矿物掺合料对再生混凝土性能的影响研究

为了改善再生混凝土中胶凝材料的颗粒级配,将不同种类的矿物掺合料以单掺和复掺的方式加入到再生混凝土中后,对掺入矿物掺合料的再生混凝土的抗压性能及微观结构进行了研究.研究发现单掺粉煤灰时再生混凝土的强度均有所降低;复掺粉煤灰与硅灰后,再生混凝土的7d强度略低于单掺粉煤灰的再生混凝土的强度,但是28、60 d强度均超过了后者.可见复掺粉煤灰和硅灰后借助硅灰中的大量超细颗粒与粉煤灰颗粒相结合可以有效改善胶凝材料的颗粒级配,使得浆体的微观结构趋于致密,再生混凝土的强度得到明显提高.     

基于大掺量矿物掺合料的混凝土制备及孔结构研究

通过单掺及二元复掺钢渣和矿渣微粉,研究了矿物掺合料的最大掺量及对混凝土力学性能和孔结构的影响.结果表明,单掺钢渣微粉的最大掺量为30%,二元复掺钢渣与矿渣微粉(质量比为1∶1)的最大掺量为40%时,可制备出符合C40等级要求的大掺量矿物掺合料混凝土;矿物掺合料的加入可以有效降低混凝土的孔隙率,同时显著降低混凝土中有害大孔数量和水化后期的中值孔径.     

矿物掺合料在混凝土中的应用技术

矿物掺合料应用在混凝土中已有好几十年的历史,业界对矿物掺合料也有了一定的了解。但如何更合理地应用在混凝土中,有待探讨。随着混凝土技术的不断发展,矿物掺合料已成为混凝土中不可缺少的重要组分。现阶段的矿物掺合料主要有:粉煤灰、矿渣粉、钢渣粉、沸石粉、硅粉和石灰石粉。本文主要对最常用的粉煤灰和矿渣粉在混凝土中的应用进行探讨。     

粉煤灰与矿渣复合掺合料对混凝土强度影响

研究了单掺粉煤灰、磨细矿渣及它们复合后的复合掺合料对混凝土强度的影响。试验结果表明：单掺Ⅰ级粉煤灰及磨细矿渣混凝土的3d、7d强度低于未加掺合料的混凝土强度,并且随粉煤灰或磨细矿渣掺量的增加,强度降低幅度增加;28d时,单掺Ⅰ级粉煤灰及磨细矿渣混凝土的强度达到未加掺合料的混凝土强度,混凝土的后期强度持续增长。在相同掺量时,Ⅰ级粉煤灰,磨细矿渣复合掺合料混凝土的各龄期强度高于相同掺量Ⅰ级粉煤灰混凝土及磨细矿渣混凝土,磨细矿渣,Ⅰ级粉煤灰的合理比例为7：3。     

矿物掺合料对混凝土氯离子渗透扩散性研究

研究了不同种类、不同掺量的矿物掺合料对混凝土氯离子渗透性的影响,试验结果显示：单掺矿物掺合料（磨细粉煤灰、矿渣、硅灰）改善混凝土抗氯离子渗透能力,且改善效果硅灰最佳,磨细粉煤灰其次,矿渣最差。从机理上分析,矿物掺合料的火山灰效应改善了混凝土中水泥石与集料之间的薄弱界面,降低孔隙率,使孔细化,同时生成更多低碱度的C-S-H凝胶增加混凝土的Cl^-固化能力,从而提高了混凝土抗氯离子渗透能力。     

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。     

矿渣浆状掺合料混凝土强度及工作性

采用湿磨处理工艺制备一种矿渣浆状掺合料,对矿渣浆状掺合料混凝土强度及工作性进行研究。结果表明,湿磨处理的矿渣浆状掺合料制备的混凝土强度均略高于干磨处理同等细度矿渣混凝土强度。细度增加对提高大掺量矿渣浆状掺合料混凝土强度更为有效。湿磨处理使矿渣对混凝土工作性的改善作用不明显,但通过加大胶结材0.1%～0.2%的外加剂掺量,仍可保证混凝土具有较好的工作性。     

矿物掺合料对混凝土抗拉强度影响的规律研究

研究了矿物掺合料单掺及复掺对混凝土抗拉强度的影响,分析了矿物掺合料掺量和胶集比对砂浆和混凝土抗拉强度的关系,总结了掺加矿物掺合料的高性能混凝土随掺合料和水胶比对抗拉强度变化的规律性。试验结果表明:粉煤灰的掺入使混凝土早期强度下降,后期强度增大;矿粉的掺入使混凝土早期强度下降,后期强度增大;硅灰掺入后,高性能混凝土早期强度增大,后期强度也相应提高;同时掺入粉煤灰和矿渣,后期出现优势互补效应,提高了混凝土的强度;同时掺入粉煤灰和硅灰,混凝土早期强度变化不明显,但提高了混凝土的后期强度;胶集比和混凝土早期抗拉强度成正比关系。     

多掺矿物掺合料再生混凝土力学性能研究

通过测试再生混凝土坍落度、立方体抗压强度及劈裂抗拉强度,并对再生混凝土微观形貌、矿物组成进行分析,探究矿物掺合料种类及掺量对再生混凝土力学性能的影响。研究结果表明：将粉煤灰分别与矿渣、硅灰、偏高岭土组合使用能够明显改善再生混凝土和易性;单掺矿物掺合料中,偏高岭土能显著提升再生混凝土力学性能,相较于基准组,养护龄期90 d时,抗压强度和劈拉强度分别提升24.0%和11.0%;复掺矿物掺合料中,粉煤灰-偏高岭土对混凝土的劈拉强度提升效果突出,劈拉强度提升14.0%,抗压强度提升6.5%;三掺矿物掺合料中,粉煤灰-硅灰-偏高岭土对再生混凝土的劈拉强度提升较好,劈拉强度提升9.8%,抗压强度提升4.6%;粉煤灰-矿渣-硅灰-偏高岭土四掺再生混凝土力学性能表现良好,抗压强度最高提升18.4%,劈拉强度最高提升15.5%。     

矿物掺合料对粉煤灰陶粒混凝土抗压强度的影响

利用磨细粉煤灰、磨细矿渣和硅灰作为矿物掺合料,研究了各种矿物掺合料对粉煤灰陶粒混凝土抗压强度的影响。结果表明:单掺矿物掺合料的粉煤灰陶粒混凝土的28d抗压强度顺序是:硅灰矿渣粉煤灰;复掺矿物掺合料的粉煤灰陶粒混凝土的28d抗压强度顺序是:硅灰+矿渣硅灰+粉煤灰矿渣+粉煤灰。在此基础上,着重分析了各种矿物掺合料对粉煤灰陶粒混凝土抗压强度的影响机理和粉煤灰陶粒混凝土棱柱体抗压强度和立方体抗压强度的关系。     

矿物掺合料对混凝土强度影响的试验研究

对试验原材料及试验方法作了介绍,研究了粉煤灰、硅灰及龄期对混凝土强度的影响,试验结果表明:活性矿物掺合料加入混凝土中能有效改善混凝土的力学性能,随龄期的增加,粉煤灰混凝土的强度逐渐提高.     

矿物掺合料对干粉砂浆物理性能及孔结构的影响

研究了石灰石、矿渣和粉煤灰3种矿物掺合料分别对干粉砂浆的工作性能和力学性能的影响,并探讨了掺有掺合料时干粉砂浆的宏观力学性能和其微观孔结构之间的关系。结果表明:粉煤灰在掺量小于30%时能够提高砂浆的流动度,但掺量再继续增大时,砂浆流动度反而下降;掺入矿渣粉略能提高砂浆的流动度;石灰石粉在一定程度上降低砂浆流动度;同时石灰石粉能够提高砂浆的保水率,而矿渣粉和粉煤灰却降低砂浆的保水率。随着石灰石、矿渣和粉煤灰掺量的增加,砂浆28 d强度均有不同程度的降低,影响顺序为石灰石>粉煤灰>矿渣;与空白样相比,内掺占水泥质量50%的石灰石粉和矿渣粉时,28 d砂浆硬化体的总孔隙率分别增加10.2%、7.7%,而掺等量粉煤灰时总孔隙率则基本不变。以石灰石替代50%的水泥时,28 d砂浆硬化体中d>100 nm的多害孔增加24.0%,而以粉煤灰替代50%的水泥时,砂浆中多害孔基本不变,以等量的矿渣粉替代时d>100 nm的多害孔减少6.5%。     

矿物掺合料在水泥颗粒中的填充作用研究

由于矿物掺合料的掺入可明显降低混凝土的孔隙率,改善其微观结构,从而提高其强力学性能和耐久性能,矿物掺合料的应用已经成为配制高性能混凝土的关键技术。而如何高效利用矿物掺合料,达到最佳填充效果尚有待研究。利用CPM可压缩堆积模型,对加入各种矿物掺合料的水泥粉体体系的实际堆积密实度进行了分析和研究。结果表明:矿物掺合料(矿渣微粉)的比表面积小于500m2/kg时,并不能提高密实度,大于500m2/kg时存在一个最佳掺量;在水泥粉体中,加入超细粉煤灰可明显将其密实度提高6%左右;采用钢渣和矿渣、钢渣和粉煤灰以及矿渣和粉煤灰复合配制掺合料加入水泥粉体,均可有效改善材料的堆积密实度。     

复掺矿物掺合料混凝土抗氯盐侵蚀与抗冻性试验研究

为研究矿物掺合料对混凝土耐久性能影响,分别对单掺粉煤灰、双掺粉煤灰和硅灰、三掺粉煤灰、硅灰和矿渣微粉3种情况下混凝土抗压强度、电阻率、氯离子扩散系数以及抗冻性能进行了试验研究。此外,通过对试件进行电镜扫描,揭示了矿物掺合料对混凝土微观结构的影响。结果表明:矿物掺合料可以改善混凝土孔结构,提高密实性。掺入矿渣微粉混凝土3 d抗压强度略低,但7、28 d强度增长明显,28 d强度分别比单掺和双掺试件提高3.80%、43.29%;硅灰和矿渣微粉均能显著提高混凝土抗氯离子渗透能力,双掺和三掺混凝土试件氯离子扩散系数分别比单掺试件降低69.16%、83.13%;硅灰可以提高混凝土抗冻性,双掺混凝土比单掺抗冻耐久性系数提高3.86%;同时混凝土电阻率和氯离子扩散系数之间存在线性负相关关系。在冻融循环过程中,混凝土动弹性模量与质量损失和动弹性模量损失均存在负相关性。     

矿物掺合料对混凝土抗硫酸镁侵蚀的有效性研究

以40 mm×40 mm×160 mm细碎石混凝土试件和20 mm×20 mm×20 mm水泥石试件进行试验.矿物掺合料取代水泥用量为0、10%、30%和50%.8个月浸泡试验表明,Ⅰ级粉煤灰、矿渣、煤矸石等矿物掺合料对混凝土抗硫酸镁侵蚀性能的影响都存在着-个临界掺量,小于其临界掺量时掺合料对混凝土的抗硫酸镁侵蚀性能有改善作用,反之则有不利影响.机理分析表明掺合料一方面降低了Ca(OH)2从混凝土内部向其表面的扩散速度及混凝土表层Mg(OH)2薄膜的增厚速度,另一方面水泥石的孔结构随掺合料掺量的增大而改善.     

重构钢渣作为混凝土掺合料的研究

对韶钢转炉钢渣进行在线高温重构制备重构钢渣掺合料,研究了重构钢渣微粉单掺或与矿渣粉、粉煤灰复掺对混凝土力学性能、抗渗和抗氯离子渗透性能的影响.结果表明,在混凝土中单独掺入30％工业重构钢渣微粉可制备出C30和C50强度等级的混凝土;利用工业重构钢渣复合掺合料替代30％以上硅酸盐水泥时,可以稳定制备出抗渗性、抗氯离子渗透性能良好的C60强度等级混凝土.     

掺合料高强混凝土微观结构及其对强度的影响研究

在单掺粉煤灰、矿渣以及二者以不同比例复掺后配制的高强混凝土强度试验的基础上,通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)技术研究了不同龄期时混凝土的水化产物和水化程度,分析了微观结构变化对宏观强度的影响。结果表明,掺加矿物掺合料的混凝土早期强度较低,7 d时矿渣已经开始水化,粉煤灰在早期只起到填充作用,但掺合料混凝土后期强度增长迅速,可以达到基准混凝土的2~5倍。复掺粉煤灰和矿渣的混凝土强度高于单掺矿物掺合料的混凝土,微观试验可以看出二者复掺产生的叠加效应能够促进混凝土的二次水化,产生较多水化产物使结构致密。从长期来看,复掺矿物掺合料混凝土的强度还有一定提高的空间。     

大掺量矿物掺合料再生混凝土力学性能和抗碳化性能的试验研究

设计了再生粗骨料取代率为30%、50%,粉煤灰和矿渣微粉按1:1复掺且掺量为30%、50%的一组再生混凝土,以及一组普通混凝土。以矿物掺合料掺量、再生粗骨料取代率为影响因素,开展大掺量矿物掺合料再生混凝土抗压强度和抗碳化性能的试验研究。结果表明,采用粉煤灰和矿粉复掺技术,较高质量的再生粗骨料、骨料级配良好的条件下,取代率为30%时,再生混凝土的强度均超过了不加矿物掺合料的普通混凝土,取代率增至50%时,强度最低仍可达到55.1MPa。所有配合比再生混凝土28d碳化深度均未超过3.0mm,可不必担心碳化问题。分析了矿物掺合料对再生混凝土强度和抗碳化性能的影响机理。     

不同矿物掺合料对高强混凝土劈裂抗拉强度的影响差异

研究了矿渣、粉煤灰、钢渣和石灰石粉这四种矿物掺合料对高强混凝土劈裂抗拉强度的影响差异。结果显示:矿渣对高强混凝土劈裂抗拉强度的贡献大于对抗压强度的贡献;粉煤灰对高强混凝土28 d劈裂抗拉强度的贡献略大于对抗压强度的贡献,随着龄期的增长,对劈裂抗拉强度的贡献明显增强;钢渣和石灰石粉对高强混凝土劈裂抗拉强度的贡献小于对抗压强度的贡献。     

矿物掺合料在喷射混凝土中的应用研究

研究了喷射混凝土掺加矿物掺合料粉煤灰、磨细矿渣和硅灰后,对混凝土强度和抗氯离子渗透性能的影响.研究结果表明,在喷射混凝土中复合使用矿物掺合料可提高混凝土的强度和抗氯离子渗透性,并进行了井下工业性试验.