水泥基材料早期水化特性与体积稳定性的关系

采用五路裂缝测定仪和非接触式电阻率测定仪，分别测试了水泥砂浆在干燥条件下约束收缩开裂的初裂时间与相应水泥浆体早期水化24h内的电阻率变化，分析研究了水泥浆体在非常早期水化中的电阻率极小值与相应砂浆的初裂时间的关系，结果发现二者之间具有较好的线性相关性（相关系数〉0．90）。机理研究表明在水泥类型和骨料确定的条件下，胶凝材料体系初始水化的液相特征是影响早期收缩开裂的关键；不同化学与矿物外加剂及微量组分（可溶碱）的添加将通过改变水化的液相特征而影响水化物的初始形成速率、形貌、分散性及其生长能力等，最终影响材料的体积稳定性。     

减缩剂对水泥基材料减缩效果的研究

综述水泥基材料各类常见收缩的特点、机理及对水泥基开裂的影响.通过自由收缩、质量损失、强度、平板抗裂性等试验研究减缩剂(SRA)的减缩抗裂效果.加入SRA,砂浆早期收缩明显减小,且减缩率前7d最大.而质量损失早期高于未加SRA的,后期则趋于平缓;SRA降低砂浆抗压、抗折强度.这与SRA降低砂浆孔隙水表面张力、延缓水泥水化、改变孔结构有关.平板抗裂对比试验表明:抗裂效果聚丙烯纤维最好,减缩剂次之,膨胀剂最差.     

再生纤维素纤维增强水泥砂浆的早期抗裂和自收缩行为

早期收缩开裂是导致混凝土劣化的重要因素之一,纤维的加入可以延缓甚至减少裂缝的延伸及扩展。使用具有吸水特性的再生纤维素纤维,与UF500纤维素纤维和无吸水的聚丙烯短纤维对比,研究再生纤维素纤维对水泥砂浆早期抗裂和自收缩行为的影响规律。将掺量为水泥质量1%或2%的各类纤维掺入水泥砂浆,密封养护,分析水泥砂浆强度、折压比及自收缩应变。研究结果表明：水灰比0.3时,添加再生纤维素纤维不能增强砂浆的抗裂性能和自收缩性能;水灰比大于0.35时,添加1%的再生纤维素纤维虽然降低了砂浆的抗折强度和抗压强度,但提高了该样品的折压比,增强了砂浆的抗裂性能和减缩效应。     

减缩剂与聚丙烯纤维对混凝土早期收缩开裂的影响

目的研究减缩剂、聚丙烯纤维及其混合掺入对混凝土早期收缩开裂的影响规律及作用机理．方法采用板状试件法测试混凝土在两种干燥条件下的早期开裂状况，利用非接触式混凝土收缩仪测定混凝土早期自收缩与干燥条件下的总收缩，并通过压汞仪和扫描电子显微镜分析了各混凝土孔隙结构和微观形貌．结果加入减缩剂明显降低了混凝土早期自收缩和干燥收缩，因而显著地减轻了混凝土早期开裂．聚丙烯纤维能在一定程度上降低早期自收缩，但由于早龄期部分纤维-砂浆界面处结合不良且在混凝土中引入一些大孔，使干燥条件下混凝土的总收缩值增大；它使混凝土早期收缩裂缝分散、宽度减小，但却增加了小裂缝数量和开裂面积．结论减缩剂、聚丙烯纤维的掺入均能改善高性能混凝土早期开裂，其作用效果优劣次序为：减缩剂〉减缩剂＋聚丙烯纤维〉聚丙烯纤维．     

基于内养护原理的功能集料制备及在混凝土中的应用

以陶砂为内养护介质吸附激发剂溶液制备功能集料,并与SAP内养护材料吸附激发剂溶液进行对比,固定内养护引入水量,水灰比及激发剂掺量,研究内养护技术对大掺量粉煤灰混凝土抗压强度,干燥收缩,水化热及微观结构的影响。水化热测试及微观形貌测试表明,内养护与激发剂相结合可同时促进水泥及粉煤灰的水化。抗压强度测试及干燥收缩测试表明,混凝土的60 d抗压强度提高16.5%,60 d干燥收缩降低21%,较好地改善了大掺量粉煤灰混凝土早期强度低,养护依赖性大的问题。     

不同混凝土隧道二次衬砌模型试验

为了研究掺加减缩剂和内养护剂的自制混凝土的抗裂性能,进行了湿热条件下隧道二次衬砌模型的荷载试验.研究结果表明:掺抗裂外加剂的混凝土强度较低,但抗裂性能得到了提高;各混凝土模型受力规律一致,且商混模型所受内力大于掺内养护剂的,掺减缩剂的最小;在混凝土出现裂缝的前提下,湿热循环会导致混凝土裂缝增大,耐久性降低的作用效果显著加剧.     

GH矿粉对净浆试件收缩变形的影响

用PVC塑料管成型净浆圆柱体试件，通过连续测定试件在密闭养护环境和干燥养护环境的收缩变化，对纯水泥试件、单掺30％粉煤灰试件和复合掺10％GH超细矿粉及20％粉煤灰试件的收缩变形性能进行了对比分析。实验结果表明。GH矿粉会显著促进密闭养护环境水化初期净浆试件的化学减缩和自收缩，但若密闭养护超过7d后再进入干燥养护时。复合掺GH矿粉和粉煤灰试件的收缩总量小于纯水泥净浆试件。当养护环境由密闭养护变为自然干燥养护时。收缩速率会突然增大，成为产生干缩裂缝的危险期。延长密闭养护时间可显著减小掺混合材试件的收缩量。     

养护温度对高延性水泥基材料力学性能的影响

研究养护温度对高延性水泥基复合材料性能的影响,分析养护温度在20、40、60和80℃时水泥基复合材料的抗弯性能、抗压强度、抗折强度及裂缝分布特点.结果表明,养护温度越高,高延性水泥基复合材料的早期跨中挠度越小;养护温度高于40℃时,试件的跨中挠度和韧性指数随龄期延长无明显变化;高养护温度能显著提高高延性水泥基复合材料的早期抗压强度和抗折强度,龄期对高温养护条件下高延性水泥基复合材料的抗压、抗折强度影响不大;粉煤灰掺量相同时,常温养护下高延性水泥基复合材料的裂缝更加细密均匀;养护温度为60℃时,粉煤灰掺量提高至80%,高延性水泥基复合材料的韧性显著提高,28d抗压强度可达70MPa.     

活性粉体与高分散纤维抗裂剂对混凝土抗裂防渗性能的影响

将多种活性粉体与高分散纤维按一定比例复配制成抗裂剂掺入混凝土中,研究抗裂剂对混凝土拌合物性能、力学强度、早期抗裂性、抗渗性、干缩性等综合性能的影响,分析抗裂剂对混凝土抗裂防渗性能影响的机理。结果表明:活性粉体与高分散纤维抗裂剂可提高混凝土的综合性能,尤其是混凝土的抗裂性和抗渗性;每立方米混凝土拌合物中添加1 kg抗裂剂,混凝土早期裂缝降低率达85%、渗水高度下降65%,28 d及90 d干缩变形收缩率分别降低34%及30%;抗裂剂掺量增至1.5 kg,混凝土的性能改善效果反而下降;抗裂剂通过粉体的填充效应与纤维的桥接作用改善混凝土性能,其自身不参与水泥水化反应,但促进水泥水化,抗裂剂掺量过大会引起应力集中,致使混凝土性能提升效果减弱。     

无熟料水泥混凝土的水化热与干燥收缩

无熟料水泥混凝土(NSC)是以水淬高炉矿渣(GBFS)和激发剂的混合物作为胶凝材料所配制的新型混凝土,其性能取决于GBFS的碱度、化学成分、玻璃化率以及激发剂的种类和数量。为此,以石膏作为GBFS的激发剂来配制NSC后,采用与普通水泥混凝土(简称OPC)对比的方法,进行了NSC的水化热和干燥收缩实验。结果表明,NSC的水化热远小于普通混凝土(OPC);NSC的早期干燥收缩率略大于于OPC,但可用调节水灰比或延长水中养护的方法来减少其干燥收缩。     

Influence of Superplasticizers on Strength and Shrinkage Cracking of Cement Mortar under Drying Conditions

The effects of polynaphthalene series superplasticizers（PNS） with a low content of sodium sulfate （H-UNF）,with a high content of sodium sulfate（C-UNF） and polycarboxylate type superplasticizer （PC） on strength and shrinkage cracking of cement mortar under drying conditions were investigated by means of multi-channel ellipse ring shrinkage cracking test, free shrinkage and strength test. The general effect of PNS and PC is to increase the initial cracking time of mortars, and decrease the cracking sensitivity of mortars. As for decreasing the cracking sensitivity of mortars, PC〉H-UNF〉C-UNF. To incorporate superplasticizers is apparently to increase the free shrinkage of mortars when keeping the constant w/b ratio and the content of cement pastes. As for the effect of controlling the volume stability of mortars, PC〉C-UNF〉H-UNF. Maximum crack width of mortars containing PC is lower, but the development rate of maximum crack width of mortars containing H-UNF is faster in comparison with control mortars. The flexural and compressive strengths of mortars at 28-day increase with increasing superplasticizer dosages under drying conditions. PC was superior to PNS in the aspect of increasing strength.     

减水剂对砂浆早期开裂行为的影响

采用多通道椭圆环收缩开裂测试手段、自由收缩和强度试验综合评价了聚羧酸类、萘系和木质素系减水剂对水泥砂浆早期收缩开裂和强度的影响.结果表明,掺减水剂均延长了砂浆初始开裂时间,从而降低了砂浆的开裂敏感性.就减水剂降低砂浆开裂敏感性而言,聚羧酸类和高浓型萘系高效减水剂是行之有效的.掺聚羧酸类和掺木质素系减水剂都减小了砂浆的最大裂纹宽度,而掺萘系则加快了砂浆最大裂纹宽度的发展速度.掺高效减水剂均增大了砂浆自由收缩值,且萘系比聚羧酸类减水剂更能增大砂浆自由收缩值,而掺木质素系减水剂能稍微降低砂浆的自由收缩值.在干燥养护条件下,掺高效减水剂比掺木质素系减水剂更能有效地提高砂浆抗折和抗压强度,且掺聚羧酸类减水剂又比掺萘系高效减水剂更为有效.     

Experimental and Numerical Analysis of Restrained Early Age Cracking based on Electrical Resistivity Using Eccentric Sample

Crack potential and hydration processes of the cement pastes were monitored using an upto-date eccentric steel cracking frame(ESCF), associated with the non-contact electrical resistivity apparatus, independently. The objective of employing the ESCF is to give a new method determining cracks of concrete at early age. The findings indicate that the lowest water-cement ratio paste reveals highest resistivity values, compasses an earlier inflection point and obtained higher stress. The eccentric restrained cracking test exhibited that lower water-cement ratio paste cracked at the earliest time, accordingly confirms cracking tendency is the highest. Tensile strength test and stresses utilizing ABAQUS simulation was performed. The crack initiation ages obtained are consistent with the experimental program results, which indicates that ABAQUS numerical analysis can well be utilized to predict the crack tendency of cement.     

水泥-粉煤灰复合胶凝体系的早期水化性能

为了研究粉煤灰掺量和温度对水泥水化的影响,测试了粉煤灰掺量0～60%的水泥-粉煤灰水化体系,在温度20、24和28 ℃下的凝结时间及2d内的电阻率发展及抗压强度,发现凝结时间与电阻率发展速率曲线的第一峰值点对应时间遵循线性关系. 在同一温度下,2d的抗压强度和电阻率值显示出良好的正相关线性关系——温度越高,斜率越小,表明电阻率比强度对温度变化更加敏感. 扫描电镜结果论证了粉煤灰在2d内尚未参与水化反应,主要起填充和稀释作用. 因此,可借助电测法估算和预测变温条件下水泥-粉煤灰水化体系的抗压强度及凝结时间.     

Effect of superplasticizers on the early age hydration of sulfoaluminate cement

The effects of two types of superplasticizers on the properties of CSA cement pastes during early hydration were studied. The influences of two types of superplasticizers on the properties of cement pastes, including the normal consistency, setting time, fl uidity, and compressive strength, were investigated by using various methods. The hydration products of the cement pastes cured for 1 day and 3 days were studied by X-ray diffraction（XRD） and scanning electron microscopy（SEM）. The results show that the PCE type superplasticizer retards the early age hydration while the FDN type superplasticizer accelerates the early age hydration of the CSA cement. Both types of superplasticizers have no infl uence on the further hydration of CSA cement, confi rmed by the calorimeter tests as well. The ultrasonic pulse velocity measurements were used to probe the influence of two types of superplasticizers on the hydration of CSA cement pastes at a high water-cement ratio（0.45）. The results show that the PCE type superplasticizer retards the early age hydration of the CSA cement while the FDN type superplasticizer has little infl uence on the early age hydration of the CSA cement.     

水泥基材料中高效减水剂应用效果的检测方法

采用水泥浆体流动度、混凝土减水率、坍落度及强度增长率等指标确定了2种萘系高效减水剂的掺量，研究了二者在此掺量下对相同配比砂浆的流动度及经时损失、开裂敏感性及干湿变形的影响。结果表明：与水泥适应性均较好的2种萘系高效减水剂在各自掺量下，所配制的砂浆具有相同的初始流动度及流动度经时损失变化，但其初始开裂时间与干湿变形却存在差异，说明在评价高效减水剂的应用效果时除了检测与水泥的相容性外还应考虑其对水泥基材料收缩变形性能的影响；不同外加剂对水泥基材料体系碱度的适应能力不同，较高的碱度会增加材料的开裂敏感性。     

电阻率法研究早期水泥净浆孔结构的演变过程

采用无电极电阻率法原位连续监测3种水灰比（0.23、0.35和0.53）水泥净浆早期水化过程中电阻率的变化全过程,同时结合等温量热仪测试的水化程度,建立水泥净浆随时间发展过程中浆体电阻率与孔结构发展的定量关系。结果表明：根据电阻率及其微分曲线的变化规律可以把水泥水化过程分为4个阶段：溶解期、诱导期、加速期和减速期。水灰比越低,毛细孔隙率和收缩因子变小,曲折因子变大,致使浆体电阻率升高,而孔溶液电阻率却下降。     

Influence of Calcium Sulfate State and Fineness of Cement on Hydration of Portland Cements Using Electrical Measurement

1 IntroductionThe calcium sulfate state includes gypsum, hemi-hydrate and anhydrite .Inthe modern Portland cement in-dustry,the gypsumis used as a setting retarder for reac-tion with C3A[1]. With the presence of gypsumin theformof CaSO4·2H2O,the gypsum dissolves and reactsprimarily with C3A and C4AF to form ettringite . Thisettringite isinitiallyformed with a veryfine-needle crystalstructure ,whichforms a diffusion barrier onthe surface ofthe cement . This coating avoids the unwanted fl…