能够重塑孔结构,降低大孔、有害孔的比例,提升材料强度。     

活性矿物掺合料对超高性能水泥基材料的影响

通过复掺粉煤灰和硅灰,制备一种抗压强度超过200 MPa的超高性能水泥基复合材料(UHPCC),采用扫描电镜、微区能谱分析、X射线衍射、汞压入法和差示扫描量热分析等现代测试手段,研究了活性矿物掺合料对UHPCC微观结构及性能的影响.实验结果表明,UHPCC水泥石主要以低mCa/mSi、结构致密的C-S-H凝胶和许多未水化颗粒组成;活性矿物掺合料的火山灰效应使水泥浆体与集料间界面过渡区得以改善;矿物掺合料的微集料效应使体系颗粒级配优化,致使基体内部结构致密,总孔隙率减小,孔尺寸得到细化,孔结构得以优化,材料性能得以提高.     

先张法预应力C70混凝土的早强技术研究

应对中山西环项目对混凝土预制构件的大量需求,提高强度增长速度可以更好地促进预制构件的生产,使模板周转更快,生产效率得到大大提高。合理掺入早强剂可以有效调控混凝土早期强度,传统早强剂或多或少均对混凝土工作性能及后期强度有一定影响,因此开发C-S-H凝胶早强剂。通过在混凝土拌合前掺入,C-S-H凝胶作为晶核类诱导剂,在水泥水化的初期阶段,因为诱导剂的存在能够降低生成水化产物的成核势垒,从而加速水泥水化速率,进而提高混凝土早期强度。     

活性稻壳灰对混凝土强度和耐久性能的影响

研究了高火山灰活性稻壳灰对混凝土强度和耐久性能的影响。结果表明：混凝土中掺加稻壳灰后强度提高，且高水胶比时强度提高率更大；同时，混凝土的抗盐酸溶液的侵蚀能力、抗碳化和抗渗性能也得到改善。其主要原因可归结为：稻壳灰的掺入降低了混凝土的实际水胶比，促进了水泥的水化，使混凝土中有更多的C—S—H凝胶生成，并减少了混凝土中羟钙石的数量，降低了混凝土细孔的平均尺寸，使得混凝土的结构更加密实。     

磷尾矿胶结充填材料力学性能与水化过程研究

将重介质选矿产生的磷尾矿破碎至5 mm以下后与粉煤灰、水泥按一定比例混合制备胶结充填材料。通过X射线衍射(XRD)、综合热分析(TG/DSC)、扫描电镜(SEM)等技术手段,对磷尾矿和粉煤灰的化学成分和矿物成分进行分析,对优化配比的胶结充填材料不同龄期的力学性能与水化过程的关系进行研究。结果表明:磷尾矿受粒径和活性物质的影响,活性较低。而粉煤灰具有一定的火山灰活性。胶结充填材料的水化反应包括:水泥的水化反应,粉煤灰、少量磷尾矿的火山灰反应。以上水化反应生成的钙矾石(AFt)和水化硅(铝)酸盐(C-S-H)凝胶与分散的磷尾矿、未反应的粉煤灰等联结起来,构成牢固紧密的整体,具有较好的力学性能。     

低温升抗裂C40海工大体积混凝土研究应用

研究了水胶比、胶凝材料组成、水泥分散增强组分以及侵蚀性离子传输抑制剂对海工大体积混凝土工作性能、力学性能、体积稳定性能、耐久性能的影响规律,探讨了水泥分散增强组分及侵蚀性离子传输抑制剂对混凝土力学性能和耐久性能提升机理,设计制备出胶凝材料用量400kg/m~3,其中水泥用量130kg/m~3,28d电通量为540C,28d碳化深度3.0mm,抗硫酸盐侵蚀等级KS150的低温升抗裂C40海工大体积混凝土,应用于虎门二桥承台施工,降低了工程造价,提高了混凝土耐久性。     

MgCl_2侵蚀对水泥-矿渣硬化浆体相组成与演变的影响

研究了10%质量浓度的MgCl_2侵蚀溶液下,不同矿渣掺量(0%、20%、40%、60%)水泥-矿渣硬化浆体在不同侵蚀龄期的水化程度、水化产物相组成、C-S-H凝胶的平均分子链长(MCL)、含铝相产物迁移与转变规律。XRD、29SiNMR、27AlNMR和SEM-EDS测试结果可知:随着矿渣掺量的增加,硬化浆体固化Cl-能力增加。同时,矿渣中的Al[4]-S水解可进入C-S-H凝胶硅氧链,C-S-H凝胶Al[4]/Si增加,进而提高硬化浆体的抗MgCl_2侵蚀溶液的脱铝作用;且矿渣的掺入降低了C-S-H凝胶Ca/Si,提高了C-S-H凝胶稳定性。随着MgCl_2侵蚀龄期的延长,纯水泥硬化浆体中含铝相水化产物向Al[6]-E转化,水泥-矿渣硬化浆体含铝相水化产物向Al[6]-M/F转化。     

碱渣-矿渣基胶凝材料的制备及水化特性研究

为了探索碱渣在碱激发矿渣胶凝材料中大宗利用的可行性,以硅酸盐水泥熟料和硬石膏为激发剂,制备出达到32.5 R复合硅酸盐水泥抗压强度等级的碱渣-矿渣基复合胶凝材料.采用X射线衍射(XRD)、热重(TG)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的水化产物和微观特征进行研究.结果表明：该材料的水化产物主要为水化硅酸钙(CSH)凝胶、针棒交织状钙矾石(AFt)、片层交织状Friedel’s盐(Fs),AFt和Fs发挥骨架支撑作用,CSH凝胶将骨架与未水化反应颗粒黏结在一起,同时填充在水化产物空隙中.胶凝材料宏观抗压强度主要与250℃以下水化产物分解所引起的失重率成正相关,失重率越大,抗压强度越高.     

硫酸盐环境混凝土动弹性模量及微观研究

针对西部重盐渍土地区混凝土的耐久性问题,以内掺复合掺合料制成的高性能细石混凝土和普通硅酸盐水泥以及抗硫酸盐水泥制成的高性能细石混凝土作为研究对象,在硫酸钠溶液中进行干湿循环后,通过对动弹性模量的测量以及对混凝土SEM形貌分析,结果表明,在干湿交替的恶劣环境中,抗硫酸盐水泥混凝土的抗侵蚀性能并不比普通水泥混凝土好;掺加复合掺和料的高性能细石混凝土对硫酸盐侵蚀有较好的抵抗性能;掺加矿物掺合料能够与混凝土内部的不利成分Ca(OH)2发生二次水化反应,生成有利的C-S-H凝胶,有效改善混凝土的微观结构;并给出了在盐渍土地区拌制混凝土的建议.