单掺及复掺胶凝体系中石灰石粉的作用机理

对石灰石粉、粉煤灰、石灰石粉-粉煤灰水泥胶凝材料体系进行了胶砂强度试验,并采用XRD、DSC-TG和MIP微观测试技术。结果表明,相同掺量条件下,掺石灰石粉的胶砂强度低于掺粉煤灰的胶砂强度,尤其是在后期,表明粉煤灰的活性高于石灰石的活性;单掺石灰石粉、复掺石灰石粉和粉煤灰的水泥浆体水化产物成分基本相同,主要为Ca(OH)_2、水化硅酸钙和钙矾石;水化反应早期,粉煤灰参与二次水化反应程度较低,后期则有大量粉煤灰与Ca(OH)_2发生了二次水化反应,而石灰石灰石粉在水化后期也几乎没有参与二次水化反应;石灰石灰石粉掺量越大,水泥浆体平均孔径和孔隙率越高;石灰石粉在水化体系中主要起惰性填充作用。     

高掺量煅烧煤矸石粉胶结料的力学和水化特性研究

研究了煅烧煤矸石-水泥熟料-石膏胶材体系的力学和水化特性。结果表明,煅烧煤矸石适当取代部分熟料制备的胶凝材料具有较好的力学性能,最佳取代量为35%,7d和28d强度可达23.8MPa和29MPa。无水硫酸钠的掺入可明显提升胶材体系的早期和后期强度,最佳掺量为5%,3d、7d和28d强度分别提升100%、32.4%和40%。利用XRD和SEM对胶凝材料改性前后的物相组成分析发现,无水硫酸钠的掺入使体系早期生成了大量的Ca(OH)2贯穿于C-S-H凝胶中,且Ca(OH)2的存在加速石膏溶解,加快AFt生成,填充孔隙,使体系结构致密,提高了早期强度。     

高速机械粉磨对油基钻屑灰渣活性的影响

对油基钻屑灰渣进行了高速机械粉磨处理,研究了粉磨时间(0～7 min)对灰渣粒径分布和比表面积的影响,分析了掺灰渣胶砂试件的力学性能,并进行了XRD、SEM、FTIR微观分析。结果表明：与未粉磨处理的灰渣相比,粉磨3 min灰渣的粒径分布范围缩小至1.220～40.100μm,D₅₀降低了60.9%,比表面积增大了27.6%;与其他粉磨时间的灰渣相比,用粉磨3 min的灰渣等质量取代30%水泥所制备的胶砂试件的28 d抗压强度最高,28 d抗折强度也较高;适宜的粉磨时间能够促进灰渣中的活性Si O₂、Al₂O₃等与水泥水化产物Ca(OH)₂发生二次水化反应,生成C-S-H凝胶和AFt,提高胶砂结构的密实度。     

珊瑚礁砂特征指标对其砂浆强度的影响

在海洋工程建设过程中可利用周边的珊瑚礁砂作为细骨料制备不需要配筋的海工砂浆。研究了珊瑚礁砂细度模数、片状颗粒含量、含水率和憎水预处理对砂浆性能的影响,并分析了砂浆的微观结构。结果表明:随着珊瑚礁砂细度模数或含水率的增加,珊瑚礁砂砂浆的流动度和抗折、抗压强度均先提高后降低;随着珊瑚礁砂片状颗粒含量或憎水剂浓度的增加,珊瑚礁砂砂浆的流动度增大,抗折、抗压强度先提高后降低。珊瑚礁砂砂浆28 d水化产物为Ca(OH)_2、AFt、CaCO_3和C-S-H凝胶。     

内掺Ca(OH)_2对碱矿渣混凝土水化进程的影响

以钠水玻璃为激发剂,用Ca(OH)_2等量取代矿渣,研究了不同水胶比下Ca(OH)_2对碱矿渣混凝土早期性能的影响.使用水化动力学分析、X射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)分析了碱矿渣混凝土的水化过程.结果表明:掺入Ca(OH)_2后,碱矿渣混凝土的凝结速率增大并造成快速坍落度损失;当Ca(OH)_2掺量(质量分数)分别为5%和10%时,碱矿渣混凝土中水泥加速期的水化反应速率常数(K)由4.76×10~(-5)分别增长至5.60×10~(-3)和1.56×10~(-2),水泥水化诱导期显著缩短,Ca(OH)_2主要作用于水化加速期,同时水化加速期反应级数(N)由2.89分别减小至1.26和0.98,意味着加速期反应由反应物通过致密层生成物扩散控制逐渐转变成反应物沉积控制;Ca(OH)_2加快了24h内碱矿渣水泥的水化,并生成了C_2ASH_8及C_4AH_(13)等水化产物.     

利用垃圾废料制备透水混凝土试验研究

首先利用碱激发剂激发大掺量粉煤灰的活性,确定激发大掺量粉煤灰(40%)活性的Na2SiO3和Ca(OH)2的掺量;然后将废弃混凝土破碎,作为粗骨料取代部分天然碎石,以大掺量粉煤灰作为胶凝材料配制透水混凝土。结果表明:激发大掺量粉煤灰(40%)活性的单掺Na2SiO3最佳掺量为4%、单掺Ca(OH)2最佳掺量为2.5%;复掺最佳掺量为4%Na2SiO3+2.5%Ca(OH)2。再生粗骨料取代碎石的最佳取代率为20%。制备的透水混凝土坍落度为24 mm,28 d抗压强度为31.34 MPa,透水系数为2.29 mm/s,连续孔隙率达到14.4%。     

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。     

珊瑚砂混凝土配制技术研究

利用珊瑚砂取代天然河砂进行了混凝土的配合比设计,系统研究了水胶比、砂率和胶凝材料用量三个因素对珊瑚砂混凝土性能的影响,并通过XRD、SEM和TG-DSC等测试手段对珊瑚砂混凝土和河砂混凝土的微观结构进行了对比分析。试验结果表明,珊瑚砂混凝土的抗压强度随着水胶比的增大而减小,随着砂率的增大先减小后增大,随着胶凝材料用量的增加先增大后减小,在胶材用量为420 kg/m~3时,抗压强度达到最大值;珊瑚砂混凝土和河砂混凝土的28 d水化产物基本相同,都含有氢氧化钙Ca(OH)_2,钙矾石AFt,碳酸钙CaCO_3和C-S-H凝胶。珊瑚骨料内部多孔的微观结构使得珊瑚骨料-水泥浆体的界面黏结力较普通骨料-水泥浆体的界面黏结力大,大大改善了界面结构性能。     

特殊钢尾渣粉在泡沫混凝土制备中的作用机理

以特殊钢尾渣粉制备了特殊钢尾渣泡沫混凝土,并利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分析了养护过程各阶段的产物,测试了所制备混凝土的28d相关性能.结果表明:在养护过程前期(0～7d),特殊钢尾渣泡沫混凝土中的3CaO·SiO_2参与了水化反应;在养护过程后期(14～28d),特殊钢尾渣泡沫混凝土中的2CaO·SiO_2与吸附水作用,生成了C-S-H凝胶与Ca(OH)_2;养护龄期为28d的特殊钢尾渣泡沫混凝土具有较好的轻质性能和良好的力学性能,其干密度为627.69g/cm~3,抗压强度为2.671MPa,内照射指数I_(Ra)和外照射指数I_γ均为0.1,说明特殊钢尾渣粉应用的安全性得到了大幅提高.     

废玻璃粉对水泥浆体水化产物及胶砂孔结构的影响

通过物理力学性能检测和XRD、MIP、TG-DSC综合热分析、SEM等微观测试技术,对水泥-废玻璃粉胶砂抗压强度和浆体水化产物CSH凝胶、Ca(OH)_2、钙矾石及孔结构进行了研究。研究结果表明:废玻璃粉对水泥水化过程具有促进作用,影响浆体水化产物CSH凝胶、Ca(OH)_2、钙矾石的生成量、生成速率和生成时间并改变水泥胶砂微观孔结构,不同颜色废玻璃粉对其影响程度无明显差异。     

珊瑚骨料混凝土性能试验研究

利用珊瑚骨料取代传统骨料进行混凝土配合比设计,系统研究了水胶比、砂率和胶凝材料用量三个因素对珊瑚骨料混凝土性能的影响,并通过XRD、SEM等测试手段对珊瑚骨料混凝土的微观结构进行了分析。试验结果表明,珊瑚骨料混凝土的抗压强度随着水胶比的增大先增大后减小,随着砂率的增大先增大后减小,随着胶凝材料用量的增加先增大后减小,胶材用量为440kg/m~3时,抗压强度达到最大值;珊瑚骨料混凝土和普通混凝土的28d水化产物基本相同,都含有Ca(OH)_2、Aft、CaCO_3和C-S-H凝胶。珊瑚骨料内部多孔的微观结构使珊瑚骨料-水泥浆体的界面黏结力较普通骨料-水泥浆体的界面黏结力大,改善了混凝土界面结构性能。     

多元复合掺合料对胶砂力学性能的影响

制备了铁尾矿-煤矸石二元复合掺合料和铁尾矿-粉煤灰-煤矸石三元复合掺合料，研究了复合掺合料的配比和替代率、活化剂的种类(NaOH、Ca(OH)₂、Na₂SiO₃)和掺量对胶砂力学性能的影响，采用SEM观察了胶砂的微观结构。结果表明：对于二元复合掺合料，当铁尾矿粉与煤矸石粉的质量比为1∶1时，胶砂的28 d抗压、抗折强度达到最大，抗裂性能较好；对于三元复合掺合料，当铁尾矿粉、粉煤灰、煤矸石粉的质量比为4∶3∶1时，胶砂的28 d抗压强度最大，28 d抗折强度较高，抗裂性能较好；随着三元复合掺合料替代率的增加，胶砂的抗压、抗折强度基本呈降低趋势；活化剂NaOH对胶砂力学性能的改善效果较Ca(OH)₂和Na₂SiO₃好，NaOH的最佳掺量为1.6%。     

再生微粉对超高性能混凝土力学性能和微观结构的影响

研究了两种类型的再生微粉(混凝土粉和砖粉)取代部分硅灰对超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)力学性能和微观结构的影响。结果表明:混凝土粉的掺入降低了UHPC的力学性能,而砖粉取代15%硅灰时,UHPC的28 d抗压强度和抗折强度分别达到了130 MPa和24 MPa,略高于基准组;相较于混凝土粉,在UHPC中掺入15%的砖粉能够优化混凝土的内部结构;砖粉良好的微集料填充作用和火山灰效应增强了界面过渡区的黏结性能和水化产物的纳观力学性能,从而改善UHPC的微观结构。     

生态型超高性能混凝土的制备、流动性能与力学行为

系统研究了掺合料掺入方式、砂胶比、纤维掺量对超高性能混凝土流动性能和力学行为的影响规律。通过二元、三元复合工业废渣,大掺量取代水泥;普通砂取代细石英砂;掺入短切钢纤维,优化基体组成,在普通成型和标准养护条件下,制备出了抗压强度200MPa的生态型超高性能混凝土(ECO-UHPC)。研究表明:配比为50%水泥、10%硅灰、10%粉煤灰、30%矿渣,胶砂比1:1.2,纤维体积掺量3%优于其它配比,抗压强度达到200MPa,抗折强度达到55MPa。本研究以期对生态型超高性能混凝土(ECO-UHPC)的实际工程应用有参考和指导作用。     

珊瑚礁砂混凝土外加剂优选复配技术研究

珊瑚礁砂具有疏松多孔、质脆易碎的物理和化学特性,使得其在制备混凝土时使用的外加剂应具有适当的消泡性、保气性和良好的增黏、保坍、抗吸附性能,试验优选复配了适用于珊瑚礁砂混凝土的专用外加剂。结果表明:专用外加剂的复配比例(折固)为:m(聚羧酸减水剂S410)∶m(ZC-2)∶m(K1)∶m(T1)∶m(B315)=15∶0.09∶6∶0.1∶4.8;珊瑚礁砂混凝土的内部温度在浇筑后的52 h达到最高点,温峰值为67.7℃;28 d龄期的珊瑚礁砂混凝土中生成了大量的C-S-H和AFt,C-S-H与AFt相互交织形成了密实的结构,同时在界面过渡区很难观察到结晶完好的六方板状Ca(OH)2晶体。     

用热重法定量分析水泥硬化浆体中Ca(OH)_2的含量

一、引言 Ca(OH)_2是硅酸盐水泥及多种水硬性和气硬性胶凝材料的主要水化产物。不同品种的水泥、或同一种水泥在不同水/灰比条件下的水化,其硬化浆体中Ca(OH)_2含量各不相同。比如,某些胶凝材料是通过控制Ca(OH)_2含     

基于无碱速凝剂的超早强高强混凝土试验研究

以超早强混凝土制备技术和高强混凝土制备技术为基础,采用常规工艺,利用42.5R普通硅酸盐水泥掺适量的硅灰,加入自配的无碱速凝剂,制备出超早强高强混凝土。其6 h抗压强度11.7 MPa,抗折强度1.9 MPa,1d抗压强度47.0 MPa,抗折强度5.3 MPa,28 d抗压强度84.8 MPa,抗折强度11.5 MPa;后期强度有明显增长;且抗冻性及抗硫酸盐侵蚀等耐久性能良好。使用XRD测试手段对水化试样进行分析表明:自制无碱速凝剂的掺入加速了硅酸盐水泥水化,促进早期钙矾石晶体生成,同时促进Ca(OH)_2向钙矾石转化从而促进早期强度发展。     

珊瑚礁砂海水混凝土的配合比设计与抗压强度规律

基于国内外珊瑚混凝土研究现状和高性能轻骨料混凝土的配合比设计原理,设计了4组净水胶比(W/B)为0.25~0.40的珊瑚礁砂海水混凝土,研究了标准养护龄期和W/B对珊瑚礁砂海水混凝土立方体抗压强度(f_(cu))的影响。结果表明:珊瑚礁砂海水混凝土f_(cu)随着养护龄期的延长而增大,在养护初期,其f_(cu)增长速度较快,超过7 d时f_(cu)的增长速度逐渐减慢,并逐步趋于稳定;在养护初期时珊瑚礁砂海水混凝土f_(cu)增长速度相对普通混凝土f_(cu)要快,但是在养护后期,由于骨料的强度对混凝土强度的影响起重要作用,珊瑚礁砂海水混凝土28 d f_(cu)的增长速度反而比普通砂石混凝土28 d f_(cu)要小;珊瑚礁砂海水混凝土f_(cu)随着净胶水比(B/W)的增大而增大,两者之间较好地符合线性关系。     

花岗岩石粉在泵送混凝土中的应用

分析了花岗岩石粉的粒度特征和活性,研究了石粉作为胶凝材料外掺和作为细骨料取代砂对混凝土性能的影响。结果表明:石粉的平均粒径为55.82μm,介于粉体和细骨料之间。石粉没有胶凝活性,活性指数低于粉煤灰。石粉作为胶凝材料外掺时,混凝土的各龄期强度略有提高,最佳掺量为10%,此时混凝土的坍落度为180mm,28d强度比对照组高2.2MPa。石粉取代砂时,混凝土的各龄期强度略有下降,最佳掺量为5%,此时混凝土的坍落度为200mm,28d强度比对照组低2.6MPa。总体而言,石粉取代量超过10%后,混凝土的坍落度呈下降趋势。     

基于微纳米处理与级配调控的铜尾矿掺合料混凝土耐久性研究

采用粉磨、化学激发和级配调控复合处理制得铜尾矿掺合料,用于制备C30混凝土,研究了铜尾矿掺合料对混凝土长龄期抗碳化、抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:铜尾矿掺合料掺量为60 kg/m^(3)以内时,掺加铜尾矿掺合料的混凝土不同龄期(0~365 d)抗压强度、抗碳化以及抗氯离子渗透性能与掺等量Ⅱ级粉煤灰的基本相同。铜尾矿掺合料中2μm以内的微纳米颗粒具备微活性,其中活性SiO_(2)和Al_(2)O_(3)与浆体的Ca(OH)_(2)发生二次水化反应,生成C-S-H凝胶;同时,Ca(OH)_(2)的消耗可以促进水化,减少有害孔的形成;级配调控作用可改善粉体胶凝体系的堆积密实度,增强了混凝土的骨料-浆体界面强度,进而提高混凝土的耐久性。