粉煤灰对水泥基材料溶蚀性能的影响

为了在较短时间内获得粉煤灰对溶蚀过程中水泥浆体结构演变及其抗溶蚀能力的影响规律,本文使用6MNH4Cl溶液为加速溶蚀溶液,开展了不同粉煤灰掺量的粉煤灰-水泥复合浆体圆柱试件的加速浸泡溶蚀试验,并利用酚酞滴定法、饱水干燥称重法、X射线衍射分析和扫描电子显微镜等测试方法,测试分析了加速溶蚀过程中粉煤灰及其掺量对水泥基材料的溶蚀深度、平均孔隙率、物相组成和微观形貌等溶蚀参数的影响情况。结果表明,同未掺粉煤灰的水泥浆体相比,虽然粉煤灰的掺入增加了水泥浆体的孔隙率,从而加快了浆体的钙溶蚀进程,但粉煤灰的掺加却降低了浆体中氢氧化钙的含量,减少了溶蚀过程中钙离子的溶出量,从而减缓了水泥浆体的溶蚀劣化程度。     

粉煤灰和矿渣掺量对混凝土组成、结构和性能的影响

对粉煤灰和矿渣掺量对混凝土的组成、结构和性能的影响采用SEM、TD-DTA、压汞法和加速碳化试验法等进行了研究.硅酸盐水泥数量是影响浆体中孔径≥10nm孔隙率的决定性因素.硅酸盐水泥数量和矿渣与粉煤灰的质量比是影响孔径≥100nm孔隙率的重要因素.混凝土抗压强度与孔径≥20nm孔隙率之间存在最大的相关性.掺粉煤灰和矿渣...     

矿物掺合料对水泥与减水剂相容性的影响

减水剂与水泥容易出现相容性不良的问题,而添加适量矿物掺合料有助于改善水泥与减水剂的相容性。该文研究了三种减水剂和粉煤灰、硅灰和矿渣粉与水泥的相容性,通过测定相应时间的水泥净浆流动度表征相容性。通过改变减水剂的种类和掺量,确定了减水剂的最佳掺量(饱和点掺量),改变矿物掺合料的掺量,确定了粉煤灰、硅灰和矿渣粉的最佳掺量。采用TOC法测试了矿物掺合料对聚羧酸减水剂吸附量的影响;采用电声法测定了水泥-聚羧酸减水剂体系浆体的zeta电位,分析了矿物掺合料影响聚羧酸减水剂与水泥相容性的机理。结果表明:两种聚羧酸系高性能减水剂与水泥和粉煤灰、硅灰和矿渣粉的相容性比萘系减水剂效果好,在一定掺量范围内,粉煤灰和矿渣粉能够明显增加水泥浆体的流动度,硅灰显著降低了水泥浆体的流动性,复掺效果较好,矿物掺合料的最佳掺量为:粉煤灰15%,硅灰5%,矿渣粉10%,粉煤灰与矿渣粉有利于增加聚羧酸减水剂的有效吸附量,降低水泥-聚羧酸减水剂浆体的zeta电位,改善水泥浆体的和易性。     

聚羧酸减水剂对水泥-高炉矿渣-粉煤灰三元体系性能影响研究

研究了聚羧酸减水剂对水泥-高炉矿渣-粉煤灰三元体系工作性能和水化性能的影响。结果表明,复掺粉煤灰和高炉矿渣的水泥浆体流动度要优于单掺组分,并且粉煤灰与高炉矿渣能够发挥“叠加效应”,促进了复合体系的火山灰反应,生成更多的AFt和C-S-H凝胶等水化产物。减水剂的掺入提高了复合浆体加速期的放热峰,减水剂与矿物掺合料之间具有“协同作用”,能够更好地发挥聚羧酸减水剂的作用效果,提高了复合水泥浆体的流动度,改善了水泥硬化浆体的孔隙结构,提高了硬化砂浆的抗压强度,在加入0.08%聚羧酸减水剂后,纯水泥胶砂、单掺粉煤灰胶砂、单掺高炉矿渣胶砂、复掺粉煤灰与高炉矿渣胶砂28d抗压强度分别提高了46.8%、42.6%、35.3%、35.9%。     

大掺量粉煤灰水泥砂浆溶蚀强度变化规律

研究了加速溶蚀下纯水泥和粉煤灰用量分别为50%,70%和90%的混合水泥砂浆强度的变化规律,采用XRD测试技术对溶蚀和未溶蚀硬化浆体化学组成进行分析,结合宏观数据进行了机理解释。结果表明,相对于溶蚀前,纯水泥砂浆试件破坏严重,抗折和抗压溶蚀强度均下降显著;而粉煤灰水泥砂浆,抗折强度略有下降,抗压强度反而有所增长,其中粉煤灰掺量为70%时,砂浆抗溶蚀性能最好;相对于未溶蚀试件,纯水泥砂浆强度损失严重,粉煤灰水泥砂浆强度亦有所降低,但强度损失程度相对较低,其变化规律与粉煤灰用量关联不明显;混合水泥中粉煤灰的二次水化,降低了浆体中氢氧化钙(CH)的量,优化了浆体微结构组成,对溶蚀产生了阻碍缓释作用,提高了砂浆抗溶蚀性能。当粉煤灰用量过高时,浆体中CH严重贫乏,不足以满足粉煤灰二次水化的需求,将限制缓释作用的发挥。     

低水胶比下矿物掺合料对净浆流动性与流变性能的影响

研究了矿物掺合料种类及掺量对低水胶比水泥浆流动性以及流变性能的影响.试验结果表明:在低水胶比条件下,矿粉和粉煤灰可以有效提高浆体流动性,随着掺量的增加,流动度增大;而硅灰作用相反.掺30%矿渣可降低浆体的屈服应力与塑性黏度,改善浆体的流变性能;而掺10%硅灰增大了浆体屈服应力及塑性黏度.     

掺矿物料对水泥与酚基改性醚类聚羧酸减水剂相容性的影响

研究了单掺粉煤灰、矿渣粉和微硅粉对水泥与酚基改性醚类聚羧酸系减水剂聚(RCS/APEG/AMPS)相容性的影响。结果表明:当粉煤灰掺量小于60%或矿渣粉掺量为30%～70%时,提高了水泥净浆的初始流动度,且60 min内无损失;而掺量小于10%的微硅粉只提高水泥净浆的初始流动度;单掺粉煤灰60%、矿渣粉30%、微硅粉10%的水泥对减水剂的饱和吸附量分别为1.00、1.55、2.44 mg/g;粉煤灰和矿渣粉可促进水泥早期水化,改善水泥与减水剂的相容性,但三者的掺入并不影响水化结果和产物种类。     

环保型植生多孔混凝土试验研究

以正交试验设计原理为基础,对影响多孔混凝土植生性能的灰集比、水灰比和掺合料进行试验研究,并进行了配合比优化设计。结果表明:多孔混凝土总孔隙率与连通孔隙率表现出良好的线性相关性,而孔隙率与抗压强度间不存在良好的线性比例关系。掺合料对多孔混凝土pH值的影响次序为:单掺45%粉煤灰>掺粉煤灰和矿渣微粉各22.5%+5%硅灰>掺粉煤灰和矿渣微粉各22.5%>单掺45%矿渣微粉>单掺5%硅灰;对孔隙率与28d抗压强度的影响次序为:单掺45%粉煤灰<单掺45%矿渣微粉<单掺5%硅灰<掺粉煤灰和矿渣微粉各22.5%<掺粉煤灰和矿渣微粉各22.5%+5%硅灰。综合考虑多孔混凝土的植生性能,本试验范围内的最优配合比为:灰集比1:9,水灰比38%,双掺粉煤灰和矿渣微粉各22.5%。     

磨细矿渣微粉提高粉煤灰砂浆抗碳化能力的机理研究

系统测试了磨细矿渣微粉水泥砂浆、粉煤灰水泥砂浆及矿渣 -粉煤灰复合水泥砂浆的碳化深度 ,并从浆体孔隙率、Ca(OH) 2 含量和砂浆抗渗性分析了矿渣提高粉煤灰水泥基材料抗碳化能力的细观和微观机理 ,提出磨细矿渣微粉和粉煤灰复合是提高粉煤灰水泥基材料抗碳化能力最经济有效的措施     

海水环境下铝酸盐水泥基材料的抗蚀性能研究

研究了海水环境下铝酸盐水泥与单掺硅灰、矿渣组成的复合水泥浆体的抗压强度和水化产物变化规律。结果表明,海水对铝酸盐水泥具有侵蚀作用;掺入矿物掺合料能够促进铝酸盐水泥的水化,改善水泥浆体孔隙结构,生成水化钙铝黄长石等水化产物,有利于浆体结构密实和强度发展,进而提高铝酸盐水泥强度及抗蚀性能,且随着矿物掺合料掺量的增多,抗蚀性能逐渐提升。与矿渣相比,硅灰对提高铝酸盐水泥抗蚀性能具有更好的效果,海水环境下掺入10%硅灰,28 d抗压强度最高,超过淡水环境下空白组。     

基于最紧密堆积理论配制超高强混凝土的试验研究

研究了超细粉煤灰单掺、硅灰-超细粉煤灰复掺对复合水泥粉体压实体空隙率、硬化浆体孔结构和抗压强度的影响规律;同时,研究了砂率对砂石骨料混合体系空隙率的影响规律;并结合两者研究内容开展超高强混凝土配制研究。结果表明:超细粉煤灰30%时,超细粉煤灰-水泥复合粉体压实体空隙率最小;硅灰在0~10%范围内等质量取代超细粉煤灰,可进一步降低硅灰-超细粉煤灰-水泥复合粉体压实体空隙率,硅灰掺量8%时,复合水泥压实体空隙率最低;复合水泥粉体压实体空隙率越小,复合水泥硬化浆体孔隙率越小、有害孔含量越少、28、60d抗压强度越高;砂率45%时,砂石骨料混合体系空隙率最低;通过调整胶凝材料粉体堆积空隙率和砂石骨料混合空隙率,可配制出28d抗压强度≥135MPa,60d抗压强度可达到≥145MPa的超高强自密实混凝土。     

超高性能混凝土工作及力学性能分析北大核心

为研究水胶比、减水剂和矿物掺合料掺量对超高性能混凝土(UHPC)工作性能的影响以及水胶比、矿物掺合料和钢纤维掺量对UHPC力学性能的影响,分别进行净浆流动度试验和UHPC抗折、抗压强度试验。结果表明:提高水胶比和增加粉煤灰掺量可以改善浆体的流动性,但会降低UHPC的抗折强度和抗压强度;增加矿渣粉掺量可以在改善浆体流动性的同时,提高UHPC后期的抗折强度和抗压强度;随着硅灰掺量的增加,浆体的流动性不断降低,而UHPC的抗折强度和抗压强度呈现先上升后下降的趋势,当硅灰掺量为25%时,UHPC的强度达到峰值,抗折强度和抗压强度分别提高23.7%和32.0%;钢纤维掺量的增加会提高UHPC强度,当掺入2%的钢纤维时,UHPC的抗折强度与抗压强度分别提高39.7%和59.1%。综合考虑,建议硅灰掺量在20%~30%之内为宜,矿渣粉掺量不超过30%,粉煤灰掺量不超过20%,钢纤维掺量宜取2%。     

碱矿渣-粉煤灰砂浆的耐高温性能及孔结构研究

研究了不同粉煤灰掺量的碱矿渣-粉煤灰砂浆在20℃、200℃、400℃、600℃、800℃下力学性能的变化规律,并通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)和压汞法(MIP)分析了浆体的水化及孔结构。结果表明:掺粉煤灰可优化浆体的孔径分布,降低内部孔隙率,提高砂浆的耐高温性能,粉煤灰的适宜掺量为30%~50%;200℃时,掺30%粉煤灰砂浆的抗压强度最高,较20℃时提高了49.3%;600℃时,发生了固相反应,C-S-H凝胶减少,少害孔(20~50 nm)数量增加,砂浆保持了与20℃相当的抗压强度;800℃时,浆体生成大量钙黄长石,砂浆的抗压强度为20℃时的11.5%,基本失去工作性能。综合考虑,碱矿渣-粉煤灰砂浆的使用温度不宜超过600℃。     

氯盐环境下矿渣对混凝土中钢筋腐蚀过程的影响

针对氯盐环境下钢筋混凝土的腐蚀问题,以不同矿渣掺量的水泥净浆层代替混凝土保护层,设计制作了系列钢筋混凝土试件,开展了氯盐溶液中各试件腐蚀过程的Tafel和EIS测试,分析了矿渣掺量对各试件中腐蚀电位、腐蚀电流密度、保护层电阻、钢筋表面电荷转移电阻等电化学参数的影响。结果表明,相比于未掺矿渣试件,掺矿渣试件在腐蚀初期的腐蚀电流密度较大,但随着腐蚀的进行,其钢筋表面电荷转移电阻的降低速率和腐蚀电流密度增大速率明显较小,这说明复合矿渣保护层削弱了早期的护筋能力,但能有效提高保护层对钢筋的整体抗腐蚀性能。     

掺合料复掺对水泥基材料孔溶液碱度的影响

通过测定低水胶比下复掺粉煤灰、矿渣、硅灰的水泥基复合体系孔溶液PH值，研究孔隙液碱度随矿物掺合料的种类、掺量、不同复配情况的变化规律和碱度变化的原因。结果表明，复掺粉煤灰、矿渣（或同时掺硅灰）的多组分水泥基体系各龄期孔隙液的PH值均低于纯水泥净浆；粉煤灰和矿渣等双掺的水泥基体系，总掺量小于等于40％时，随掺量增加，同龄期的孔隙液PH值降低，其主要原因是稀释效应和化学效应；总掺量相同，掺合料复掺方式不同的试样其碱度不尽相同。     

基于黏度区间优选与颗粒紧密堆积理论协同作用的高密实度UHPC材料研究

为提升超高性能水泥基材料的密实程度,降低其中的气泡含量,采用矿物掺合料硅灰(0、10%、20%、30%)和粉煤灰(0、10%、20%、30%、40%、50%、60%)分别取代部分水泥,对比研究了不同掺量硅灰和粉煤灰对浆体流变性能的影响,通过研究结果寻求浆体优化的黏度边界条件,并将其植入颗粒紧密堆积模型得到优化的UHPC配合比,最后测试了此配合比下UHPC的流变性能、浆体密实度、强度、气泡特征参数(孔隙率、孔径分布)。结果表明,基于优选黏度区间与颗粒紧密堆积理论协同作用,可以制备一种低孔隙率、高密实度、高力学性能的UHPC材料。     

不同混合材掺量配比对复合水泥实际性能的影响

研究了粉煤灰、粒化高炉矿渣及石灰石的不同掺量对复合硅酸盐水泥的干燥收缩、耐硫酸盐腐蚀性能的影响。结果表明:粉煤灰掺量增加后,对水泥实际应用性能的改良作用最为明显。但当其与矿渣总掺量超过30%后,复合水泥性能重新劣化。     

矿物掺合料与高效减水剂对水泥基材料流变性能的影响

利用磨细粉煤灰、磨细矿渣和硅灰作为矿物掺合料,分别研究了矿物掺合料、高效减水剂以及它们复合作用时对水泥净浆浆体流变性能的影响情况。研究结果表明：矿物掺合料与高效减水剂“双掺”时,大大提高了水泥浆体的流动性。在此基础上,本文着重分析了高效减水剂与矿物掺合料对水泥基材料流变性能的作用机理。     

矿物掺合料和化学外加剂对胶凝材料浆体的流变参数的影响

基于最优化方法,给出使用同轴双圆柱流变仪来获取胶凝材料浆体的Bingham流变参数的途径;探究五种矿物掺合料(粉煤灰、矿渣粉、硅灰、石英粉、粉煤灰微珠)和两种化学外加剂(减水剂与引气剂)对胶凝材料浆体流变参数的影响。研究结果表明:矿物掺合料等体积替代水泥相对于等质量替代水泥,对降低浆体的屈服应力和塑性黏度有利。粉煤灰可降低浆体的屈服应力和塑性黏度;矿渣粉和石英粉可降低高水胶比浆体的屈服应力和塑性黏度,但增大低水胶比浆体的屈服应力和塑性黏度;硅灰可显著提升浆体的屈服应力;粉煤灰微珠可降低浆体的塑性黏度但增大其屈服应力。减水剂可降低浆体的屈服应力和塑性黏度;引气剂可降低浆体的塑性黏度。矿物掺合料和化学外加剂对胶凝材料浆体的Bingham流变参数的影响,取决于水胶比、矿物掺合料或化学外加剂的掺量、矿物掺合料颗粒粒径、粒形和水化活性等因素,因此使得胶凝材料浆体的流变参数随着矿物掺合料和化学外加剂种类和掺量的变化,表现出非线性特征。     

掺矿物掺合材水泥净浆的化学收缩与自收缩

采用ASTM试验标准,使用液态高效减水剂作为分散剂,通过超声波混拌将矿物掺合材在水泥净浆中均匀分散,研究了单掺不同矿物掺合材情况下水泥净浆的化学收缩和自收缩.结果表明：水胶比（质量比）为030时,单掺硅灰（SF）或粒化高炉矿渣（GGBFS）,水泥净浆化学收缩和自收缩均显著增大,且其值随掺量的增加而增大;掺入偏高岭土（MK）可加大水泥净浆中后期化学收缩,降低其自收缩;掺入高钙粉煤灰（CFA）或低钙粉煤灰（FFA）可使水泥净浆化学收缩和自收缩值减小,FFA对水泥净浆化学收缩和自收缩的影响强于CFA.