煤矸石砂浆的孔结构与强度的关系

为了研究煤矸石砂浆孔结构特征与力学强度的关系,利用AutoPore IV型材料细孔隙测定仪等仪器分析了不同煤矸石集料及掺量下砂浆的孔结构特征及力学性能变化规律,并探讨了力学强度与分形维数及孔径分布等的关系。研究表明:随着煤矸石集料掺量的增加,煤矸石砂浆的力学性能并没有明显降低;煤矸石砂浆孔结构具有分形特征,在一定条件下,孔分形维数可以评定煤矸石砂浆孔结构特征;煤矸石砂浆强度与孔结构有一定关联关系,随着孔径增大,孔隙率增加,孔分形维数减小,砂浆强度呈递减趋势;小于20 nm的无害孔越多,大于100 nm的大孔越少,煤矸石砂浆的抗压及抗折强度越高。     

煅烧凝灰岩对水泥水化产物和硬化体孔结构的影响

为探明煅烧凝灰岩对水泥水化产物的影响,借助X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等测试方法,分析了700℃下煅烧不同时间后凝灰岩的矿物组成及其对水泥水化产物和硬化体孔结构的影响.结果表明：煅烧后凝灰岩中的沸石水、结构水和吸附水被脱除,斜发沸石等沸石矿物架状结构发生破坏,形成无定形的SiO₂和Al₂O₃;煅烧凝灰岩有助于水泥中的水化硅酸钙(C-S-H)、钙矾石(AFt)和单硫型水化硫铝酸钙(AFm)形成,且降低了C-S-H的钙硅比(n(Ca)/n(Si)),消耗了Ca(OH)₂,水泥更易发生碳化;水化28 d后,煅烧凝灰岩水泥的孔隙率降低,孔径分布更细,从而提高了水泥强度.     

煤矸石细集料-水泥基材料力学性能影响的试验研究

为促进煤矸石集料在水泥混凝土中的应用,选用自燃(活性)和非自燃(非活性)煤矸石作为细集料,研究水灰比、掺量、养护制度等不同条件下两种矸石细集料-水泥基材料力学性能的发展规律,分析煤矸石的种类、活性、掺量等因素对水泥基材料力学性能的影响。试验结果表明:活性矸石作为细集料,能够在水化初期与水泥水化产物发生一定程度的二次水化反应,水化反应能提高其早期强度;非活性矸石细集料-水泥基材料的强度随水灰比的增大而减小,而活性矸石则存在合理的水灰比范围;高温养护能够促进煤矸石细集料-水泥基材料的早龄期的水化进程,提高其早期抗压强度,但28d龄期中小掺量的矸石细集料-水泥基材料的抗压强度会产生高温负效应,而对抗折强度的影响则相反。     

煤矸石细集料-水泥基材料力学性能影响的试验研究

为促进煤矸石集料在水泥混凝土中的应用,选用自燃(活性)和非自燃(非活性)煤矸石作为细集料,研究水灰比、掺量、养护制度等不同条件下两种矸石细集料-水泥基材料力学性能的发展规律,分析煤矸石的种类、活性、掺量等因素对水泥基材料力学性能的影响。试验结果表明:活性矸石作为细集料,能够在水化初期与水泥水化产物发生一定程度的二次水化反应,水化反应能提高其早期强度;非活性矸石细集料-水泥基材料的强度随水灰比的增大而减小,而活性矸石则存在合理的水灰比范围;高温养护能够促进煤矸石细集料-水泥基材料的早龄期的水化进程,提高其早期抗压强度,但28d龄期中小掺量的矸石细集料-水泥基材料的抗压强度会产生高温负效应,而对抗折强度的影响则相反。     

桥面用丁苯乳液改性水泥砂浆物理性能的研究

通过测定新拌砂浆保水性、含气率,硬化砂浆孔隙率、孔径分布、断面形貌以研究丁苯乳液D623对砂浆物理性能的改性效果,丁苯乳液D623对砂浆有良好的保水和引气作用,可使砂浆体积密度降低,孔径分布改变;聚合物成膜后形成网状结构,与水泥水化产物相互穿透;硬化砂浆的孔隙率与新拌砂浆的含气率没有对应关系,与新拌砂浆的体积密度反倒有一定的关系;砂浆抗压强度、抗折强度和弹性模量均与孔隙率、体积密度有对应关系,而粘结抗拉强度与它们的关系则不明确。     

减水剂对水泥浆体水化性能和孔结构影响的试验研究

研究了木质素磺酸盐(LS)、萘系(FDN)及聚羧酸系(PC)三类混凝土减水剂,对水泥浆体水化性能及孔结构的影响.三种减水剂不同程度地延缓水泥早期水化,而对后期水化放热速率及产物均无影响.测试养护28 d、90 d的硬化水泥浆体中的孔隙率,不同减水剂对浆体孔径分布和孔隙率影响也不同,孔径小于0.1μm的孔隙率:PC远大于FDN和LS;孔径大等于0.1μm的孔隙率:LS＞FDN＞PC.减水剂对水泥浆体孔结构影响与掺减水剂的水泥浆体的絮凝结构有关,正是由于聚羧酸系减水剂对水泥的强分散能力,使得水泥遇水后形成大量体积较小的絮凝结构.     

水泥基材料早期抗冻性的影响因素及作用机理

研究了早期受冻环境下复合抗冻剂、受冻时间以及矿物掺合料对水泥基材料的力学性能、水化进程、水化产物以及孔结构分布的影响。结果表明,早期受冻时间越长,对早期强度发展的影响越大,强度越低,微观结构越不利于性能的发展;复合抗冻剂对水泥水化进程、孔结构分布有很大的改善作用,水化硅酸钙凝胶增多,Ca(OH)_2的量减少,孔隙率和最可几孔径降低,多害孔减少,无害孔增多;矿物掺合料在有激发剂存在时可对水化进程和孔结构分布进行改善,减少具有局部脆弱缺陷结构的Ca(OH)_2出现,促进团聚状凝胶的形成,并细化孔径,减少多害孔,提高早期抗冻性。     

煅烧凹凸棒石粘土对干拌砂浆性能影响机理的研究

某些经过高温煅烧后的凹凸棒石粘土粉掺入砂浆后,能显著地提高砂浆的抗压强度等方面的性能.尤其是Z型凹土粉,在经850℃煅烧2h后,掺入20%（与水泥质量比）煅烧Z型凹土粉可以大大增加砂浆的抗压强度、粘结强度和抗渗压力等.这是因为煅烧处理后的凹土内产生了大量的活性氧化硅和活性氧化铝,具有很高的活性效应,因此对砂浆产生了很高的增强作用.通过对砂浆28d样品的XRD衍射分析、DTA-TG分析和孔结构分析后,发现经850℃煅烧2h后的Z型凹土粉加入砂浆可以大大减少水泥水化反应产物中的Ca（OH）2浓度,同时可以很好的改善砂浆的孔径结构,从而大幅度的提高其强度和抗渗性能.     

橡胶集料高强混凝土高温前后性能研究

以橡胶颗粒部分取代细集料砂子配制高强混凝土,研究橡胶颗粒不同取代率(体积分数)对高强混凝土工作性、高温后质量和强度的损失,并用电镜表征高温前后硬化水泥基体的微观结构。研究结果表明:常温下橡胶集料高强混凝土的表观密度随着橡胶颗粒掺量的递增而下降。抗压强度随橡胶颗粒掺量的递增表现为先减后增,当掺量为6%时强度最低。硬化水泥基体微观结构致密,水泥水化产物结晶发达,600℃高温作用后,混凝土表观密度、抗压和劈拉强度明显下降,但适当掺入橡胶颗粒可以明显提高混凝土强度剩余百分率。高温后硬化水泥基体微观结构疏松、孔隙增大,粗集料以及水泥基体均产生裂纹,水泥水化产物结晶消失。     

超硫酸盐水泥的水化产物及孔结构特性

采用抗压强度试验、X射线衍射分析、电镜扫描及压汞仪法等测试技术,测试和分析了超硫酸盐水泥在不同龄期的强度、水化产物及孔结构,并将其与普通硅酸盐水泥、矿渣水泥对比,探讨超硫酸盐水泥的水化机理。研究结果表明,超硫酸盐水泥早期强度较低,但后期强度发展快,28d强度高于42.5普硅水泥;超硫酸盐水泥的主要水化产物为水化硅酸钙、钙矾石及少量石膏晶体,未见普硅水泥及矿渣水泥的主要水化产物氢氧化钙;90d时,超硫酸盐水泥硬化浆体的阈值孔径、最可几孔径、中孔孔径及平均孔径均小于普硅水泥和矿渣水泥,具有更小的孔隙率和更高的密实度,有效地促进了超硫酸盐水泥后期强度的增长。     

可再分散聚合物乳胶粉对水泥砂浆微结构性能作用的研究

采用扫描电子显微镜观测水泥基聚合物改性材料的形态结构,包括聚合物水泥水化产物、水泥基材的形貌、水泥浆体与骨料界面过渡区的结构,通过压汞法测试孔结构,分析研究聚合物的引入对水泥砂浆孔结构、孔隙率及孔径分布等产生的影响,探讨聚合物乳胶粉对水泥砂浆的抗裂性、抗渗性、耐久性及粘结性能改善的作用机理。     

煤矸石对水泥基材料化学稳定性的影响

研究了煤矸石对水泥砂浆强度的影响,以及在酸性NH4NO3溶液中的化学稳定性。试验结果表明,水泥砂浆的强度随煤矸石增加而明显降低,但掺煤矸石改善了水泥砂浆的孔结构和在酸性溶液中的化学稳定性。     

煤矸石掺合料对水泥浆体结构与性能的影响

研究了煤矸石作为掺合料对水泥浆体强度及孔结构的影响。结果表明:与基准水泥浆体相比,煤矸石水泥浆体早期强度较低,但后期强度发展较快,低掺量(<30%)煤矸石水泥浆体后期(28d)强度可接近或达到基准水泥浆体强度;相同掺量条件下,与粉煤灰水泥浆体相比,煤矸石水泥浆体各龄期强度均较高;与矿粉水泥浆体相比,煤矸石水泥浆体早期强度较高,后期两者强度相当;与基准水泥浆体相比,煤矸石水泥浆体总孔隙率有所上升,但其孔径后期有所细化。     

煤矸石细度和掺量对水泥性能的影响

研究了热活化煤矸石的细度和掺量对水泥浆体流动度、凝结时问，水泥硬化浆体抗压强度、化学结合水量和微观结构的影响．结果表明：提高热活化煤矸石的细度和掺量，水泥浆体的流动度降低，凝结时间延长；水泥浆体的抗压强度和化学结合水量随热活化煤矸石细度的提高而增大，随掺量的增加而减少．热活化煤矸石的细度和掺量对水泥硬化浆体的孔结构分布和形貌也有较明显的影响．     

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%。     

掺活化煤矸石细粉对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

研究了活化煤矸石细粉的制备及掺煤矸石细粉对水泥力学性能的影响.以10%活化煤矸石细粉替代水泥,水泥的28d抗压强度接近于或高于基准水泥;当掺量高于30%时,水泥强度的下降很明显.将30%的活化煤矸石细粉取代水泥掺入混凝土中,混凝土的力学性能要优于对比的空白混凝土.7d龄期单掺活化煤矸石细粉和复掺活化煤矸石细粉的混凝土相对氯离子扩散系数均高于空白混凝土,到了180d龄期,无论是单掺活化煤矸石细粉还是复掺活化煤矸石细粉的混凝土相对氯离子扩散系数则降为不到空白混凝土的一半.     

丁苯乳液对水泥砂浆吸水率和碳化深度的影响及其机理

研究了丁苯乳液对水泥砂浆吸水率及碳化深度的影响,并提出了吸水率、碳化深度的多因素预测模型.测定了丁苯乳液改性砂浆的微观孔结构参数,包括开口、闭口孔隙率大小及总孔隙率、孔径分布及特征孔径;以扫描电镜的测试结果表征了丁苯乳液改性砂浆的微观形貌特征;根据测试结果,分析了丁苯乳液对砂浆吸水率及碳化深度的作用机理.研究结果表明,丁苯乳液的掺入明显降低了砂浆的吸水率以及碳化深度.当丁苯乳液掺量超过3%(丁苯乳液总质量与水泥质量的百分比)后,水泥石中20 nm以下的小孔数量明显增多,而50 nm以上大孔数量则有所减少,平均孔径、最可几孔径以及中值孔径都有较大幅度的下降;当丁苯乳液掺量超过6%之后,改性砂浆的开口孔隙率显著降低,闭口孔隙率增多,但总孔隙率变化不大.     

混凝土碳化研究与进展（2）—二碳化速度的影响因素及碳化对混凝土品质的影响

混凝土碳化速度决定于孔结构和CO2气体与孔溶液成分的反应性。孔结构决定CO2和H2O的渗透能力，孔隙不含水时CO2的扩散能力强，而无法完成CO2与水化产物的碳化反应，因此混凝土孔结构是影响碳化速度的主要因素。混凝土中的碱含量、NaCl含量及孔隙水的迁移等对碳化速度的影响也非常大。碳化减少碳化区和未碳化区孔径和孔隙率的同时也影响混凝土质量、强度和碱度等其它性能。