磷渣-石灰石复合掺合料对机制砂混凝土性能的影响

研究了磷渣与石灰石复合比例和复合掺合料取代粉煤灰的质量比对C30和C50机制砂混凝土工作性能和抗压强度的影响。结果表明:磷渣与石灰石复合取代粉煤灰可改善机制砂混凝土的工作性能,降低混凝土坍落度经时损失;复合掺合料部分或完全取代粉煤灰,不同强度等级机制砂混凝土早期抗压强度均与基准混凝土相当,甚至略高于基准混凝土;取代50%粉煤灰,且复合掺合料中磷渣掺量为60%,各强度等级的复合掺合料混凝土后期抗压强度均高于基准混凝土,但随粉煤灰取代量增大,复合粉中石灰石粉掺量增加,机制砂混凝土的抗压强度呈降低趋势。     

粉煤灰和气化渣对混凝土力学性能的影响

采用粉煤灰作为矿物掺合料,采用气化渣代替天然砂制备粉煤灰混凝土,研究不同粉煤灰掺量、不同气化渣替代率的混凝土不同龄期的抗压强度和抗折强度。结果表明：粉煤灰的掺入会提高混凝土的早期抗压强度,也有利于后期强度提升。气化渣代替天然砂对抗压强度无显著影响。气化渣掺量为30%时,能够发挥气化渣的粒径优势,增加混凝土密实程度,有利于抗压强度发展。粉煤灰有利于提高混凝土的抗折强度,气化渣掺量<30%,折压比随气化渣掺比的增大而增大,气化渣掺量>30%,折压比随气化渣掺比的增大而减小。     

防腐阻锈剂和矿物掺合料对复合胶凝材料性能与水化特性的影响

通过水泥胶砂强度和水化热试验对不同替代水泥量的防腐阻锈成分、粉煤灰、矿渣粉三种活性掺合料进行了SEM、XRD衍射分析,观察其水化形貌及特性。试验结果表明:单掺防腐阻锈剂、双掺矿物掺合料都有利于提高水泥胶砂的抗压强度、降低水泥水化速率,但后者因早期水化慢会降低砂浆早期强度;三者复合后,进一步降低了水泥早期水化放热速率,避免了胶凝材料水化的集中放热,使胶砂56 d抗压强度高于基准组8 MPa。通过SEM水化产物结构形貌分析和XRD衍射图谱可知:防腐阻锈成分的掺入对矿物掺合料实现了碱改性,促进了矿物掺合料的二次水化,提高了砂浆或混凝土的强度及耐久性。     

磷渣粉对机制砂混凝土性能影响研究

研究了不同掺量下磷渣粉对C30、C60强度等级机制砂混凝土的工作性与力学性能影响,并与同掺量的粉煤灰机制砂混凝土进行了比较。研究表明,磷渣粉具有一定的减水作用,能有效改善机制砂混凝土的工作性能,对高强度等级机制砂混凝土更为明显。掺入磷渣粉后,不同强度等级机制砂混凝土早期抗压强度均较基准混凝土低,且随着掺量增大,强度下降明显。各掺量下C30磷渣粉机制砂混凝土后期强度均较基准混凝土高,而C60混凝土后期强度与掺量有关。与同掺量粉煤灰混凝土相比,磷渣粉机制砂混凝土初始坍落度及各龄期抗压强度均较高。     

矿物掺合料的复合效应及对混凝土性能的影响

选用硅灰、粉煤灰、矿渣粉及偏高岭土等活性矿物掺合料,控制活性掺合料的总掺量为胶凝材料的40%等量取代水泥,采取单掺、双掺、三掺的方式配制混凝土,通过对比各组混凝土试样的力学性能、抗腐蚀性能及微观结构,探讨活性矿物掺合料的复合效应以及对混凝土性能的影响.     

活性复合掺合料对水泥胶砂抗侵蚀性能影响

以防腐阻锈成分、粉煤灰、矿渣粉等量取代部分水泥,研究单掺防腐阻锈成分、双掺粉煤灰和矿渣粉以及复掺三者时对水泥胶砂抗蚀系数、电极电位的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)对不同复合掺合料水化产物和表面特征进行分析.试验结果表明:单掺FZJ的水泥胶砂,当掺量为6%时,其初始抗蚀系数比未掺的基准水泥胶砂高20%;双掺粉煤灰与矿渣粉的水泥胶砂,当两者掺量为65%时,100次循环后抗蚀系数远高于基准水泥胶砂,抗蚀效果显著;三者复掺最佳替代水泥量为71%时,56 d电极电位曲线趋向钝化,水泥胶砂的抗氯盐锈蚀效果最显著.电镜分析表明:防腐阻锈成分对粉煤灰、矿渣粉实现了碱改性,增加其二次水化活性,使三者复合掺合料的砂浆试块抗侵蚀性能随养护龄期的增长更加显著,为在氯盐、硫酸盐环境下矿物掺合料砂浆或混凝土耐久性研究提供应用技术.     

复合矿物功能掺合料对粉煤灰激活增强的研究

根据激发粉煤灰活性机理研制了一种复合矿物功能掺合料,针对其对粉煤灰活性激发增强效果进行了系统研究。结果表明,用Ⅱ级粉煤灰、复合矿物功能掺合料置代50%以上水泥配制的胶砂、普通混凝土和高性能混凝土的早期强度、后期强度均大幅度提高。其中强度等级C15-C100 的混凝土不仅单方可节约水泥 50%以上,而且其强度较单掺粉煤灰有显著提高,具有显著的经济和社会效益。     

高性能矿渣基复合掺合料的研究

矿渣粉较高的价格以及大掺量矿渣混凝土的泌水一直是其在建筑工程中大规模应用的主要障碍.本研究选用转炉钢渣粉、石灰石粉和粉煤灰作为矿渣基掺合料的辅助原料,重点考察了掺合料组成与性能之间的关系.结果表明:转炉钢渣粉具有减水增密和抵抗泌水的突出功效.石灰石粉具有一定的早强作用.粉煤灰对胶砂流动度和强度发展有不良影响,但混凝土试验结果与之有所不同.当复合10%～20%转炉钢渣的矿渣基掺合料在混凝土中的掺量高达50%时,其新拌混凝土流动性和稳定性俱佳,28d抗压强度稍优于纯矿渣粉,而生产成本可降低30%以上.实现矿渣基复合掺合料在低成本前提下高性能化的关键在于掺合料在颗粒级配上的优化以及它们对水化进程的协同促进作用.     

偏高岭土改性超高强混凝土的强度构成分析

以偏高岭土、矿粉和粉煤灰为矿物掺合料进行单掺、二元和三元复掺配制偏高岭土改性超高强混凝土。为了研究偏高岭土改性超高强混凝土的抗压强度及其强度构成、矿物掺合料的活性,分别对龄期为3d、28d、56d的混凝土试件进行抗压试验,并利用混凝土火山灰效应数值分析方法,对三种矿物掺合料的活性指数及其火山灰效应强度贡献率、水泥水化反应强度贡献率进行了计算分析。结果表明:28d龄期时,混凝土的抗压强度达到了100MPa,且三元复掺时混凝土的抗压强度最高;三种矿物掺合料中偏高岭土的活性指数最高;依据矿物掺合料的活性指数及其火山灰效应强度贡献率、水泥水化反应强度贡献率,计算出具体贡献的强度值,得出了偏高岭土改性超高强混凝土的强度构成。     

掺镍渣对混凝土耐磨性能的影响研究

为了有效利用工业固体废弃物镍渣,发挥其铁含量高、硬度大的特点,研究了单掺镍渣砂、不同掺量的镍渣粉与粉煤灰复掺、以及三者复合掺对混凝土的抗压强度和耐磨性能的影响.结果表明:掺镍渣砂可以显著提高混凝土的抗压强度和耐磨性能,镍渣砂掺量为40％时,混凝土的耐磨性能最好;当粉煤灰掺量为10％固定,掺入5％～10％的镍渣粉,此时混凝土的耐磨性能最佳,当镍渣粉掺量大于15％时,混凝土的抗压强度和耐磨性能均下降;当镍渣粉、粉煤灰、镍渣砂三元复合掺入混凝土中,可以提高混凝土的耐磨性能,当镍渣粉和粉煤灰掺量均为10％固定时,掺入40％镍渣砂,混凝土的耐磨性能最好.     

矿物掺合料对煤矸石水泥复合体系需水性的影响

自燃煤矸石具有火山灰活性,可以作为水泥混合材使用.但由于自燃煤矸石表面形态粗糙、颗粒孔隙率较大,当其掺量较大时会引起体系标准稠度需水量增大等问题.本课题通过掺加不同细度、不同掺量的粉煤灰、矿渣、石灰石粉和硅灰四种矿物掺合料,研究矿物掺合料对自燃煤矸石水泥复合体系需水性的影响.结果表明,分别复掺5wt％的矿渣、石灰石和工业硅灰三种矿物掺合料,可明显降低自燃煤矸石-水泥复合体系标准稠度需水量.其中复掺粉磨40 min石灰石减水率为4.4％;复掺粉磨30 min矿渣减水率为6.2％;复掺工业硅灰减水率达到10.2％.复掺矿物掺合料后,自然煤矸石-水泥复合体系早期强度稍有降低,但后期强度有所增强,其中复掺5％工业硅灰,28 d抗压强度提高2.5 MPa.     

矿物外掺合料对箱梁C50混凝土工作及力学性能影响

利用粉煤灰/矿渣粉作为复合外掺料等量替代部分水泥,探究外掺合料的组成及掺量对箱梁C50混凝土工作性及力学性能的影响,并通过SEM观察混凝土微观结构,结果表明:复合掺合料中,粉煤灰与矿渣粉最佳质量比为1∶2.外掺合料掺量从0%增至30%过程中,C50混凝土工作性有所改善,但混凝土3 d、10 d、28 d、56 d强度均随外掺合料掺量增加而降低.通过SEM观察,掺外掺合料体系水化生成的C-S-H凝胶数目较少,使得混凝土界面粘接强度不高,导致抗压强度降低.     

基于正交试验的复合矿物胶凝材料掺合的混凝土强度与耐久性研究

为了揭示试验中绿色高性能混凝土的性能并得出最佳配合比方案应用于实际工程中,利用3因素3水平正交试验探究了不同水胶比、复合矿物掺合料不同掺量、砂率对混凝土性能影响。结果表明：水胶比对混凝土强度的影响最大,其次是复合矿物掺合料掺量,最后是砂率;其对应的条件依次分别是0.32、20%、40%,抗压强度可达64.8 MPa;新拌混凝土早期工作性变化趋势与正交试验结果一致,其影响能力大小依次为水胶比、复合矿物掺合料掺量、砂率;耐久性研究表明：水胶比、复合矿物掺合料、砂率可以优化硬化混凝土的匀质性和胶接性能,有利于混凝土强度及抗冻融循环剥蚀能力的提高。     

铁尾矿粉-粉煤灰-矿渣粉复合掺合料对混凝土性能的影响

研究了铁尾矿粉单掺作掺合料对混凝土性能的影响,在此基础上系统研究了铁尾矿粉-粉煤灰-矿渣粉复掺作掺合料对混凝土坍落度、抗压强度的影响.研究结果表明,随着铁尾矿粉掺量的增加,混凝土坍落度呈先增大后减小趋势,抗压强度下降明显,铁尾矿粉的适宜掺量为15％;在掺量相同的条件下,掺加铁尾矿粉-粉煤灰-矿渣粉复合掺合料的混凝土强度明显高于单掺铁尾矿粉的混凝土强度,且混凝土工作性得到显著提高.用扫描电镜(SEM)、压汞仪对铁尾矿粉和复合掺合料的作用机理进行了研究.     

铁尾矿微粉复合矿物掺合料的试验研究

为促进尾矿资源利用,开发新型矿物掺合料,将铁尾矿微粉和矿渣粉、粉煤灰复掺,研究了复合掺合料组成、比例及掺量对混凝土性能的影响。结果表明:铁尾矿微粉可取代粉煤灰与矿渣粉按1:1比例复掺,复合掺合料在胶凝材料中掺量不超过40%时,可以满足混凝土性能要求,技术效果与粉煤灰相当。初步试验证明了铁尾矿微粉作为矿物掺合料的技术可行性。     

花岗岩石粉复合矿物掺合料对水泥胶砂性能的影响

研究了花岗岩石粉的流动度比、活性指数,及其掺量对水泥胶砂性能的影响,利用L9(34)正交试验,探究了花岗岩石粉复合粉煤灰和矿渣粉掺量对水泥胶砂性能的影响,以总功效系数d为评价指标。结果表明:花岗岩石粉具有潜在的应用价值,粉煤灰在多元矿物掺合料砂浆中对其性能是主要影响因素,其次是花岗岩石粉。     

磷渣粉、粉煤灰对水泥胶砂抗裂性能的影响

通过试验,以磷渣粉和粉煤灰作掺合料,按不同比例进行单掺和复掺,以比较水泥胶砂的抗裂性能和强度的变化规律,得出水泥胶砂中掺入磷渣粉、粉煤灰能不同程度地降低脆性系数,进而提高抗裂性能的结论。     

等28d抗压强度条件下粉煤灰和矿渣对C50混凝土后期性能的影响

在28 d抗压强度相近的前提下,制备了纯水泥混凝土、大掺量粉煤灰混凝土、大掺量矿渣混凝土,测定了不同混凝土的后期抗压强度、抗氯离子渗透性,以及胶凝材料的化学结合水、硬化浆体中的Ca(OH)2含量.结果表明:含大掺量矿物掺合料的混凝土的后期强度和抗氯离子渗透性均明显高于纯水泥混凝土;大掺量矿渣混凝土的后期强度高于同掺量的大掺量粉煤灰混凝土;复合胶凝材料的后期水化程度增长率明显高于纯水泥;复合胶凝材料硬化浆体中后期Ca(OH)2含量明显低于纯水泥硬化浆体.     

复合掺合料在高流态特种混凝土中的应用

超细粉煤灰为基准掺合料的C45、C60高流态特种混凝土的配合比设计,在保证胶凝材料用量、水灰比及砂率相同的前提下,以复合掺合料掺量依次增大为试验组,研究其对高流态特种混凝土工作性、抗压强度以及回弹值的影响。试验结果表明：相比于基准配合比,采用等掺量复合掺合料取代超细粉煤灰,混凝土的抗压强度明显提高,但随着复合掺合料掺量的进一步升高,混凝土的强度呈下降趋势;但即使在C45、C60高流态特种混凝土中掺50%复合掺合料,其抗压强度依然可以满足强度等级要求;另外C45高流态特种混凝土配合比中50%复合掺合料配合比与基准配合比相比,其回弹推定值与抗压强度差异很大,这一现象的主要原因是异常碳化造成的影响。     

大掺量粉煤灰基水泥的试验研究

运用正交试验研究了大掺量粉煤灰基水泥的制备。基于掺合料各组分间的性能复合效应和在水化过程中的“梯度水化”效应,使水泥与混凝土的性能得到提高。当粉煤灰基复合掺合料在水泥中的掺量为50%时,7d的活性指数可达65.26%,28d活性指数为76.6%,在混凝土中使用时性能良好。