矿物掺合料对胶凝材料水化热影响试验研究

文中研究了粉煤灰、矿粉这两种常用掺合料不同掺量条件下对胶凝材料水化放热的影响。研究结果表明,随着掺合料取代率的提高,胶凝材料不同龄期的水化放热量逐渐降低,当取代率超过30%时,可以显著降低胶凝材料的水化热;相同取代率条件下,粉煤灰降低水化热的效果好于矿粉,复掺时介于两者之间,在大体积混凝土配合比设计中,优先使用优质粉煤灰,或粉煤灰和矿粉复掺使用,更有利于降低混凝土的水化温升。     

入模温度对大体积混凝土胶凝材料体系水化放热特性的影响研究

入模温度是影响大体积混凝土内部温度场变化的重要因素之一。采用水化微量热仪,研究了入模温度(15、25、35℃)对纯水泥体系、水泥-粉煤灰体系、水泥-矿粉体系及矿物掺合料双掺体系下的水化放热特性影响规律。研究结果表明,提高入模温度对于胶凝材料体系的水化放热反应促进效果明显,掺加粉煤灰和矿粉可以降低混凝土的放热量和放热速度,大体积混凝土在满足混凝土设计强度的条件下,配合比设计应当尽量降低水泥及矿粉的用量,同时降低浇筑施工时的入模温度。     

胶凝材料的水化热研究综述

论文分析了影响胶凝材料水化热的因素,同时提出通过调整水泥熟料的矿物组成、掺入矿物掺合料和外加剂、控制施工温度等方式,能降低水化热及改变水化热释放过程。粉煤灰掺量、水胶比和外加剂均能对碾压混凝土胶凝材料的水化热产生影响。     

粉煤灰、矿渣对水泥水化热的影响

研究了不同水灰比硅酸盐水泥净浆的水化放热过程,以及用粉煤灰、矿渣粉配制成的混合水泥的水化放热过程,并研究了硅酸盐水泥和混合水泥的强度发展规律.试验结果表明:用粉煤灰、矿渣粉等量取代部分水泥,胶凝材料的水化热比硅酸盐水泥的水化热要低,但降低的幅度不完全与粉煤灰、矿渣粉的掺量成比例.单从降低胶凝材料水化热的角度看.掺粉煤灰的效果最好,掺矿渣粉的效果次之.强度试验结果表明,用粉煤灰和矿渣取代部分水泥的试件比同水灰比的水泥净浆试件的早期抗压强度小,但是后期强度增加快,从28 d强度看还是不及纯水泥净浆的强度.     

自然养护条件下水泥-粉煤灰复合胶凝材料体系早期水化的研究

在自然变温条件下,采用水化热,XRD,TG-DSC手段研究了水泥-粉煤灰复合胶凝材料体系在水灰比一定的条件,粉煤灰掺量和亚硝酸钠掺量对早期水化的影响规律。研究结果表明:在水化热测试中,温度对胶凝材料的早期放热速率影响较大,粉煤灰掺量和亚硝酸钠掺量对其放热速率影响较小,但三者都会影响胶凝材料早期水化放热量;在XRD分析中,随着粉煤灰的掺量增加,水化产物CH在晶体产物中的比例是逐渐下降的,随着亚硝酸钠的增加,水化产物CH在晶体产物中的比例逐渐增加的;在TG-DSC产物分析中,水化产物CH随着粉煤灰掺量和亚硝酸钠掺量的逐渐增大,水化产物CH的含量是逐渐减少的。这表明:亚硝酸钠一方面促进的胶凝材料的水化,生成较多的CH,另一方面激发了粉煤灰的火山灰效应,消耗了部分的CH,生成了不易形成晶体的水化硅酸钙。     

不同水化热测试方法对复合胶凝体系测试结果的分析研究

选用溶解热法和TAM AIR热导式等温量热仪测试法对粉煤灰、矿渣粉不同掺量的复合胶凝体系进行了水泥水化热测试试验。试验结果表明,较溶解热法而言,TAM AIR测试法测试精度高、试验误差小,能精确测量水泥基胶凝材料水化放热,适用于复合胶凝体系水化放热测试试验。     

水化热降低剂对水泥早期性能的影响

水化热降低剂是一种新型外加剂,本试验针对水化热降低剂对水泥早期放热速率、放热总量、水泥标稠需水量、凝结时间和强度发展等性能的影响进行研究。研究结果表明,水化热降低剂会延长水泥凝结时间、降低水泥水化放热速率和放热总量,在适当掺量范围内,水化热降低剂能够改善水泥胶砂强度。     

矿物掺合料对复合胶凝材料水化特性的影响

矿物掺合料的使用,使得水泥基材料的水化变得更加复杂。通过试验测定复合胶凝材料中的非蒸发水含量、矿物掺合料反应程度,研究不同掺量粉煤灰和矿渣对复合胶凝材料水化特性的影响。试验结果表明,粉煤灰或矿渣的掺入会降低复合胶凝材料的非蒸发水含量和粉煤灰或矿渣的反应程度,非蒸发水含量和矿物掺合料反应程度的降幅与矿物掺合料掺量显著相关。本试验研究为矿物掺合料在水泥基材料中的合理应用提供了理论依据。     

主塔墩承台C35大体积混凝土配合比设计与性能研究

结合赤壁长江大桥4#主塔墩承台大体积混凝土的温控防裂,测试了大掺量粉煤灰和矿粉复合掺合料与缓凝聚羧酸减水剂对胶凝材料水化热的影响,对比研究了3组大掺量矿物掺合料C35混凝土的工作性、力学性能、绝热温升及耐久性能。结果表明,缓凝型减水剂与大掺量矿物掺合料的复合掺入对胶凝材料水化热的控制具有协同作用;采用32.5%粉煤灰与12.5%～22.5%矿粉复合掺合料与缓凝型聚羧酸减水剂配制的承台C35混凝土具有良好的工作性、较低的水化热温升、较高的后期强度发展和高抗氯离子渗透性等特性。     

煤气化渣微粉胶凝体系水化机理研究

通过胶砂强度、水化热及扫描电镜(SEM),对纯水泥、掺粉煤灰、掺煤气化渣微粉三种胶凝体系的水化机理进行研究,结果表明:在同水胶比、同掺量的条件下,掺煤气化渣微粉组胶砂跳桌流动度较小,早期强度高于粉煤灰组,后期强度低于粉煤灰组;掺煤气化渣微粉组的水化热温度与放热速率要高于粉煤灰组;对三种胶凝体系水化产物的微观形貌分析发现纯水泥组与粉煤灰组的水化产物相似,而掺煤气化渣微粉组3 d水化产物生成了大量结晶度较低的纤维状水化硅酸钙凝胶,28 d水化产物由结晶度较低的纤维状水化硅酸钙凝胶转化为结晶度较高的类似于硬硅钙石的针状晶体,使得胶砂强度随之增强。     

蒸汽养护对水泥基材料性能影响的研究进展

蒸汽养护能够加快水泥基材料水化速率,提高混凝土的早期强度,但水泥基材料水化性能在蒸汽养护及普通养护下存在显著差异,其高温养护条件下产生微结构缺陷、损伤和脆性的内在机理仍需要系统深入研究。为了更好的研究和应用蒸汽养护技术,综述了蒸汽养护对水泥基材料水化性能、孔结构、抗压强度、体积稳定性能和耐久性能等方面的研究进展,认为蒸汽养护制度与胶凝材料体系在水泥基材料水化性能、孔结构与强度之间的平衡点是评价其总体作用效果的关键,并指出蒸汽养护条件下掺合料间的相互作用机制、复合激发效果;多元胶凝体系水化热力学、动力学及其微观结构的演变规律。     

用于高性能混凝土的胶结材浆体水化热研究

研究了水胶比、高效减水剂、矿物掺合料对高性能混凝土中胶结材浆体水化热的影响。结果表明：当水胶比降低时,胶结材浆体的水化热也随之下降;缓凝高效减水剂并不降低总水化热,但它推迟水化放热进程,加快后期的水化放热速率;矿物掺合料的加入可明显降低水化热、水化放热速率,推迟达到最高温度的时间,尤其是双掺、三掺时降低效果更为显著,利用这三个因素的作用－减小水化热或延迟水化放热进程,可以降低因高性能混凝土水泥用量     

微珠对隧道工程混凝土性能的影响及机理研究

针对广州新白云国际机场隧道工程建设中大体积混凝土的温度裂缝问题,通过复掺微珠和粉煤灰,研究了微珠掺量对混凝土的力学性能、干燥收缩、水化热以及早期抗裂性能的影响,并采用SEM分析了微珠对水泥水化反应的作用机理。结果表明:当矿物掺合料总量一定时,随着微珠掺量的增加,混凝土的力学性能早期变化较小,后期呈现出先增加后下降的趋势,且微珠掺量为10%时,混凝土养护60 d的抗压强度、劈裂抗拉强度以及弹性模量最高;混凝土干缩率随着微珠掺量的增加而减小,且这种趋势随龄期的增加而增大,当微珠掺量15%时,60 d混凝土的干缩率最小;当微珠掺量为10%时,混凝土早期抗裂性能最佳,平板试件表面24 h内无裂缝;微珠掺量对胶凝材料水化热总量影响较小,但对水化放热峰值及峰值产生时间影响较大;微珠可以加速浆体早期的水化进程,减少硬化浆体的孔隙,使其结构更密实。     

粉煤灰掺量对混凝土绝热温升的影响研究

文中主要研究了粉煤灰掺量对胶凝材料水化热放热规律及混凝土绝热温升的影响规律,结果表明:掺加粉煤灰可显著降低胶凝材料浆体各龄期的水化热,1d龄期时,随着粉煤灰掺量的提高,各胶凝材料水化热较纯水泥分别降低29.1%、30.4%、32.0%、33.5%、33.6%和36.2%,但随着龄期的延长,水化热降低幅度逐渐减小;混凝土的最高温度和最高温升均均随粉煤灰掺量的提高而逐渐降低,且达到最高温度的龄期延长,当粉煤灰掺量为31.0%时,混凝土最高温度可较基准混凝土降低20.7℃,最高温升可降低23.5℃。     

早期活化技术在大掺量粉煤灰混凝土中的应用

将硫酸盐+碱复合激发剂加入大掺量的粉煤灰,水泥体系中激发粉煤灰的早期活性,通过净浆宏观力学试验和水化热测定,分析了激发剂对混凝土早期强度和水化热的影响.利用微观测试技术,探讨激发剂在体系中对粉煤灰活性的激发机理,并将其应用于大掺量粉煤灰混凝土建筑工程中.结果表明:掺加激发剂能有效改善大掺量粉煤灰混凝土早期强度低的问题,而且可以在降低水泥水化热的同时,延缓混凝土早期放热峰值的出现,并使混凝土具有良好的抗渗性能.     

非洲火山灰质材料在大体积混凝土中的应用

通过胶凝材料水化热试验及混凝土的绝热温升试验研究了天然火山灰质材料对胶凝材料水化放热量及对混凝土绝热温升的影响,并通过混凝土绝热温升曲线的匹配养护研究了天然火山灰质材料对大体积混凝土抗压强度的影响。结果表明:掺入不同天然火山灰质材料能降低胶凝材料体系的水化热,与掺入粉煤灰降低的程度相当或更低;掺入天然火山灰质材料能降低混凝土的绝热温升,与掺入粉煤灰降低程度相当或更低;火山灰混凝土在匹配养护条件下强度高于标准养护条件,但随着龄期的增加,标准养护混凝土后期强度又高于匹配养护;与粉煤灰相比,天然火山灰质材料活性较低。     

混凝土温升抑制抗裂技术在镇江西津湾地下停车场工程中的应用

侧墙混凝土结构温度控制是降低其温降收缩开裂风险的重要措施之一。试验研究了粉煤灰、矿粉和水泥水化热调控材料掺入对水泥水化放热进程和混凝土绝热温升历程的影响。试验结果表明:粉煤灰显著降低水泥水化加速期放热速率、放热速率峰值和放热总量,同等掺量下矿粉对这些参数影响则相对较小,抑制温升效果较差,水泥水化热调控材料显著降低水泥水化加速期放热速率、放热速率峰值,但不影响最终放热总量,绝热温升早期温度上升速率也明显延缓。将基于这些试验结果形成的混凝土配合比和配套施工措施应用于镇江西津湾地下停车场超长结构一次性浇筑过程中,取得了良好的抗裂效果。     

石膏基复合胶凝材料的配比优化试验

以煅烧工业副产石膏为基材,混掺矿物掺合料和改性外加剂,通过设计正交试验研究石膏基复合材料中胶凝材料各组分掺比及水胶比对其力学性能和耐水性的影响,试验结果表明,固废胶结材与活性胶结材质量比是影响石膏基复合胶凝材料吸水率最主要因素,水胶比是影响其干密度和强度的最主要因素;当脱硫石膏、粉煤灰、矿粉、水泥、生石灰的配比为1:0.53:0.13:0.5:0.05时综合性能良好;建筑脱硫石膏水化形成的二水石膏晶体结构,与水泥、粉煤灰等水化形成的钙矾石和C-S-H凝胶等水硬性产物相互搭接成密实结构,显著提升了石膏基复合胶凝材料的强度和耐水性能。     

C40大体积混凝土水化放热研究

本文利用矿渣、粉煤灰双掺料和膨胀剂制备C40大体积混凝土,开展了胶凝材料水化热、混凝土试浇块水化温升和混凝土温度-应力试验研究。结果表明,矿物掺合料和膨胀剂叠加协同,降低水化放热速率和放热量,使得放热趋于平缓,改善C40大体积混凝土的抗开裂性能。     

C40大体积混凝土水化放热研究

复掺矿渣、粉煤灰和膨胀剂制备C40大体积混凝土,开展了胶凝材料水化热、1.5m×1.5m×1.5m混凝土试浇块水化温升和混凝土温度-应力试验研究。结果表明,矿物掺合料和膨胀剂叠加协同,降低水化放热速率和放热量,使得放热趋于平缓,改善C40大体积混凝土的抗开裂性能。