地聚合物基防水堵漏材料的性能及机理研究

为解决无机防水堵漏材料在应用中存在早期强度低,耐久性差等问题,制备了地聚合物基防水堵漏材料。试验研究了碱含量、粉煤灰和钢渣掺量对地聚合物凝结时间和早期强度的影响,并对其微观结构进行了分析。结果表明:当偏高岭土、矿渣、粉煤灰、钢渣掺量分别为30%、25%、30%、15%,且当碱含量为8%时,其初凝和终凝时间分别为97 min和110 min,3 d抗折、抗压强度分别达到8.21 MPa、58.2 MPa;所制备的地聚合物基防水堵漏材料的性能均符合缓凝型无机防水堵漏材料的标准要求;微观分析表明,该体系主要产物为沸石类矿物和C-S-H凝胶,具有致密的微观结构。     

矿渣-粉煤灰基发泡地质聚合物的微观结构与性能研究

讨论了矿渣掺量对矿渣-粉煤灰基发泡地质聚合物性能的影响。制备了掺加不同含量矿渣(0、10%、30%、50%)的矿渣-粉煤灰基发泡地质聚合物,并通过测试粘度、密度、孔隙率、抗压强度、抗折强度、扫描电镜、XRD等对发泡地质聚合物进行了性能研究,结果表明:30%矿渣掺量,体积密度为433 kg/m3,49%孔隙率下,发泡地质聚合物性能最优,抗压和抗折强度分别为1.66 MPa和0.97 MPa。     

MgO对无机聚合物胶凝材料性能的影响及压蒸安定性评价

无机聚合物胶凝材料存在收缩大、易开裂的缺陷,严重影响了其工程应用。通过内掺MgO以补偿收缩,制备高性能的无机聚合物胶凝材料。针对无机聚合物快硬早强的特点,本文研究了内掺氧化镁对无机聚合物硬化浆体的力学性能及微观结构的变化,并对其压蒸安定性进行了评价。结果表明,不同养护制度下,无机聚合物胶砂的强度发展不同,但掺入适量MgO之后无机聚合物的胶砂强度有所提高,MgO适宜掺量为4%~6%。MgO的加入降低了无机聚合物胶凝材料的总放热量,促进了早期水化放热的进行;MgO加入到无机聚合物中与水反应生成了Mg(OH)_2,从而改善无机聚合物的收缩性能;无机聚合物的压蒸膨胀率随着MgO掺量的增加而增加,但MgO膨胀剂应用于无机聚合物工程时MgO掺量应不大于8%。     

矿渣与粉煤灰掺量对高延性水泥基复合材料力学性能与应变硬化特性的影响

高延性水泥基复合材料(High Ductility Cementitious Composites,HDCC)是指在弯曲和拉伸荷载作用下具有应变硬化特性的水泥基复合材料,具有单轴拉伸延性好,耐久性能优异等优点。在材料设计中用大掺量的粉煤灰来替代水泥,以实现更加优异的高延性。本文研究了在聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)纤维体积掺量为1.2%和1.4%时,同时掺入高炉矿渣与粉煤灰制备高延性水泥基复合材料,通过改变高炉矿渣与粉煤灰的掺量,得到试件的抗压强度、抗折强度与弯曲韧性,用以对比矿渣与粉煤灰不同质量比例对高延性水泥基复合材料力学性能、弯曲韧性和表面裂纹特征的影响规律。结果显示,当矿渣和粉煤灰掺量分别为总胶凝材料质量的40%和10%时,试件呈现出良好的应变硬化与多缝开裂特性,最大挠度达到10.79mm,极限拉应变为1.26%,裂纹数量达到14条。表明了矿渣的掺入有利于在保证高延性水泥基复合材料具有应变硬化特性的前提下,可以有效提高高延性水泥基复合材料中的强度和弯曲韧性,对于此类材料的工程应用十分有益。     

掺和料对生土墙体材料力学性能的影响

研究了矿渣、粉煤灰、水泥等掺和料单掺和复掺时对生土墙体材料力学性能的影响.结果表明:单掺掺和料时,水泥对生土墙体材料力学性能的改性效果较好,矿渣次之,不宜掺入粉煤灰;复掺掺和料的生土墙体材料与单掺或未掺掺和料的生土墙体材料相比,其抗压强度、抗折强度、抗剪强度和收缩变形值均增加.复掺优化后的最佳组合为:矿渣、粉煤灰、水泥掺量(质量分数)分别为12%,12%,8%.     

不同配合比下UHPC的早期性能研究

研究了水胶比以及粉煤灰、矿渣粉、硅灰、钢纤维掺量对UHPC工作性能和早期力学性能的影响。结果表明:水胶比对UHPC工作性能影响较大,随着水胶比的增大,拌合物流动性增加,强度降低;粉煤灰、矿渣粉的掺入可有效改善拌合物的流动性,适量硅灰的掺入有助于改善拌合物的流动性,存在最佳掺量。粉煤灰、矿渣粉的掺入会使UHPC的1 d强度降低,但会提高3 d、7 d强度,且矿渣粉的提高效果强于粉煤灰。硅灰的掺入对UHPC早期强度具有提高效果,但掺量的改变对强度影响不大。增加钢纤维掺量会显著降低新拌混合物的流动性,对抗折强度有较大提高效果。     

配制参数对结构轻集料混凝土工作性能及力学性能的影响研究

系统研究了体积砂率和矿物掺合料对轻集料混凝土工作性能及力学性能的影响。研究结果表明:当体积砂率为40%时,轻集料混凝土具有最优的工作性能;粉煤灰单掺可明显改善轻集料混凝土的工作性能,但掺量达到30%以上时对混凝土力学性能有不利影响;复掺10%或20%矿渣粉和10%粉煤灰可制备具有优良工作性能和力学性能的轻集料混凝土。     

钢渣复合掺合料配制混凝土的工作性能与力学性能研究

研究了钢渣复合掺合料配制混凝土的工作性能与力学性能,并从掺合料的相组成、水化特性、形貌特征、稀释效应及体积效应的角度对试验结果进行了综合分析。研究结果表明,不同掺量下钢渣对混凝土工作性能的影响不同,钢渣-矿渣复合掺合料对混凝土的工作性能有明显不利影响；钢渣的早期活性优于矿渣及粉煤灰,后期略低于矿渣但仍明显优于粉煤灰;高掺量下钢渣与矿渣有良好的复合超叠加效应，且二者的最佳比例为3：7。     

矿物添加剂对混凝土力学性能的影响

对掺加矿渣、粉煤灰、硅灰等矿物掺合料混凝土力学性能进行了研究。结果表明,单掺矿渣与硅灰能提高混凝土的保水性、黏聚性,但对于拌合物流动性的提高要比单掺粉煤灰的差。随着掺量的增加,单掺粉煤灰或矿渣的混凝土强度降低,单掺粉煤灰早期强度下降较大。双掺粉煤灰、矿渣混凝土,混凝土强度随着矿渣掺量的增加而降低;矿渣、粉煤灰掺量分别为30.5%、20.5%时,混凝土91 d的抗压强度要比基准混凝土的抗压强度高。在掺合料总量不小于61%时,AB组混凝土28、91 d的抗折强度和基准混凝土强度比较接近。其91 d强度甚至超过了基准混凝土。双掺粉煤灰、硅灰混凝土,当粉煤灰掺量不变时,单掺硅灰对提高混凝土强度比较显著。对于粉煤灰、矿渣、硅灰三掺的混凝土,与同等掺量的双掺组AB和AC相比,该组混凝土具有较高的抗压强度。     

复掺矿物掺合料对地下工程结构混凝土性能的影响

对比研究了单掺粉煤灰、矿渣微粉、二者复配以及两者变化的相对掺量对地下工程用结构混凝土性能的影响,测试了新拌混凝土工作性能、硬化混凝土力学性能,并分析了其形成的细观机理。结果表明:粉煤灰和矿渣微粉取代水泥,都具有明显的减水作用,有利于改善混凝土和易性和坍落度保持能力;随着龄期延长,二者火山灰效应对混凝土强度皆有一定的贡献,但掺量大于30%后,即使到了90 d仍难以达到水泥的水化增强能力;将矿渣微粉与粉煤灰复合,二者可以在混凝土结构形成的不同时期发挥各自优势,使混凝土既具有较高的早期强度,后期强度又有较高的增长。     

粉煤灰、石灰石和矿渣对水泥流动性和力学性能的影响

混合材由于具有不同的性能特点,会对水泥的力学性能及流动性产生很大的影响。本文研究了不同掺量粉煤灰、石灰石和矿渣作混合材对水泥的流动性能和力学性能的影响,结果表明:水泥流动性能随着石灰石掺量的增加而提高;随着矿渣掺量的提高有所降低,但降低幅度不大;随着粉煤灰掺量的增加而显著降低。当混合材掺量低于15%时,掺加石灰石3天抗压强度略高于掺加矿渣和粉煤灰的水泥3d强度。当混合材掺量大于15%时,掺加石灰石水泥的3d抗压强度显著降低。在相同的混合材掺量情况下,掺加矿渣的水泥28d强度下降幅度最小,掺加石灰石的水泥28d抗压强度下降幅度最大。     

受激材料对地质聚合物砂浆强度的影响

介绍了一种新型无机胶凝材料——地质聚合物砂浆,以立方体抗压强度为指标,探讨了不同受激材料复掺体系对地质聚合物砂浆强度的影响,结果表明,粉煤灰基地质聚合物砂浆的强度随偏高岭土掺量的增加而降低,而随矿渣掺量的增加而提高,矿渣基地质聚合物砂浆的强度随偏高岭土掺量的增加也呈现降低的趋势。     

双氧水发泡体系对无机聚合物发泡混凝土硬化性能的影响研究

以矿渣和粉煤灰、硅灰为无机聚合物制备原材料,氢氧化钠做激发剂,采用双氧水发泡体系制备发泡混凝土,建立L1837正交优化设计表,在双氧水发泡体系中,研究矿渣和硅灰的掺量、纤维素醚掺量、二氧化锰掺量、水胶比值、双氧水掺量六个因素对无机聚合物发泡混凝土凝结时间、密度、28 d抗压强度的影响。无机聚合物发泡混凝土凝结时间和密度随水胶比、二氧化锰掺量、双氧水掺量变化影响较大,28 d抗压强度主要受矿渣掺量、水胶比值、二氧化锰掺量的影响。水胶比为0.50、矿粉掺量为66%、二氧化锰掺量为0.45%、纤维素醚掺量为0.8%、双氧水掺量为3%,硅灰掺量为4.5%为较优制备工艺参数。     

大掺量矿渣-水泥复合胶凝材料体系的性能研究

研究了不同细度矿渣对水泥基复合胶凝材料性能的影响,分析了复合胶凝材料体系的力学性能,并采用扫描电子显微镜(SEM)、压汞法(MIP)、热分析(TG-DTG)测试了矿渣-水泥复合胶凝材料体系的微观结构及水化产物,结果显示:矿渣的掺量对复合胶凝材料体系性能具有较大影响,具体表现为50%～70%矿渣掺量范围内,随掺量的增大,硬化浆体孔渗流程度增大,力学性能降低,且该趋势与细度无关;矿渣细度降低,可细化硬化浆体孔结构,降低孔的渗流程度,水化产物显著增多,微观结构更加密实,从而对力学性能起到正效应。     

粉煤灰对自密实混凝土性能的影响研究

研究了粉煤灰掺量对自密实混凝土的工作性能、力学性能、抗渗性能的影响,并通过热重分析,研究了其热力学性能。结果表明,粉煤灰的掺入能有效改善自密实混凝土的工作性能,提高后期抗压强度及抗渗性能,但早期抗压强度有所下降;粉煤灰掺量为20%时,自密实混凝土具有最优性能。     

再生细骨料掺量对纤维地质聚合物力学性能的影响

以矿渣,粉煤灰和纤维为原料,在碱性条件下制备纤维地质聚合物,研究再生细骨料的不同掺量对纤维地质聚合物稠度和力学性能的影响。结果表明:随再生细骨料掺量增加,纤维地质聚合物早期抗压强度和抗折强度显著提高,28 d强度也有大幅提升;稠度随再生砂掺量的增加而提高,但是掺量达到100%时骤降。     

粉煤灰基土壤聚合物混凝土性能试验研究

使用粉煤灰和碱激发剂制备粉煤灰基土壤聚合物混凝土,并系统研究其物理力学性能、干缩和耐久性能。粉煤灰基土壤聚合物混凝土早期强度相对较低,后期增长明显。粉煤灰基土壤聚合物砂浆的干缩主要发生在早期,14d龄期后的干缩率均显著小于普通水泥砂浆,在150d龄期时为普通水泥砂浆的71.8%。硫酸盐侵蚀试验表明:在3%硫酸钠溶液中,粉煤灰基土壤聚合物砂浆没有产生任何膨胀,具有优良的抗硫酸盐侵蚀性能。即使粉煤灰基土壤聚合物含碱量高达10.6%,也不会产生危害性的碱-硅酸反应。粉煤灰基土壤聚合物混凝土快速碳化28d的碳化深度为14.0mm,抗冻等级在F100以上。自然浸泡法试验表明:粉煤灰基土壤聚合物混凝土的水溶性氯离子有效扩散系数为1.79×10-12m2/s,是混凝土的30.5%,具有比普通混凝土更好的抗氯离子侵蚀性能。粉煤灰基土壤聚合物混凝土具有适用的物理力学性能,较低的干缩,优良的耐久性能,是一种新型的结构材料。     

钢渣掺合料对水泥基材料渗流结构的影响

对不同掺量的钢渣掺入水泥浆体后引起的渗流结构变化进行了研究。并与掺入矿渣或粉煤灰的水泥浆体渗流结构进行了比较．结果表明：钢渣的掺入有助于提高水泥浆体的水化速率和密实度；与掺矿渣或粉煤灰的水泥基材料相比，当钢渣掺量为30％(质量分数)时，掺钢渣水泥基材料有着更高的密实度和更好的后期性能．     

高性能海工混凝土耐久性设计及应用

摘要：本文以跨海大桥工程所用的高性能海工混凝土为研究对象,分析了海工混凝土中掺入矿渣粉、粉煤灰及不同掺量的外加剂时,财其力学性能和耐久性能的影响。研究内容主要包括：海工混凝十随水胶比、粉煤灰掺量、矿渣粉掺量、外加剂掺量的变化,其力学性能和耐久性能的变化规律。     

矿渣微粉粉煤灰双掺混凝土基本力学性能研究

通过在混凝土中掺不等量的矿渣微粉和粉煤灰(等量替代水泥),对双掺混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量等力学性能进行研究,分析了矿渣微粉和粉煤灰在普通混凝土中的最佳掺量。试验表明,随着矿渣微粉和粉煤灰掺量的增加,混凝土7 d强度指标有降低趋势,但90 d强度增长相对较快,适宜掺量可达到30%左右。