两种低热与中热硅酸盐水泥混凝土热力学特性对比分析

结合白鹤滩水电站大坝主体混凝土,全面对比了2种低热与中热硅酸盐水泥混凝土的抗压强度、干缩率、自生体积变形和绝热温升等热、力学特性。研究结果表明:采用相同水胶比和粉煤灰掺量时,低热硅酸盐水泥混凝土的7,28 d龄期抗压强度、劈拉强度、极限拉伸值、抗压弹模均低于中热硅酸盐水泥混凝土,90 d龄期时2种水泥混凝土的强度基本相当,180 d龄期时低热硅酸盐水泥混凝土超过中热硅酸盐水泥混凝土;2种水泥混凝土的干缩率较接近,低热硅酸盐水泥混凝土的28 d绝热温升比中热硅酸盐水泥混凝土低2.0~3.5 ℃,2种水泥混凝土的自生体积变形均表现为微膨胀。综合比较认为,该低热硅酸盐水泥混凝土的抗裂性能优于中热硅酸盐水泥混凝土。     

玄武岩对海工硅酸盐水泥性能影响研究

为了拓宽海工硅酸盐水泥混合材的种类,降低海工硅酸盐水泥的生产制造成本,对玄武岩的细度及掺量对海工硅酸盐水泥强度及氯离子扩散性能的影响进行了研究。研究表明:在0~30%掺量范围内,海工硅酸盐水泥3 d和28 d抗压强度随玄武岩掺量增大而显著降低,28 d氯离子扩散系数显著增大,玄武岩的细度对海工硅酸盐水泥的强度和28 d氯离子扩散系数基本没有影响,玄武岩在海工硅酸盐水泥中的适宜掺量为0~10%,粉磨比表面积宜在300~400 m2/kg。     

纤维素纤维对砂浆干缩性能的影响

水泥基材料极易干缩开裂,因此一般在水泥基体中掺入纤维来限制其干缩。为研究纤维素纤维对水泥基材料干缩性能的影响,现通过对比不同水胶比及纤维素纤维掺量下水泥砂浆的干缩性能,分析了纤维掺量对水泥砂浆干缩性能的影响规律,探讨了纤维素纤维改善水泥砂浆抗干缩性能的机理,并与聚丙烯纤维进行对比分析,确定干缩变形较小的纤维种类与合理掺量。试验结果表明:纤维砂浆的干缩值随水灰比的增大而增大,纤维砂浆的干缩随龄期的变化呈指数关系;纤维素纤维的掺入显著降低了水泥砂浆早期干缩的变化速率,大大减少了砂浆的硬化后期干缩值,并且砂浆干缩值随着纤维素纤维掺量的增加而降低;纤维素纤维的经济掺量为1.1kg/m3。     

水泥－粉煤灰－矿渣粉三元胶凝体系体积稳定性的研究

研究了不同胶凝材料体系水泥浆体的体积收缩变形特性。试验结果表明：水泥品种与细度是影响硬化浆体体积稳定性的主要因素,水泥细度越大,硬化浆体的体积稳定性越差,低热（高贝利特）硅酸盐水泥浆体的体积稳定性优于中热硅酸盐水泥;矿物掺和料的掺入使得胶凝材料的体积稳定性变得复杂,优质的矿物掺和料能够降低硬化浆体的收缩;水泥－粉煤灰二元胶凝体系的体积稳定性优于水泥－粉煤灰－矿渣粉三元胶凝体系。     

不同胶凝体系水泥浆体线膨胀系数的研究

 对水泥浆体的线膨胀系数进行了研究。试验结果表明,28 d龄期水泥净浆的线膨胀系数受水泥细度影响显著,水泥浆体的线膨胀系数随水泥细度的增大而增大,呈线性增长关系;粉煤灰能显著降低水泥浆体的线膨胀系数,当粉煤灰掺量达到30％以上时,掺粉煤灰水泥砂浆的线膨胀系数差别不大;随着矿渣的掺入,水泥浆体线膨胀系数有增大的趋势;对水泥浆体线膨胀系数来说,复掺粉煤灰和矿渣粉并无突变现象。     

磷酸镁水泥快速修补材料的性能试验

为了客观评价磷酸镁水泥材料的快速修补性能,以普通硅酸盐水泥砂浆为基准,在两种砂浆28 d抗压强度相当的条件下进行了磷酸镁水泥砂浆快速修补应用性能的对比试验。结果表明,相对于普通硅酸盐水泥砂浆,磷酸镁水泥砂浆作为快速修补材料具有更为优异的性能:新拌砂浆具有高流动度及快速凝结硬化的特点,凝结时间不到20 min;硬化砂浆早期力学性能好,3 h抗压强度和黏结强度分别为42.5 MPa和1.45 MPa;弹性模量低,28 d静力抗压弹性模量和抗拉弹性模量分别降低了13.5%和8.9%;拉伸应变高,28 d极限拉伸值提高了38.8%;耐久性优异,56 d干缩应变仅为118μm/m,降低了86.4%,28 d抗冲磨强度则提高了45.8%。     

水利工程硅酸盐水泥快速修补材料的试验研究

采用两种抗压强度不同的硅酸盐水泥快速修补材料,对比分析了水利工程常用硅酸盐水泥的应用性能。试验表明：硅酸盐水泥砂浆与普通水泥砂浆相比具有流动强度高、硬化速度快等特点,砂浆凝结时间不超过20min,凝结和初期抗压强度达到1.4MPa和34.0MPa; 21d抗拉和抗压弹性模量减少21.6%、22.5%,极限拉伸值和抗磨冲刷强度增加28.8%;21d内的干缩压变较普通水泥砂浆减小65.1%,可为水利工程快速修补材料的合理优选提供数据支持。     

低热硅酸盐水泥对大坝混凝土体积稳定性影响试验

为了探讨低热硅酸盐水泥对大坝混凝土体积稳定性的影响,采用SL352—2006《水工混凝土试验规程》规定的试验方法,研究了低热硅酸盐水泥对大坝混凝土体积稳定性的影响。试验结果表明:低热硅酸盐水泥大坝混凝土具有温度变形、收缩变形和碱骨料反应活性膨胀变形较小的特点,与中热硅酸盐水泥相比,低热硅酸盐水泥可以提高大坝混凝土的体积稳定性。     

基于正交试验的锂渣、钢渣高性能混凝土的研究

在spss19.0软件的基础上,基于正交试验运用统计学的知识分析了锂渣与钢渣对高性能混凝土早期抗裂性的影响。试验表明,锂渣与钢渣之间存在交互作用,实验范围内随着水胶比的增加锂渣在一定程度上可以提高混凝土的早期抗裂性,但是钢渣对混凝土的早期抗裂性没有贡献。通过对比试验发现:随着锂渣细度的增加,混凝土早期抗裂性能先减小后增加然后再减小,且锂渣比表面积为624 m2/kg左右时混凝土早期抗裂性能最佳;锂渣细度与混凝土裂缝的分形特征正相关但并不显著,且分形维数随着锂渣细度的增加先减小再增加,当锂渣比表面积为576 m2/kg左右时混凝土的开裂形式最简单。     

水泥比表面积对碾压混凝土力学性能的影响

为探索粗水泥用于提高碾压混凝土(RCC)抗裂性的可行性,首先要研究水泥比表面积对RCC力学性能的影响.测试了5种比表面积(258～413 m2/kg)的P·I水泥胶砂强度等物理性能,分析了这5种水泥配制的三级配RCC力学性能及极限拉伸值的差异.结果表明,比表面积为258 m2/kg的粗P·I水泥仍满足42.5水泥强度要求;RCC抗压强度、轴心抗拉强度基本不随水泥比表面积的变化而变化;粗水泥配制的RCC的28 d抗拉弹模较低且极限拉伸值较大,90 d、180 d的抗压强度增长率、轴心抗拉强度增长率及抗拉弹模增长率均较大,说明粗水泥有助于提高RCC的抗裂性能.     

地聚合物复合水泥混凝土性能研究

通过实验室的试件试验,比较了地聚合物复合水泥(GBC)混凝土与普通混凝土的物理力学性能和耐久性能.试验结果表明,GBC混凝土的干缩小于普通混凝土,抗裂性能高于普通混凝土.GBC具有较好的抗硫酸盐侵蚀性能.GBC混凝土比普通混凝土具有更强的抗氯离子扩散性能,其水溶性氯离子有效扩散系数只有普通混凝土的17%.     

水泥细度对水泥砂浆抗冻性能的影响研究

为研究水泥细度对水泥砂浆抗冻性能的影响,对3种不同水泥细度的水泥砂浆试件进行了抗冻性试验,对比分析水泥细度对水泥砂浆抗压强度、电阻率演化特性的影响规律,建立了相应的冻融损伤模型.结果表明:适当增加水泥细度可以提高砂浆的抗冻耐久性,过度提高水泥细度对抗冻性的提高没有帮助,不同水泥细度的砂浆抗压强度大致呈指数衰减.砂浆的冻...     

低温和干湿循环双重环境下水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀试验研究

结合我国西北地区实际情况,对低温、干湿循环双重环境下水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能进行了试验研究。试验采用0.5和0.36两种水灰比,胶凝材料采用普通硅酸盐水泥、中抗硫酸盐硅酸盐水泥和在普通硅酸盐水泥中分别掺入15%矿粉+1%硅灰和15%矿粉+3%硅灰4种方案。结果表明：在低温、干湿循环双重环境作用下,化学侵蚀非常缓慢,砂浆的劣化主要是硫酸钠结晶导致的;降低水灰比能显著提高水泥砂浆抵抗硫酸盐侵蚀的性能;使用抗硫酸盐硅酸盐水泥能在一定程度上改善抗侵蚀性能;不同水灰比下,复掺矿粉和硅灰会表现出不同的效果,在低水灰比情况下能提高抗侵蚀性能,在高水灰比下反而会降低抗侵蚀性能。研究结果可为低温和干湿循环双重环境下的工程建设提供参考。     

纤维增强水泥复合材料断裂韧性研究

用紧凑试件的拉伸试验方法研究了碳纤维和聚丙烯纤维对掺入了30%粉煤灰或10%硅粉的水泥砂浆断裂韧性的影响.对纤维增强水泥砂浆的抗裂增韧机理进行了初步分析.试验结果表明,高弹性模量的碳纤维对水泥砂浆既能增强,又可显著增韧;低弹性模量的聚丙烯纤维对水泥砂浆只能增韧.     

CSG材料的冻融耐久性分析

Cement Sand and Gravel(简称CSG,胶凝砂砾石)材料是一种新的环保型筑坝材料。为了分析CSG材料在冻融循环状态下的耐久性及材料的单轴抗压强度与单位水泥含量的关系,通过对单位水泥含量不同的CSG材料试块冻融前后的自振频率、动弹性模量、相对动弹性模量、质量损失率及单轴抗压强度的测定及计算,得到随着单位水泥含量从40 kg/m~3到100 kg/m~3的增加,初始自振频率从4 812.21 Hz左右增加到6 597.86 Hz左右,10次冻融循环后的自振频率从1 492.96Hz左右增加到4 689.71 Hz左右;动弹性模量从5 587.30 MPa左右增加到14 521.27 MPa左右,10次冻融循环后从423.27 MPa左右增加到7 327.35 MPa左右;随着单位水泥含量从40 kg/m~3至100 kg/m~3的增加,CSG材料试块在10次循环后平均相对动弹性模量从9.88%增加到50.67%;质量损失率从27%下降至0.03%;单轴抗压强度从6.00 MPa左右增加至11.74 MPa左右,冻融后分别下降至1.61 MPa和7.87 MPa左右。从而得出结论:单位水泥含量高于80 kg/m~3时,耐久性指数显示为中等,材料耐久性得到保证;单轴抗压强度及其降低率随着单位水泥含量的增加而增加。     

无约束多条件下钢渣水泥砂浆的长期干缩性能

工业钢渣中含有部分C₂S、C₃S等矿物,具有与水泥熟料相似的胶凝性能,但因其含有一定量的f-CaO和f-MgO,掺量过大易引起安定性不良。为了更好地将钢渣细集料应用到水泥砂浆中,采用水泥胶砂干缩试验,研究其在不同养护条件及不同龄期下对水泥砂浆长期干缩性能的影响。试验结果表明:在标准养护条件下,单掺钢渣粉60%和单掺钢渣砂70%时,钢渣水泥砂浆的干缩率最小。复掺钢渣粉与钢渣砂时,观察到掺量控制在钢渣粉20%、钢渣砂40%和钢渣粉30%、钢渣砂60%时,钢渣水泥砂浆的干缩率最小。在恒温养护条件下,单掺钢渣粉35%与单掺钢渣砂40%时,水泥砂浆的长期干缩值最小。