纳米SiO2超高强高流态混凝土及改性机理

通过正交试验提出纳米超高强高流态混凝土的胶凝材料配合比设计参数,并研究了纳米SiO_2的掺入对传统掺硅灰、粉煤灰超高强水泥基胶凝材料强度及工作性能的影响。在保证水胶比不变的条件下,开展了混凝土配合比试验,并研究了纳米SiO_2对混凝土抗压强度的影响及其微观机理。结果表明:超高强高流态混凝土中胶凝材料最优比例为:纳米SiO_2:硅灰:粉煤灰:水泥=1:8:20:71;在胶凝材料用量为600～1 000kg/m~3范围内,随着其掺量的增加,混凝土流动度不断增加,抗压强度先增大后减小,当其掺量为800kg/m~3时,抗压强度最大。分析认为,纳米SiO_2、硅灰与粉煤灰形成的三元多尺度堆积体系能优化粉体材料在混凝土中的微集料密实填充效应,纳米SiO_2的二次水化反应也有效改善了硬化水泥石的微观结构,并优化其形态分布,进一步增大其强度。     

盾构隧道功能梯度混凝土管片的研发及性能研究

武汉长江隧道工程所面临的高压富水环境要求衬砌结构管片具有高抗渗、长寿命的性能。引入功能梯度材料设计原理,对钢筋混凝土管片进行功能梯度设计与优化,实现管片外层高防水抗渗、结构层提供强度及内衬层耐火的多重功能。同时采用适当的界面处理技术,保证管片各功能层的性能均匀过渡,实现功能和结构一体化设计。对结构层混凝土、保护层材料性能分别进行测试,测试结果表明,保护层材料具有优良的抗渗性能,相比普通混凝土氯离子扩散系数降低一个数量级,寿命提高10倍以上,优于目前国际上已报道的最好水平(6×10-13m2/s);结构层、保护层混凝土力学性能优良,强度满足设计要求,保护层材料强度达C70以上,主体结构层达到C50;保护层材料与结构层材料体积稳定性良好;耐酸性气体腐蚀性能大大增强,90d中性化深度不足1mm;同时,管片内衬层通过刷涂防火抗爆材料有效提升了管片的内层耐火性能,耐火极限是未经处理试件的4.72倍;最后通过实际的生产及检测,进一步证明了功能梯度混凝土管片具有较好的服役性能。     

粉煤灰对水泥浆体化学收缩的影响

水泥水化反应引起的化学收缩会引起砂浆及混凝土的体积变化，可能会导致收缩裂缝的产生。粉煤灰的掺入在一定程度上可减少化学收缩。本文通过一些试验研究所得数据论证了随粉煤灰掺量的增多，化学收缩随之减小，而随细度增加，水泥浆体化学收缩随之略有增大。并通过强度检测验证了测定的化学收缩可间接反映水泥的水化程度。     

粉煤灰-脱硫石膏水泥基材料水化活性及微结构

采用DTA-TG、XRD、SEM以及宏观水化收缩和强度试验等手段研究了粉煤灰-脱硫石膏-水泥三元复合胶凝体系的水化过程、活性效应及微观结构等,根据试验结果总结了复合胶凝材料的水化动力学过程.结果表明,粉煤灰-脱硫石膏水泥石的钙矾石吸热峰强于基准样;在各组分相互活性激发和外掺激发剂作用下,粉煤灰-脱硫石膏水泥石中2次水化...     

分形理论在电收尘气流分选粉煤灰粒度分析及其水化性能评价中的应用

针对不同细度的电收尘气流分选粉煤灰，应用分形理论探讨了粉煤灰的粒度分布特征，在激光粒度分析试验的基础上，计算了其各自相应的分形维数。并通过掺粉煤灰水泥基材料的强度试验分析评价了不同细度的电收尘气流分选粉煤灰其分形特征对水泥基材料水化性能的影响。     

粉煤灰-脱硫石膏水泥基材料水化活性及微结构

采用DTA—TG、XRD、SEM以及宏观水化收缩和强度试验等手段研究了粉煤灰一脱硫石膏一水泥三元复合胶凝体系的水化过程、活性效应及微观结构等,根据试验结果总结了复合胶凝材料的水化动力学过程。结果表明,粉煤灰一脱硫石膏水泥石的钙矾石吸热峰强于基准样;在各组分相互活性激发和外掺激发剂作用下,粉煤灰一脱硫石膏水泥石中2次水化效应明显;SEM、XRD表明水泥石早期有明显的钙矾石生成,同时粉煤灰颗粒的表面侵蚀现象明显,进一步说明复合胶凝体系的早期活性得到有效激发,硬化后综合性能得到有效保证。且宏观收缩及强度试验也从侧面印证了微观试验结果。粉煤灰一脱硫石膏水泥基复合胶凝材料体系的研发可大量消耗燃煤电厂的工业废渣,具有显著的“绿色”效应。     

公路面层脱硫石膏—粉煤灰混凝土试验研究与应用

脱硫石膏和粉煤灰按比例混合后,掺入适量改性剂复合而成一种新型活性矿物掺合料,并制备C30～C40脱硫石膏-粉煤灰混凝土,试验研究其主要技术性能。结果表明,脱硫石膏-粉煤灰按质量比例掺入30%以上,混凝土不离析、不泌水,施工和易性优于普通混凝土;力学性能满足公路面层设计要求;180d干缩率小于450×10-6、磨耗量仅为标准限值的60%左右,抗冻等级大于D300。脱硫石膏-粉煤灰混凝土成功应用于常德桃花源-花岩溪旅游公路路面试验段施工,社会经济和环保效益显著。     

脱硫石膏－粉煤灰活性掺合料设计及水化特性

针对电厂两大工业废渣--烟气脱硫石膏及粉煤灰,通过试验研发用于混凝土的活性复合矿物掺合料.以适当比例复合后的脱硫石膏及粉煤灰等量取代水泥掺入到水泥砂浆中,通过活性激发措施,以胶砂流动度、早期强度以及强度发展规律等作为控制指标探索脱硫石膏及粉煤灰的最优配比,同时通过微细观结构的SEM观测评价脱硫石膏-粉煤灰活性矿物掺合料在水泥基材料中的作用效应.结果表明,脱硫石膏及粉煤灰以1:2的比例复合等量取代水泥30%掺入水泥砂浆中,可获得较为优异的胶砂流动度、早期强度,而后期强度能赶上甚至超过基准水泥胶砂;SEM表明由于脱硫石膏及其它外加组分的活性激发效应,粉煤灰的活性得到有效激发,早期有明显的钙矾石生成.脱硫石膏-粉煤灰复合矿物掺合料的研发可大量消纳燃煤电厂的工业废渣,且在水泥基材料体系中具有优异的水化及低成本特性,具有显著的"绿色"效应,符合中国"可持续发展"的战略要求.     

盾构隧道功能梯度混凝土管片生产技术及性能

管片性能优劣直接关系到隧道工程的服役寿命.针对武汉长江盾构隧道复杂的工程环境,引入功能梯度材料原理,设计并成功制备出功能梯度混凝土管片,探讨了其生产关键技术,并对其综合性能进行了跟踪检测.     

纳米SiO2超高强高流态混凝土及改性机理

通过正交试验提出纳米超高强高流态混凝土的胶凝材料配合比设计参数,并研究了纳米SiO₂的掺入对传统掺硅灰、粉煤灰超高强水泥基胶凝材料强度及工作性能的影响。在保证水胶比不变的条件下,开展了混凝土配合比试验,并研究了纳米SiO₂对混凝土抗压强度的影响及其微观机理。结果表明：超高强高流态混凝土中胶凝材料最优比例为：纳米SiO₂：硅灰：粉煤灰：水泥=1：8：20：71;在胶凝材料用量为600~1 000 kg/m³范围内,随着其掺量的增加,混凝土流动度不断增加,抗压强度先增大后减小,当其掺量为800 kg/m³时,抗压强度最大。分析认为,纳米SiO₂、硅灰与粉煤灰形成的三元多尺度堆积体系能优化粉体材料在混凝土中的微集料密实填充效应,纳米SiO₂的二次水化反应也有效改善了硬化水泥石的微观结构,并优化其形态分布,进一步增大其强度。