粉煤灰掺量对水泥孔溶液碱度与微观结构的影响

利用固液萃取法、压汞测孔仪(MIP)及扫描电镜(SEM)等方法,对含不同比例粉煤灰的硬化水泥浆体孔溶液碱度和微观结构进行了测定与分析.结果显示:粉煤灰的掺入导致硬化水泥浆体的孔溶液碱度随其掺量的增加而有所降低,但其pH值仍能长期维持在12以上;掺有粉煤灰的硬化水泥浆体结构随水化龄期的延长而逐渐密实,孔隙率降低,孔径细化,无害和少害孔增多;适量掺加粉煤灰不会破坏硬化水泥浆体微观结构的稳定性.     

外掺MgO水泥浆体孔结构特性研究

通过压汞法研究了不同活性MgO对硬化水泥浆体孔结构的影响,探索了养护制度以及粉煤灰对外掺·MgO硬化水泥浆体孔结构的影响规律.结果表明,40℃水养时,低活性值的MgO显著降低了硬化水泥浆体的孔隙率和毛细孔体积,优化了水泥浆体的孔结构;提高养护湿度或温度,促进了外掺MgO水泥浆体孔结构的优化分布;粉煤灰可进一步优化MgO...     

孔结构与混凝土抗渗性的关系

研究了不同水胶比和含气量混凝土的孔结构和抗渗性,结果表明:水灰比对混凝土孔结构和抗渗性的影响非常显著,随水灰比的降低,水泥石中小于100nm孔隙所占比例增大,最可几孔径减小约50％,抗渗性明显提高;随含气量的增加,水泥石总孔隙率增大,最可几孔径呈现先减小后增大趋势,混凝土的抗渗性先增大后降低,含气量为3.7％时,混凝土抗渗性最好.     

孔结构对水泥混凝土抗冻性的影响

用压汞法和扫描电子显微镜研究了冻融循环作用下硬化水泥浆体和混凝土宏观与细观结构的变化。结果表明,冻融以后硬化水泥浆体和混凝土中砂浆的孔隙率,特别是大于50 nm的毛细孔体积和微裂纹增加较多,导致硬化水泥浆体由密实结构向松散结构发展,最后导致粗骨料与砂浆分离。     

水泥基复合材料有效孔隙的试验研究与定量表征

为了研究水泥基复合材料传输与孔结构的定量关系,采用二次进汞的方法,系统研究了水灰比为0.23,0.35,0.53的硬化浆体在28 d的孔结构参数。研究表明:二次进汞的方法能很好表征有效孔结构参数,其中有效孔隙率是总孔隙率的25%～50%;由孔径分布曲线可知,水灰比为0.53时出现双峰,第一个峰值对应的是毛细孔的临界孔径,第二个峰值对应于凝胶孔的临界孔径,随水灰比的降低,第一峰值逐渐消失;0.23,0.35,0.53浆体对应的第一峰值分别是0.053,0.062,0.077μm。     

硬化水泥浆的交流阻抗和介电性能研究

采用不同的水灰比,制备系列的水泥净浆试件.采用自动液压试验机测试净浆试件的力学性能,用安捷仑HP4294A阻抗分析仪测定其电性能,同时通过扫描电镜观察分析其微观结构.测试结果表明,硬化水泥浆的电性能如阻抗、电容随试件水灰比及龄期变化呈一定规律变化.随着测试频率的增加,硬化水泥浆的阻抗和电容值逐渐降低,对于养护28 d龄期的试样,随着水灰比增大,硬化水泥浆的阻抗值逐渐降低,而电容值逐渐增大,抗压强度随水灰比的增大而降低.硬化水泥浆的力学性能与电性能之间存在一定的相关性,养护龄期较长时结构比较致密,其电性能测量值比较稳定,规律性较好.     

碳化对粉煤灰水泥石比表面积和孔径的影响

用COULTER SA3100比表面积和孔径分析仪研究了碳化前后掺粉煤灰水泥石内比表面积和孔径的变化．结果表明,碳化使水泥石中孔径大于20nm的毛细孔体积减小,而孔径小于20nm的毛细孔体积增大,总孔体积减小,但内比表面积增大．水泥浆体的水灰（胶）比越大,碳化对掺粉煤灰水泥石内比表面积和孔径的影响越大．     

气凝胶-水泥复合多孔材料的孔结构与硬化性能

采用体积取代法将气凝胶浆料引入水泥基体中,制备了气凝胶-水泥复合多孔材料(ACPC),结合压汞(MIP)、氮吸附(NAD)和扫描电子显微镜(SEM)对ACPC孔结构和微观形貌进行表征,研究了ACPC的孔结构和硬化性能。试验结果表明,当气凝胶浆料取代量由0增加到66%时,材料孔隙率从23.0%上升至78.1%,平均孔径从45.3 nm增加至198.3 nm。气凝胶的引入可以细化孔结构,材料介孔孔容由0.03 m L/g增加到0.20 m L/g,孔结构得到改善。在水泥浆体中引入气凝胶浆料,可以得到干密度为365～1 262 kg/m~3、抗压强度为0.8～24.1 MPa、导热系数为0.066～0.364 W/(m·K)的ACPC。     

基于低场核磁共振研究掺加磷石膏对水泥硬化体孔结构的影响

磷石膏是生产工业磷酸等的副产物,通常,磷石膏在水泥水化硬化中可起缓凝作用。本文基于低场核磁共振法这一无损检测方法,研究磷石膏的掺入对水泥在水化硬化过程中引起的早期孔结构的变化。结果表明,随着磷石膏的加入,水泥硬化体中的孔径分布逐渐向较小尺寸的方向进行发展;水泥硬化体的最可几半径不仅随养护龄期的增加而逐渐降低,随磷石膏掺量的增加而逐渐增加。基于分形理论研究了在该过程中水泥硬化体的孔径分布的变化,结果表明,其分形维数随养护龄期的增加而逐渐降低,随磷石膏掺量的增加而逐渐降低。     

超高性能水泥基灌浆料的孔结构特征

基于水泥-硅灰-矿粉三元胶凝体系,在超低水胶比条件下制备超高性能水泥基灌浆料（UHPCG）,并采用压汞法分析其不同水化龄期的孔体积分布曲线、孔结构特征参数和孔径分布,研究孔结构特征。结果表明,在超低水胶比条件下,UHPCG的总孔隙率较低,且随着水化龄期延长,孔径趋于细化,结构也更密实。在标准养护28d龄期条件下,UHPCG的总孔隙率低至4.14%,平均孔径低至15.5nm,最可几孔径低至12.2nm。当标准养护龄期由1d增至28d时,小于20nm的无害凝胶孔在孔径分布中的比例大幅增长,大孔向无害凝胶孔转移,孔径分布趋于向无害凝胶孔集中,有利于提高其强度和耐久性。     

冻融作用下聚丙烯纤维煤矸石混凝土孔结构研究

基于低场核磁共振技术,研究了聚丙烯纤维掺量分别为0、0.6 kg/m^3、0.9 kg/m^3和1.2 kg/m^3以及粗骨料取代率为40%的煤矸石混凝土在冻融作用下T2谱面积的分布与变化特征、内部微观孔结构分布特性以及孔隙冻融损伤规律。结果表明,随着冻融循环次数的增加,T2谱整体呈右移趋势,即向大孔隙方向偏移,且T2谱面积逐渐增大的同时第一峰面积所占百分比在减小,第二峰和第三峰面积所占百分比在增加,表明冻融循环使煤矸石混凝土内部的大孔隙大幅增加,内部出现了明显的冻融损伤;0.6 kg/m^3的聚丙烯纤维对煤矸石混凝土内部孔隙的细化作用最好。     

泡沫混凝土干密度试验研究

试验制备了以硫铝酸盐水泥为基础的泡沫混凝土,用光学数字显微镜和图像分析软件(Image-Pro plus 6.0)计算孔径,并测定了孔隙率,研究了水胶比、发泡剂掺量及搅拌时间对试样性能的影响,重点采用正交试验分析了3个因素对干密度的影响。结果表明:3个因素对干密度的影响程度大小顺序为:发泡剂掺量>搅拌时间>水胶比;较好的组合是A3B3C3,试块干密度为221 kg/m3、抗压强度为0.23 MPa、吸水率为28%;干密度随着孔径的增大而降低,而孔隙率却恰恰相反;干密度与孔隙率之间呈线性关系,即ρ0=2 317-23P,随孔隙率的增大而降低。     

氮气吸附法测得的混凝土微观孔结构

采用不同水灰比的混凝土试样,用氮气吸附法测量了混凝土的微观孔结构.结果表明,不同水灰比试样孔的峰值出现在20nm左右,且随着水灰比的下降,峰值减小,三种水灰比试样孔径分布连续,孔体积的变化基本一致,平均孔径和水灰比基本呈线性关系.     

氯化钠溶液对膨胀土膨胀力及孔隙分布影响的研究

利用常规三轴固结仪,进行了一系列膨胀力实验,研究了不同浓度氯化钠溶液对不同初始干密度试样的膨胀力的影响,并且利用核磁共振仪,探究了完成膨胀力试验后试样孔隙分布的情况。试验结果表明:在干密度不变的情况下,随着盐浓度增加,膨胀力逐渐减小;盐浓度越大,T_2曲线分布整体往右移,说明大孔隙体积增加,小孔隙体积减小。分析试验结果认为:在相同干密度下,随着盐浓度增加,Donnan渗透压逐渐减小,导致膨胀力降低;在体积保持恒定的情况下,由于膨胀力降低,必然导致内部膨胀力相应减小,所以孔隙被填充的体积减小,使得大孔隙较多,因此随着盐溶液浓度增加,同一干密度试样的T_2曲线向右移动。     

高性能混凝土配合比设计及力学强度试验研究

为提高混凝土的抗压强度和抗冲磨强度,通过不同配合比对普通混凝土进行试验分析。通过试验得出:石粉、灰土和钢渣对混凝土的抗压强度影响并不显著。随着石粉比例的增多,混凝土的抗压强度几乎无明显变化;随着灰土比例的增高,混凝土的抗压强度会出现降低趋势;而随着钢渣比例的增多,混凝土的抗压强度也会出现下降趋势,但影响较小;水灰比对混凝土的抗压强度的变化具有显著性,而砂率和用水量比例则对抗压强度的影响不大。当水灰比逐渐增大时,混凝土的抗压强度逐渐减小;砂率比例逐渐增大时,混凝土的抗压强度无明显变化;用水量比例增多时,混凝土的抗压强度会逐渐上升,但影响较小;石粉、灰土和钢渣对混凝土的抗冲磨强度影响并不显著。随着石粉比例的增加,混凝土抗冲磨强度增大,当石粉比例逐渐增加时,混凝土抗冲磨强度明显增大;随着灰土比例的增多,混凝土的抗冲磨强度减小,并且随着时间的增加,其强度减小趋势便更加明显;随着钢渣比例的增加,混凝土的抗冲磨强度下降,但影响不大。通过试验结果得出最佳混凝土配合比,并通过分析高性能混凝土与混凝土的微观特征得出:普通混凝土内部结构疏松并且有大量的孔洞、分布排列杂乱;而高性能混凝土内部结构较为密集,孔洞较少,高性能混凝土水化后,Ca和Si含量最多,而这两种元素能够形成稳定的结构,因此使得高性能混凝土抗压强度和抗冲磨强度提高。     

The assessment of porosity and pore size distribution of limestone Portland cement pastes

The cement production industry is one of the most energy and raw materials consuming one. Over the last years a great effort is performed in order to substitute clinker for less energy demanding materials. Nevertheless, construction industry needs durable materials with improved properties. Limestone is being used in blended cements widely. The most important parameter that affects all the properties of cement paste is its pore structure. In this study, four different limestone cements were produced and their pore structure was determined by means of mercury intrusion porosimetry (MIP) and nuclear magnetic resonance (NMR) cryoporometry. The conclusion of the study was that limestone addition affects the pore structure of the cement paste by increasing linearly the size of capillary pores from 20 nm to 40 nm when the maximum amount (35%) of limestone that is allowed by EN 197-1 is used. On the other hand the threshold diameter decreases exponentially and it is evident that limestone hardened cement pastes have many pores of the same size due to the filling effect that minerals additives have. Furthermore, limestone decreases the size of gel pores which is related to higher hydration rates. Hence, the use of limestone in cement produces a material that is structurally adequate to be used in construction.     

纤维增强泡沫混凝土的力学强度及吸水性能

以普通硅酸盐水泥和动物蛋白发泡剂为基材,制备了泡沫混凝土,研究了:试样强度随水灰比、干密度、纤维长度、纤维类型的变化规律;单轴受压下应力应变全曲线;试样微观泡孔分布以及吸水性能的变化。结果表明,素泡沫混凝土和纤维增强泡沫混凝土的抗压强度均随孔隙率增加呈指数减小,水灰比对抗压强度的影响随纤维添加量、孔隙率的不同而不同。短丝纤维对强度的提升优于长丝纤维,网状纤维对强度的改善优于丝状纤维;纤维泡沫混凝土应力应变全曲线包括上升、下降和峰后三段,与素泡沫混凝土相比,其峰值应力对应的峰值应变减小,而弹性模量和残余应力均大幅增加;大直径泡孔占比随纤维添加量增加而降低,添加纤维提升了试样的吸水性能。     

粒径对尾矿抗剪强度及坝体稳定性影响

为解决尾砂安全筑坝与井下充填之间的矛盾,开展了粒径对尾矿强度及坝体稳定性影响的研究。试验结果表明:尾砂加权平均粒径随干滩长度增大而下降的速率越来越缓,加权平均粒径与滩长之间关系满足幂函数沉积模型;尾矿内摩擦角随粒料加权平均粒径的减小而减小,当加权平均粒径小于0.05mm时,内摩擦角显著减小;尾矿坝稳定性随粒料加权平均粒径的减小而降低,当加权平均粒径小于0.05mm时坝体稳定性显著降低。研究结果为尾砂安全筑坝与井下粗料充填提供可借鉴的界限粒径,对于其它相同类型尾砂安全筑坝同样具有重要参考价值。     

不同前驱体浓度柔性气凝胶性能研究

以甲基三乙氧基硅烷（MTES）为前驱体,乙醇（EtOH）为溶剂,通过（酸碱）溶胶-凝胶法和超临界干燥技术制备柔性超疏水二氧化硅气凝胶,并研究不同前驱体浓度溶胶-凝胶工艺柔性气凝胶的物理性质、化学组成、微观结构、柔性和回弹性。结果表明,随着前驱体浓度降低,柔性增强但强度逐渐降低,回弹次数减少;导热系数逐渐降低,当MTES/EtOH摩尔比为1:13时,其导热系数最低为0.0270W/(m·K);平均孔径及孔体积逐渐增大;Si-O-Si, Si-C,C-H键增加,带来更多的三官能团有机硅的交联。