碱矿渣胶凝体系的水化特性及机理分析

通过测定矿渣胶凝材料体系不同龄期的化学结合水含量,结合SEM分析,研究了碱矿渣胶凝材料的水化特性以及水化产物的微观形貌.结果表明:随着水化时间的增加,水化程度呈现不断增长的趋势,水化时间为1d时,水化程度为40.37％;水化初期,小颗粒形状的凝胶体在矿渣周围形成,凝胶间不断组合生长为C-S-H凝胶,随着水化时间的增加,胶凝体系逐渐致密.水化产物的Ca/Si、Ca/(Si+ Al)、Na/(Si+ Al)的质量比比值趋于稳定,表明碱矿渣-钢渣复合胶凝体系已形成稳定的水化产物.     

不同还原方法对赤铁矿粉金属化率的影响

对粒径40～160 μm的赤铁矿粉进行直接还原的实验研究,利用H2作为还原气体在竖直管式炉中流态化焙烧还原,利用固体C在马弗炉中静态堆积原位焙烧还原.结果表明,随着赤铁矿粉粒径变小、反应温度提高、反应时间增加、还原气体流量增大,赤铁矿还原速率增大,金属化率明显提高.以H2作为还原气体反应30 min,金属化率可达94.60％.煤基堆积静态直接还原赤铁矿粉,以同心圆布料,1100℃下还原3.5h,金属化率达到96.85％.     

磷渣替代矿渣对水泥孔溶液pH值及水化进程的影响

针对不同掺量磷渣对矿渣水泥浆体水化行为的影响,测试了磷渣掺量0％～30％制备水泥浆体的各龄期强度,并对比了不同龄期浆体孔溶液的PH值,以及水化产物的差异.结果表明:磷渣可用作活性掺合料替代部分的矿粉,在考虑磷渣用量及保证浆体强度的同时,磷渣掺量不宜超过20％,此时浆体的7d、28 d强度保证率分别在80％、90％以上,对应龄期抗压强度分别在30 MPa、50 MPa以上.而试件孔溶液pH值基本是随着磷渣替代矿渣量的增加呈现减小趋势.XRD图谱表明,随着磷渣替代矿渣掺量的增加,钙矾石晶体衍射峰强度变化有所减弱,说明磷渣掺量过多时,水化速率减慢.热重结果显示:同一龄期时,磷渣达30％时,C-S-H凝胶、钙矾石的形成有所减少;随着龄期的增长,水化产物逐渐增多,热重失重量依次增大.     

高延性水泥基复合材料高温作用后的拉伸性能

高温是高延性水泥基复合材料(ECC)在服役过程中可能面临的最不利工况之一,对比研究了聚乙烯醇纤维增强ECC(PVA-ECC)与钢纤维/聚乙烯醇纤维混杂增强ECC(HyECC)在常温以及200℃、400℃、600℃高温作用后的拉伸性能。研究发现,常温下利用钢纤维等量替代PVA纤维将劣化PVA-ECC的拉伸应变硬化能力。高温对PVA-ECC和HyECC的拉伸强度和拉伸韧性均有明显的劣化作用,高温作用后均已不具备拉伸应变硬化能力;PVA-ECC的拉伸强度与拉伸韧性随温度呈指数型衰减,钢纤维可以减缓HyECC拉伸强度与拉伸韧性的衰减速率;高温作用改变了PVA-ECC和HyECC的微观结构,PVA纤维在200℃时的软化以及400℃后的分解是2种ECC材料拉伸性能高温劣化的主要原因。     

钢渣集料体积稳定性及其影响因素分析

钢渣的化学成分和矿物组成与水泥熟料相似,具有一定的水硬活性,尤其是压碎值、磨耗率等性能突出,可作为碎石和砂的理想替代品.但钢渣潜在的体积不稳定性却制约着钢渣的应用,针对这问题,提出了一些解决途径,论述了其作为混凝土集料的应用可行性.     

不同温度下矿渣-水泥复合胶凝体系水化反应特性研究

研究了不同水化温度对矿渣-水泥复合胶凝体系水化反应特性的影响.研究表明:随着水化温度的降低,复合胶凝体系的水化放热速率、非蒸发水含量、强度均呈现出降低的趋势,负温条件下复合胶凝体系的水化反应特性与常温一致;通过计算获取各个阶段的反应速率曲线,可较好地对由量热实验数据绘制的复合胶凝体系实际水化速率dα/dt曲线进行分段的模拟;将不同温度下复合胶凝体系水化放热量的数据转换为水化反应程度α,对既有模型进行验证.结果表明,现有模型可较准确的预测低温下复合胶凝体系的水化反应程度.     

孔结构特征对高掺量矿渣水泥的力学性能影响

为探索孔结构特征与高掺量矿渣水泥浆体的力学性能相关性,在矿渣掺量高达70％作用下,测试了比表面积分别为380 m2/kg、472 m2/kg、565 m2/kg的高掺量矿渣水泥(对应编号分别为HSC-1、HSC-2、HSC-3)硬化浆体各龄期强度;并采取压汞法和吸水动力学测孔法,对硬化浆体孔分布曲线、特征孔径以及孔均匀性进行分析.结果表明:HSC-2、HSC-3试样浆体3d强度较HSC-1试样浆体3d强度分别高出6.5 MPa、10.8 MPa;28 d强度分别高出8.8MPa、11.2 MPa;随着高掺量矿渣水泥比表面积的增大,硬化浆体平均孔径、中孔直径、最可几孔径及吸水率均逐渐减小,水化产物凝胶微孔增多,但同时总孔隙率有所增大,高掺量矿渣水泥细度的提高可使孔径分布均匀,孔分布趋于细化,力学性能得到改善.     

基于人工模拟环境下外墙饰面砖黏结强度的试验研究

通过对不同瓷砖、不同黏结剂和不同基体的正交组合,进行了自然环境和人工模拟环境下黏结强度试验.实验结果表明,在复杂模拟环境下,影响饰面砖黏结强度的主要因素次序为黏结剂、饰面砖、基体.据此结果,以黏结强度为主要指标,提出了外墙饰面砖剩余寿命的预测公式,并对外墙饰面砖耐久性的评定方法提出了展望.     

引气剂对新拌砂浆性能的影响研究

在聚羧酸系高效减水剂中复配引气剂,研究引气剂对新拌砂浆性能的影响.结果表明:当基准砂浆加入引气剂,基准砂浆的含气量以接近正比例速率增加、扩展度逐渐减小、粘度逐渐增大、屈服应力呈现先增后减的趋势,当引气剂掺量为4 g,砂浆含气量为10％左右时,基准砂浆的屈服应力达到最大;固定配比时,增加水胶比,砂浆含气量呈上升趋势.     

高掺量矿渣水泥与普硅水泥的水化进程对比研究

针对高掺量矿渣水泥与普硅水泥不同龄期时强度及水化机理的差异,测试分析了普硅水泥浆体(编号PC)和掺60％矿渣粉的水泥浆体(编号SC)各龄期强度及强度发展系数,并对比了两组试样早期水化放热速率,各龄期水化产物相及孔结构的变化.结果表明:SC试样3d、7d强度仅为25.6 MPa、39.5 MPa,分别低于同龄期PC试样13.3MPa及8.3 MPa;28 d、90d强度分别为55.7 MPa、59.6 MPa,高于同龄期PC试样3.5 MPa及2.2 MPa.两种水泥浆体早期强度主要受早期水化放热速率、孔结构分布特征的影响,后期高掺量矿渣水泥强度发展的优势在于:矿粉颗粒的填充效应以及二次火山灰活性,使其浆体形成了更多的水化产物,孔结构更加致密,有利于浆体强度的提高.