改性Ⅲ级粉煤灰对混凝土强度和自收缩的影响

采用电石渣对Ⅲ级粉煤灰进行增钙煅烧改性,利用XRD对改性Ⅲ级粉煤灰的矿物组成进行分析,测定了掺入改性Ⅲ级粉煤灰的C30混凝土的抗压强度和自收缩,并采用BSEM和纳米压痕仪分析了改性Ⅲ级粉煤灰与水泥浆体的微界面结构及微界面力学性能。结果表明:Ⅲ级粉煤灰经增钙煅烧改性后生成了水硬性矿物β-C2S,水化可生成C-S-H凝胶,改善了Ⅲ级粉煤灰颗粒与水泥浆体的微界面区结构,提高了微界面区的弹性模量和硬度,从而提高了掺Ⅲ级粉煤灰混凝土的强度,并降低了其自收缩。     

表面改性粉煤灰对水泥浆体强度和自收缩的影响

在生石灰激发下,采用水热-煅烧处理对粉煤灰进行表面改性,利用X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等测试方法时表面改性粉煤灰的物相结构和化学组成进行了表征,并采用背散射扫描电镜和压汞仪研究了掺表面改性粉煤灰水泥浆体的微观结构.试验测定了掺表面改性粉煤灰的硅酸盐水泥浆体的抗压强度、自收缩和孔隙率.结果表明,表面改性粉煤灰颗粒表面生成了具有水化活性的β-C2S,其水化产生凝胶,明显改善了复合水泥浆体中粉煤灰颗粒与水泥基体的界面,降低了复合水泥浆体的孔隙率和自收缩,提高了掺表面改性粉煤灰复合水泥浆体的早期强度.     

粉煤灰的表面改性及其对水泥浆体强度和干燥收缩的影响

用超细石灰石通过煅烧对粉煤灰进行表面改性,使粉煤灰表面生成具有活性的硅酸盐矿物,增加参与早期水化的胶凝材料量,从而提高粉煤灰的活性。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等现代分析方法对改性粉煤灰样品进行表征,并且对掺改性粉煤灰水泥浆体进行强度和体积变形试验。研究结果表明:改性粉煤灰表面生成了钙黄长石等钙铝硅酸盐;与掺未改性粉煤灰的水泥浆体相比,表面改性粉煤灰改善了粉煤灰与水泥浆体之间的界面结构,提高了掺表面改性粉煤灰水泥浆体的早期强度,并降低其干燥收缩;用30%石灰石进行改性的粉煤灰比用20%石灰石的改性效果好,单位强度干燥收缩小。     

珊瑚砂浆的力学性能与微观结构特征

研究了珊瑚砂-水泥砂浆(珊瑚砂浆)的力学性能,以及复合矿物掺和料对珊瑚砂浆的改性作用,并与标准砂浆进行对比.采用扫描电子显微镜-能量弥散X射线谱(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR),对砂浆力学性能、体积稳定性和水化作用的微观机理进行了研究.结果表明:珊瑚砂浆的力学强度低于标准砂浆,加入复合矿物掺和料后可改善水泥石基体及界面过渡区的微观结构,提高珊瑚砂浆的力学性能,使其28d抗压强度较标准砂浆提高了2.1%;珊瑚砂凹凸不平的表面能与硬化水泥浆体形成紧密的啮合状态,有助于提高砂浆的体积稳定性;珊瑚砂的内养护作用使砂浆的力学性能和抵抗收缩能力得到了提高;粉煤灰和矿粉的微集料填充作用和火山灰效应,提高了珊瑚砂浆的力学性能和抗氯离子扩散能力;珊瑚砂持续释放出的Ca^2+、Mg^2+参与了水泥的水化反应,有助于生成更多的水化产物.     

掺表面改性石英岩粉水泥浆体的强度和自收缩

采用掺入电石渣压蒸和低温煅烧法对石英岩粉进行表面改性,利用X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等测试方法对表面改性石英岩粉的矿物组成、表面形貌、元素组成进行表征,测定了掺表面改性石英岩粉水泥浆体的抗压强度和自收缩性能;通过扫描电镜和压汞仪研究了掺表面改性石英岩粉水泥浆体的微观结构.结果表明:压蒸和低温煅烧改性石英岩粉体的表面分别生成了具有胶凝性的托勃莫来石和β-C_2S,增加了石英岩粉表面的胶凝性,改善了石英岩粉与水泥基体的界面结构,从而降低了水泥浆体的孔隙率和自收缩,提高了掺表面改性石英岩粉水泥浆体的早期强度.     

再生混凝土界面强化试验的微观机理研究

基于再生混凝土界面结构特征,设计了新拌水泥浆体、新拌水泥砂浆中做基体改性试验,并采用XRD、MIP、SEM等测试方法,研究了掺加界面改性剂后水泥净浆和水泥砂浆体系水化产物Ca(OH)2含量、孔结构、水化产物形貌的不同,分析了界面强化措施的作用.     

亚微级纤维素纤维对水泥浆体微观结构的影响

以H_2SO_4溶液酸解脱脂棉的方法制备亚微级纤维素纤维(SCF),研究了其对水泥浆体微观结构的影响.结果表明:原始脱脂棉在酸解作用下,微原纤逐步剥离,形成尺度细小的亚微级纤维素纤维,且其直径随着H_2SO_4溶液质量分数的增大、酸解时间的延长而逐渐减小;亚微级纤维素纤维与水泥浆体具有很好的相容性,水泥水化产物依附于亚微级纤维素纤维表面生长;由于亚微级纤维素纤维在尺度上与C-S-H凝胶相匹配,因此随着水泥水化产物的不断生成、生长,该纤维逐渐被其包埋,从而起到诱导和桥接作用,使水泥浆体的微观结构更加均匀.     

快速失水条件下纤维素醚改性水泥浆体水化规律

以泡沫混凝土为高吸水性基体,研究了薄层纤维素醚改性水泥浆体在快速失水条件下的水化规律。从水泥浆体表面至与基体界面处,将水泥浆体平均分为3层,利用失水速度、含水率、XRD、FTIR和TG DSC DTG等测试方法对每层6 h、12 h、1 d和3 d的试样进行分析。结果表明：水化时间小于6 h时,各层水泥浆体快速失水,只在第2和第3层中检测到Ca(OH)2的特征衍射峰。当水化时间大于12 h时,失水速度显著降低,在3层水泥浆体中均可检测到Ca(OH)2的特征衍射峰,且从浆体表层至与基层界面处,水化产物衍射峰的强度不断增大,水化产物C-S-H凝胶中硅氧四面体的聚合态发生变化。随着水化时间延长,水化产物Ca(OH)2的衍射峰和振动峰不断增强。     

羟乙基甲基纤维素对水泥水化产物Ca(OH)_2形貌特征的影响

利用场发射扫描电子显微镜(ESEM)研究了羟乙基甲基纤维素(HEMC)对水泥水化产物Ca(OH)_2形貌特征的影响以及HEMC的成膜特性.结果表明:羟乙基甲基纤维素会对水泥水化产物Ca(OH)_2的形貌特征和生长取向性产生显著影响,并导致气孔中生成较多的Ca(OH)_2,使得水泥浆体及其气孔中Ca(OH)_2晶体的生长呈现出多向性,其形貌特征多呈X形状或花瓣状,这种影响在水化早期尤为显著;羟乙基甲基纤维素能在水泥浆体中形成细小的线状聚合物膜,也有少量的连续聚合物膜,并搭接在Ca(OH)_2晶体表面及其层隙之间,起到了一定的桥接作用,改善了Ca(OH)_2晶体之间的界面特性.     

高掺量粉煤灰水泥浆体长期水化碱环境的变化

通过测试2组水胶比和5种粉煤灰掺量水泥浆体不同龄期的粉煤灰水化反应程度、Ca(OH)2含量、孔隙液的pH值和碱金属离子的变化,探讨了高掺量粉煤灰水泥浆体长期水化碱环境的稳定性.结果显示:粉煤灰长龄期的水化反应程度较低,其掺量(质量分数)小于60%时,不能完全消耗水泥水化所产生的Ca(OH)2,而Ca(OH)2对水泥浆体孔隙液碱度起维持作用,在整个碱环境稳定时,水泥浆体中未溶解的Ca(OH)2对碱环境无直接影响.     

CFBC脱硫灰对水泥浆体水化的影响

通过对掺CFBC脱硫灰硬化水泥浆体的力学性能、结合水量、Ca(OH)2含量、水化产物以及孔隙分布的研究,分析了其对水泥浆体水化的影响。结果表明,随着CFBC脱硫灰掺量的增加,硬化水泥浆体的抗压强度降低,结合水量减少,孔隙率增加,Ca(OH)2含量减少;掺CFBC脱硫灰的水泥浆体水化产物形貌以纤维状为主,纯水泥浆体的水化产物以网络状为主。     

利废高掺粉煤灰空心混凝土砌块强度形成机理

利废高掺粉煤灰空心砌块的亚微观结构对混凝土的宏观行为有重要影响.通过对其水泥水化产物形貌、大小、数量的观察;对硬化水泥浆体结构中孔的大小、数量及分布的分析:由砌块的SEM观察分析,研究了水泥水化产物的形貌、粉煤灰与水泥水化反应物相互作用的机理.     

低钙粉煤灰粒度对水泥-粉煤灰复合胶凝材料力学性能与水化性能的影响

为了实现粉煤灰的高效利用,通过旋风分级机将原状粉煤灰分成D_(50)=5.06μm、15.63μm、35.01μm三个不同的粒度区间。不同粒度粉煤灰按照0、10%、20%和30%替代硅酸盐水泥。研究了粉煤灰粒度对水泥胶砂强度和水化性能的影响。结果表明,随着粉煤灰粒径的减小,粉煤灰水泥的各龄期强度都逐渐增加,掺入适量细粒度粉煤灰,水泥各龄期胶砂强度超过了硅酸盐水泥;粉煤灰水泥的水化放热速率和累积放热量都低于硅酸盐水泥,随着粉煤灰粒径的减小,粉煤灰水泥的水化放热速率和累积放热量增加。3d龄期时,粉煤灰水泥浆体Ca(OH)_2峰强度与硅酸盐水泥几乎相同;60d龄期时,随着粉煤灰颗粒粒径的减小,粉煤灰水泥浆体Ca(OH)_2峰的强度明显减小;SEMEDS分析表明,细粒度区间的粉煤灰水泥浆体比粗粒度区间的粉煤灰水泥浆体具有更致密的浆体结构且粉煤灰颗粒水化生成的是一种低Ca/Si的C-S-H凝胶。     

养护温度对高掺量粉煤灰水泥浆体水化的影响

从胶凝材料的水化程度、浆体孔结构以及水化产物的角度出发,研究温度发展历程对高掺量粉煤灰水泥浆体的作用机理.结果显示:采用温度匹配养护后,前期粉煤灰反应程度和浆体的碱含量消耗加快,而后期影响较小;水化产物较标准养护方式无论从形貌上还是成分上都有一定区别,但随着龄期发展,这种区别逐渐变小;温度匹配养护方式对高掺量粉煤灰水泥浆体孔结构的优化有利.     

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.     

流化床气相沉积法改性粉煤灰的性能及改性机理

根据粉煤灰(FA)的工业存储条件,开发了流化床试验装置,并且以HCl(HC)、H2SO4(HS)、NaOH(NH)、Na2SO4(NS)和NaCl(NC)为改性材料,通过流化床气相沉积方法(FBR-VD)来改性FA.结果表明:HC明显提高了FA-水泥浆体的流动性,其他改性材料对FA-水泥浆体流动性基本无影响;除了NS略微降低FA-水泥浆体各龄期的强度外,其他改性材料均在不同龄期起到增强作用;采用含Cl-改性剂的FA-水泥浆体中绝大部分Cl-被固化,可溶性Cl-含量远未达到国家标准规定的限值,不会影响钢筋的安全性;FBR-VD方法可将改性材料均匀地沉积于FA表面,沉积微粒尺度在500nm以下;HC和NH改性的FA表面及周围分布的氢氧化钙(CH)呈细长条状,均匀地将FA与水泥石牢固地连接为一体,起到增强作用;NC改性FA颗粒表面呈现密集堆积的CH,对FA-水泥浆体7d前的增强效果最为显著;NS改性FA表面虽然堆积了厚层CH,但与水泥石的结合松散,反而造成FA-水泥浆体强度略有下降;HS改性FA表面吸附的CH量较少,对FA-水泥浆体强度的贡献不大.     

多外加剂对硬化水泥浆体强度及水化特征的影响

从微观孔结构角度探究以偏铝酸钠(SA)速凝剂、聚羧酸减水剂(Sp)、高吸水性树脂(SAP)保水剂为组分的外加剂体系对硬化水泥浆体强度及水化特征的影响机理,揭示其宏观性能与微观结构间的本质关联.结果表明:SA的溶解-沉淀、Sp的分散效应以及SAP的"水库"作用分别提高了水泥的早期水化速率、后期水化面积与水化程度;水泥水化加速期内最大放热峰峰值显著提高;28d龄期时改性水泥浆体抗压强度较7d时增长78%,多外加剂的协调效应改善了因单掺速凝剂所导致的水泥基注浆材料后期力学性能发展缓慢的缺陷;复合掺用SA,Sp及适量SAP可显著降低水泥浆体孔径尺寸,使其孔径分布趋于细化;SAP存在阈值掺量,其释水后大尺寸空孔的堆积导致水泥浆体孔结构及力学性能劣化;28d龄期时各体系平均孔径差异与强度试验结果一致,孔径分布规律可有效反映硬化水泥浆体力学性能的变化特征.     

粉煤灰对水泥浆体自收缩和抗压强度的影响

设计组装了水泥浆体自收缩测量装置,进行了不同粉煤灰掺量和水胶比的水泥浆体自收缩和抗压强度测试,采用压汞测孔仪(MIP)、扫描电镜(SEM)等测试技术研究了粉煤灰对水泥浆体孔结构、产物形貌等微观结构的影响,并对其影响机理进行了分析.结果表明:粉煤灰能够有效抑制水泥浆体的早期自收缩,在7d前,其自收缩随着粉煤灰掺量的增加而...     

粉煤灰在硅酸盐水泥浆体中的化学反应

定量测试1~360d纯硅酸盐水泥及掺粉煤灰水泥浆体中胶凝组分的反应程度、生成的氢氧化钙(CH)量及化学结合水(Wn)量;确定单位质量水泥及粉煤灰完全反应生成(或吸收)的CH或Wn量,并以此验证粉煤灰化学反应模型的精确性.结果表明:1g水泥完全水化生成0.242 5g的CH和0.235 1g的Wn,1g粉煤灰完全反应吸收0.508 9g的CH和0.183 9g的Wn,试验结果与现有的粉煤灰化学反应模型计算值差别较大;经修正,获得计算值与试验值较吻合的粉煤灰化学反应模型,该模型更能真实反映粉煤灰在水泥浆体中的化学反应.     

改性碳酸钙晶须对工程水泥基材料力学性能的影响研究

采用正硅酸乙酯(TEOS)对CaCO_(3)晶须进行表面改性,通过X射线光电子能谱仪、红外光谱仪、扫描电子显微镜及X射线衍射仪等测试改性CaCO_(3)晶须(MCW)表面的组成与特性。结果表明,正硅酸乙酯的水解产物与CaCO_(3)晶须表面的羟基发生反应,在CaCO_(3)晶须表面形成了稳定的、无定形态的SiO_(2)。改性CaCO_(3)晶须能进一步提高工程水泥基材料(ECC)的力学性能。改性CaCO_(3)晶须增强ECC的作用机理为:改性CaCO_(3)晶须表面的SiO_(2)与Ca(OH)_(2)发生水化反应,在MCW周围生成更多C-S-H凝胶,CaCO_(3)晶须被周围水化产物紧密包裹,增强了晶须与水泥基材料之间的界面粘结作用,裂缝在扩展过程中消耗更多的能量;水化反应的进行提高了水泥石结构的致密性,从而进一步提高ECC的力学性能。