纳米SiO2和碳酸钙晶须制备水泥基材料性能试验

采用纳米SiO₂和碳酸钙晶须制备水泥基材料，利用SEM、XRD和TG-DSC等技术手段对水泥基材料的水化产物、微观结构和热稳定性等进行有效表征，并试验研究了双掺0%、1%、2%、3%、5%、10%的碳酸钙晶须和1%纳米SiO₂保温水泥砂浆的力学性能和导热性能。研究结果表明：纳米-毫米两种尺度材料掺入水泥浆内部后，纳米SiO₂与水泥水化产物Ca(OH)₂晶体发生二次水化反应，生成C-S-H凝胶体，有效地填充水泥基体孔隙、细化水泥基内部孔径尺寸，碳酸钙晶须具备纤维和微粒双重作用，可以在水泥基中产生纤维的桥联效应，两者材料结合起来，可在水泥基内部形成密实网状絮凝结构；纳米SiO₂和碳酸钙晶须掺入后可以提高砂浆的强度，3%碳酸钙晶须和1%纳米SiO₂配制的保温水泥砂浆抗压和抗折强度分别为25.6 MPa和6.19 MPa,导热系数为0.456 7 W/(m·K),强度和导热性能兼顾。     

养护温度对氧化镁水泥砂浆抗压强度的影响研究

文中通过对不同水灰比、不同养护温度及龄期、不同MgO掺量的水泥砂浆进行抗压强度试验,并辅以SEM,XRD和MIP微观分析,研究了养护温度对氧化镁水泥砂浆的抗压强度的影响。结果表明:提高养护温度可以提高MgO水泥砂浆的力学性能,但养护温度不宜超过50℃,养护温度超过50℃反而会降低MgO的力学性能;MgO的掺入可以优化浆体内部孔隙结构,减少有害孔,降低孔隙率,但最优掺量与养护温度密切相关,养护温度越高对应的最优MgO含量越小。     

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。     

石粉对碾压混凝土性能及微观孔结构的影响

粉煤灰资源短缺及不经济问题日益突出，石灰石粉可否替代粉煤灰需深入研究。试验研究了不同掺量石粉取代粉煤灰对碾压混凝土工作性、抗压强度、劈裂抗拉强度及抗渗性的影响规律；同时通过吸水动力法测试砂浆孔结构，开展了石粉取代粉煤灰对砂浆微观结构的影响研究。试验结果表明:石粉取代粉煤灰，可细化砂浆平均孔径，使砂浆微观结构更密实，可提高碾压混凝土工作性及抗渗性；但石粉的掺入降低了胶凝材料活性，不利于碾压混凝土强度的发展。综合考虑石粉取代粉煤灰对碾压混凝土各性能的影响，试验推荐石粉取代率不宜超２７％。     

氧化石墨烯对水泥基复合材料性能影响研究

采用改进Hummers法和超声分散法制备了氧化石墨烯(GO)片层分散液,研究了GO掺量对水泥砂浆复合材料力学性能、微观结构和抗盐溶液侵蚀性能的影响,并利用X射线能谱仪(EDS)、拉曼光谱仪和透射电镜(TEM)对GO的片层结构进行了表征,结果表明:GO参与调控了水泥水化产物的晶体结构;当GO掺量为0.04%时,水泥水化产物中的针状、棒状和片层状晶体结构的交错更加致密,其抗压强度和抗折强度比未掺加GO的分别提高了39.38%和56.43%;一定掺量的GO能够降低水泥砂浆复合材料的孔隙度,并阻止Cl~-和SO_4~(2-)的侵蚀,减少水泥基复合材料长期浸渍在盐溶液中的质量损失和力学性能的衰减,显著改善了其耐久性。     

增稠剂对引气水泥砂浆强度与孔结构影响研究

为了探究增稠剂对引气水泥砂浆性能的影响,采用阿拉伯树胶和黄原胶2种增稠剂,对不同增稠剂掺量下同一含气量水泥砂浆的抗折性能、抗压性能、硬化后孔隙率和孔结构进行对比分析。采用无电极电阻率仪原位连续监测同一水灰比下加入增稠剂前后水泥净浆早期水化过程中电阻率变化的全过程,讨论了增稠剂对引气水泥砂浆性能的作用机理。结果表明：适量掺入增稠剂可改善引气水泥砂浆力学性能,但过多的掺量反而会使砂浆强度劣化;增稠剂的加入会导致新拌水泥砂浆体系中更难引入气泡,但可减少气泡至气孔过程中含气量损失,使得硬化后引气水泥砂浆孔隙率增加;一定掺量的增稠剂可优化引气水泥砂浆孔结构;增稠剂对水泥水化进程的影响是其对水泥砂浆性能影响产生差异的根本原因。     

混凝土再生粉复合锰渣的胶凝性试验研究

原材料各组分对胶凝材料性能的影响较大,为此,探讨混凝土再生粉、锰渣、Na2SO4的掺量及水灰比对砂浆力学性能的影响,并采用吸水动力学法测定砂浆的孔结构参数(孔均匀系数、平均孔径、干表观密度),同时测定高温后砂浆的力学性能。结果表明:砂浆中掺入适量的Na2SO4、混凝土再生粉、锰渣或降低水灰比,均有利于提高砂浆的抗折强度,在早期较为显著,对后期的影响较小;适量的锰渣掺量有利于提高砂浆的抗压强度和耐高温性能; Na2SO4、混凝土再生粉、锰渣和水灰比都能在一定程度上改变砂浆的孔径分布,细化孔结构。因此,适量混凝土再生粉、锰渣、Na2SO4的掺入或降低水灰比,有利于提高砂浆的抗折/抗压强度和耐高温性能,细化砂浆孔结构。     

脱模时间对掺ZY膨胀剂水泥砂浆孔结构的影响研究

本文研究了脱模时间对掺ZY膨胀剂水泥砂浆强度、孔隙率及吸水率等性能的影响。试验结果仅掺加8%ZY膨胀剂1d拆模后,使得水泥砂浆抗压强度降低,但延长带模养护时间可有效提高掺膨胀剂水泥砂浆抗压强度;通过质量法测定水泥砂浆的孔隙率及吸水率试验结果延长脱模时间可有效降低掺膨胀剂水泥砂浆的毛细孔率及吸水率;使用压汞法(MIP)分析了水泥砂浆孔径分布,相比于基准组砂浆,带模养护7d的掺8%ZY膨胀剂的水泥砂浆孔隙直径低于10nm的孔含量变化不大,但20~100nm范围内的孔隙有所降低。     

复合侵蚀环境下含石灰石粉砂浆的劣化行为

为研究混凝土在掺入石灰石粉后的抗复合侵蚀性能，采用不同含量的石灰石粉制备水泥净浆及砂浆试件，将其浸泡在盐酸与硫酸镁复合侵蚀溶液中展开试验。运用pH测试仪测试溶液的pH值变化，并通过强度试验及XRD能谱分析，观测不同侵蚀时间下水泥砂浆试件强度和侵蚀产物的变化，揭示石灰石粉对水泥砂浆抗盐酸与硫酸镁复合侵蚀性能的影响。结果表明：前期侵蚀溶液的pH变化较快，后期较慢；在侵蚀28d之前，砂浆试件的强度呈上升趋势，28 d之后随着石灰石粉掺量的增加，强度呈下降趋势。侵蚀过程中主要表现为酸与氢氧化钙和碳酸钙的反应，镁离子侵蚀并不明显；由于硫酸根离子的存在，侵蚀过程中会生成石膏，可延缓侵蚀进程。     

几种纤维对砂浆基本性能的影响

通过在普通砂浆中掺入不同种类不同掺量的纤维,并对各种纤维的不同掺量下的砂浆进行各种基本性能试验,研究发现纤维种类的不同及掺量的不同对普通砂浆的性能会产生很大的影响.     

高效建筑砂浆外加剂的性能研究

SG系列高效建筑砂浆外加剂是一种新型的水泥砂浆拌和物外加剂,掺入后不仅能改善建筑砂浆的和易性和保水性,而且能明显提高砂浆的各项性能指标。详细介绍了掺SG外加剂建筑砂浆的性能指标,并与未掺外加剂的砂浆作对比。该产品已在多项建筑工程中应用,技术经济效益显著。     

橡胶对超高性能混凝土力学性能的影响研究

以超高性能混凝土(UHPC)为基础,通过掺入橡胶,研究橡胶粒径、掺量对UHPC力学性能的影响。研究表明：在UHPC中分别掺入8目、16目和40目的橡胶,随着橡胶粒径的减小,混凝土的抗压、抗冲磨强度降低,掺入8目橡胶时超高性能混凝土抗压强度下降率最小;随着UHPC中橡胶掺量的不断增大,其抗压强度呈现降低趋势,抗冲磨强度先增大后减小;通过微观试验发现,橡胶与胶凝材料的界面存在孔隙,且在孔隙中未发现水化产物;通过低温氮吸附试验发现,掺入橡胶后超高性能混凝土的微孔数量减少,介孔数量增多,该介孔主要为水泥石与橡胶的界面孔隙,这也是掺入橡胶后超高性能混凝土强度下降的主要原因。     

植物纤维喷射混凝土力学及微观性能分析

为研究不同掺量的植物纤维(plant fiber,PF)对植物纤维喷射混凝土(plant fiber shotcrete,PFSC)基本力学性能及导热系数的影响规律,借助扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)试验对PFSC的微观结构进行分析。结果表明:相较于素喷射混凝土,掺量为2.0 kg/m³的PFSC抗压强度和劈裂抗拉强度分别提高了17.35%和20.26%,导热系数降低了20.61%。SEM分析表明,低掺量PF在喷射混凝土内部具有较好的分散性,与混凝土基体界面粘结性较好,但PF掺量过高时会出现纤维结团现象,使得PFSC内部缺陷增加。综合力学性能试验结果,建议混凝土PF掺量不宜>2.0 kg/m³。研究成果对于植物纤维喷射混凝土的推广应用有一定参考价值。     

粉煤灰微膨胀水泥砂浆强度与变形的试验研究

本文旨在普通水泥砂浆中掺入粉煤灰和膨胀剂通过多种配比材料的性能测试，尝试研制一种能适用于工程损伤修补、裂缝灌浆或作为高级填充之用的功能性材料，并获得其强度与变形的基本性能，试验结果表明，在研究范围内三种强度性能均随粉煤灰及膨胀剂掺量增加而增大，当粉煤灰掺量为３０％、膨胀剂掺量为２０％时，三种强度性能呈最佳值，且掺加膨胀剂的砂浆能保持一定的微膨胀值，克服了普通水泥砂浆的干缩缺陷。     

混凝土抗压强度与微观结构间的相关性试验

开展不同强度等级矿物掺和料混凝土的立方体抗压强度试验和微观孔结构指标的气体吸附法分析,建立了混凝土立方体抗压强度与微观孔结构指标间的相关关系。试验结果表明:混凝土内部的微观孔结构分布对其力学性能具有重要的影响,混凝土的立方体抗压强度随微观孔结构指标如比表面积、孔体积、孔径等的下降而提高。不同龄期混凝土的立方体抗压强度与56 d龄期混凝土的微观孔结构指标呈良好的线性相关或非线性回归关系。     

玻璃纤维水泥砂浆的力学性能研究

通过力学试验,研究不同玻璃纤维掺量和质量比相同的玻璃纤维水泥砂浆试件的抗压强度、弹性模量、泊松比等力学性能,结果表明玻璃纤维掺入量影响水泥砂浆的力学性能,且玻璃纤维的最优掺入量为2‰,可为玻璃纤维水泥砂浆的推广使用提供参考。     

不同温度条件下混凝土导热系数影响因素研究

为了研究混凝土在不同温度条件下的导热系数变化规律,利用单因素试验方法,以骨料体积分数、砂率、水胶比、饱和度粉煤灰掺量、矿渣掺量为因素,采用QTM-500导热仪测试混凝土在不同温度条件下(-30～20 ℃)的导热系数,并分析各影响因素对混凝土导热系数在不同温度条件下的变化规律,最终得出混凝土导热系数与各因素之间的预测方程。结果表明:混凝土导热系数与温度呈负相关性;混凝土导热系数随着骨料体积分数的增大而增大,随着砂率的增大而减小;干燥状态下,混凝土导热系数随着水胶比的增大而减小;饱和状态下,混凝土导热系数大于干燥状态下混凝土导热系数,随着温度的降低,尤其在0～-10 ℃时,混凝土导热系数骤增;混凝土导热系数随着粉煤灰、矿渣掺量的增加而减小;通过对试验结果进行多元回归,得到了混凝土导热系数与各因素之间的计算模型,该模型预测精度较高。研究结果可为混凝土结构内部温度场的精确计算、保温隔热性能以及表面裂缝的控制提供理论依据。     

稻壳混凝土热工性能的试验研究

渠道衬砌冻害已成为北方渠灌区生产实践中亟待解决的问题。而稻壳具有多孔性、低密度、低导热系数等特点,首次利用农业生产的废弃物——稻壳为骨料制备混凝土,通过试验研究了不同稻壳掺量混凝土的导热系数。结果表明:掺入稻壳后,混凝土的导热系数大幅度降低,约为同等级普通混凝土导热系数的14%~20%。通过对稻壳混凝土衬砌保温效果的分析表明:利用稻壳混凝土衬砌渠道,有助解决像陕西关中这类微寒地区渠道衬砌的冻胀破坏问题。     

晶须与聚氨酯改性水泥砂浆的性能研究

通过在普通水泥砂浆中掺入双组份聚氨酯、硫酸钙晶须、减水剂,制备出和易性好、粘接强度高、耐久性优良的聚氨酯水泥砂浆。试验对比并分析了新砂浆的力学性能及耐久性。     

掺外加剂对MgO水泥砂浆和混凝土压蒸膨胀率的影响

通过对采用标准砂和工程砂制作的砂浆和混凝土试体掺不同品种外加剂的压蒸试验研究,表明掺不同品种外加剂对外掺MgO水泥砂浆和混凝土压蒸膨胀率的影响是不同的。还比较了不同MgO掺量的砂浆和混凝土试体掺与不掺外加剂的压蒸试验结果。试验所揭示出的压蒸膨胀率的基本规律是:砂浆试体掺外加剂的比不掺的大,混凝土试体掺外加剂的比不掺的小,砂浆和混凝士试体无论掺与不掺外加剂都是标准砂的小于工程砂。据此为制定压蒸安定性试验方法提供了试验依据。