新型喷射混凝土速凝剂的研究进展

主要概述了喷射混凝土速凝剂的发展现状和典型的作用机理,同时,介绍了低减和无碱速凝剂、液体速凝剂、有机高分子复合速凝剂和矿物基速凝剂等新型喷射混凝土速凝剂的化学组成、性能特点和研究进展,并对新型喷射混凝土速凝剂的研究和发展趋势进行了展望.     

喷射粉煤灰混凝土微观结构和力学性能试验研究

为研究喷射粉煤灰混凝土在养护过程中微观结构和力学性能的变化,采用X-射线衍射法、热重-差示热法、扫描电镜法对喷射粉煤灰混凝土微观结构进行分析,并对其1d、3d、7d、28 d、60 d、90 d和180 d的抗压强度、劈裂抗拉强度进行研究.结果表明:养护龄期对喷射粉煤灰混凝土微观结构和力学性能影响大,且微观结构与力学性能之间存在密切联系.龄期为1d时,由于速凝剂的作用,喷射粉煤灰混凝土强度较高.龄期低于28 d时,粉煤灰等量替代水泥,控制水泥水化速度的有效水灰比相对增大,喷射粉煤灰混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度随粉煤灰掺量增加下降;龄期高于28 d时,粉煤灰活性被激发,喷射粉煤灰混凝土微观结构变得密实,喷射粉煤灰混凝土抗压强度随粉煤灰掺量增加先上升后下降,劈裂抗拉强度随之上升.     

速凝剂对喷射砼性能影响的研究

通过的对比试验，阐述了实际施工环境中，SJ-N型速凝剂在不同厂家生产的^#425普通水泥、不同掺量、水灰比、养护温度，以及原材料在不同风化和水化程度条件下，对喷射砼的凝结时间、强度、收缩率等主要技术性能的影响，得出了速凝剂在喷射砼实际应用中掺加量的确定方法和使用要求。     

对JC477《喷射混凝土用速凝剂》标准的几点看法

0前言JC477（喷射混凝土用速凝剂）标准（以下简称JC477标准）于1995年实施。本文根据多年来对速凝剂产品检验分析经验,对该标准中部分内容提出一些看法。11d抗压强度指标表1是JC477标准中掺速凝剂喷射混凝土的指标。通过对本地区A、B两家厂产品的检验和分析,我们认为表1中id抗压强度指标不能全面反应现场施工中掺加速凝剂对喷射混凝土id抗压强度增长情况的影响。为能准确客观地反应喷射混凝土用速凝剂产品质量特性,特别是能直观反应产品实际施工中的使用情况,我们认为在Jt477标准中应增加id抗压强度比。2对基准水泥的要成JCh77标…     

不同温度下矿物掺合料对喷射混凝土水化行为及力学性能的影响

不同温度下粉煤灰、矿粉和硅灰对喷射混凝土水化行为及力学性能的影响规律尚不明确。本文通过XRD定量分析、热重分析和SEM测试等手段表征了不同温度和龄期下三种矿物掺合料对喷射混凝土水化行为的影响,并测试了砂浆抗压强度。结果表明,不同温度下,硅灰和矿粉能提高喷射混凝土早期和后期强度,粉煤灰不利于早期强度的发展,20℃时粉煤灰体系砂浆6 h抗压强度低于基准值。6 h和1 d龄期时,温度对试块抗压强度的影响非常显著,60℃时硅灰体系砂浆6 h抗压强度高达13.39 MPa;随着龄期增长,温度对试块强度的增强作用减弱。温度升高会激发矿物掺合料的火山灰效应,生成C-S-H凝胶填充内部孔隙,提高体系砂浆试块抗压强度。同一温度、龄期下,硅灰体系水化产物中C-S-H凝胶含量多,抗压强度最高。矿粉体系水化程度最高,抗压强度较高。粉煤灰体系中AFt含量最高,但C-S-H凝胶含量少,抗压强度最低。本文对特殊环境下矿物掺合料在喷射混凝土中的应用有指导作用。     

煤系偏高岭土对混凝土力学性能及微观结构的影响机理

将600目(23μm)和1 000目(13μm)煤系偏高岭土按照0%、5%、10%、15%(质量分数)的掺量分别掺入混凝土,通过强度测试、XRD、TG-DTG、SEM-EDS和氮吸附试验等研究了煤系偏高岭土细度和掺量对混凝土力学性能和微观结构的影响。结果表明：偏高岭土的掺入显著提高了混凝土的力学性能,当偏高岭土细度为1 000目、掺量为15%时,混凝土的抗压强度最大,90 d抗压强度达到了81 MPa;水化产物主要由氢氧化钙、钙矾石、类水滑石及水化硅酸钙(C-S-H)凝胶等组成,掺入偏高岭土并未改变水化产物种类,但是增加了水化产物中C-S-H凝胶的产生量,同时降低了氢氧化钙的含量。偏高岭土与水泥水化产物氢氧化钙发生二次水化生成C-S-H凝胶,提高混凝土致密性,这是偏高岭土能够增强混凝土力学性能的主要原因。     

石灰石粉对浮石混凝土力学性能和微观结构的影响

以天然浮石作为粗骨料,通过内掺0％、10％、20％、30％和40％质量分数的石灰石粉替代相同质量的水泥配制浮石混凝土,研究不同掺量石灰石粉对浮石混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,并借助扫描电镜观察分析混凝土微观结构.结果表明:石灰石粉掺量为10％时,浮石混凝土各龄期力学性能显著提高;石灰石粉可加速水泥早期水化,提高水泥石基体和浮石-水泥石界面过渡区密实度;石灰石粉具有后期水化活性.     

速凝剂种类对钢纤维喷射混凝土力学及界面性能影响

采用三分点加载法系统地评价了液体速凝剂种类对喷射大板成型钢纤维混凝土的力学强度与弯曲韧性行为的影响,设计同配比钢纤维砂浆体系,从早期力学强度发展与钢纤维-水泥基体微观界面方面探究了液体速凝剂种类对钢纤维增韧作用的影响机理,结果表明:相对于有碱速凝剂,无碱速凝剂的掺入对混凝土基体后期强度影响较小,有利于发挥钢纤维的增韧抗弯作用,体系荷载-挠度曲线更为饱满;从早期力学强度发展角度,无碱速凝剂通过促进短柱状钙矾石与纤维针状C-S-H凝胶的早期水化环境形成,有效地改善了水泥基体与钢纤维的界面粘结效果,有利于提高钢纤维喷射混凝土的早期初期支护能力。     

纤维特性对砂加气混凝土力学性能和微观结构的影响

砂加气混凝土因其韧性较差,在生产过程中易出现缺棱掉角的现象.通过添加不同长径比和弹性模量的纤维,研究纤维掺量对砂加气混凝土抗压和抗折强度的影响,并借助X射线衍射和扫描电镜分析其微观结构,研究了纤维对砂加气混凝土增韧机理.研究结果表明:聚丙烯纤维和玻璃纤维的最佳掺量均为0.3%,砂加气混凝土的抗压强度分别提高了22.0%和27.8%,抗折强度分别提高了20.0%和26.0%.不同纤维对砂加气混凝土的水化产物含量有一定的影响,但不会生成新相.纤维对砂加气混凝土的增强增韧机理主要在于其能在基体中形成三维网络骨架,通过减缓裂纹尖端的应力集中,减缓或阻止裂纹的扩展.添加两种纤维的砂加气混凝土砌块受力时主要对纤维拔出做功,因此纤维本身的弹性模量对砂加气混凝土强度的影响较小.     

SL型液体低碱混凝土速凝剂的研究

本文介绍了一种低碱液体混凝土速凝剂，可用于喷射混凝土的湿喷工艺施工。作者对速凝剂的促凝效果、掺速凝剂的水泥浆体的强度发展以及该速凝剂对不同水泥的适应性进行了研究，并研究了温度变化对该速凝剂的促凝效果的影响。     

低温养护下矿物掺合料湿喷混凝土力学性能及配比优化研究

为系统研究粉煤灰掺量、硅灰掺量及养护温度对湿喷混凝土力学性能的影响规律,通过设计正交试验对湿喷混凝土抗压强度进行极差和方差分析。结果表明:湿喷混凝土抗压强度随养护龄期增加而增大,但抗压强度增幅随养护龄期延长而减弱;增加硅灰和粉煤掺量均能有效提高湿喷混凝土抗压强度,但粉煤灰掺量超过10%(质量分数,下同)后,粉煤灰掺量的增加对混凝土后期抗压强度没有显著的影响;三因素对湿喷混凝土抗压强度影响程度顺序为硅灰掺量>养护温度>粉煤灰掺量;湿喷混凝土抗压强度对矿物掺合料的敏感性与养护温度呈正相关,增大养护温度能够提高矿物掺合料对湿喷混凝土抗压强度的改善效果;随着养护温度的提高,团絮状胶凝物质大量生成,水化产物黏结得更为密实,混凝土的抗压强度和承载性能得到进一步增强;构建多元非线性回归模型能够对混凝土抗压强度进行预测,并且湿喷混凝土在硅灰掺量、粉煤灰掺量及养护温度分别为15%、15%和10 ℃时具有最佳的抗压强度。     

锂渣和钢渣对水泥浆体力学性能与微观结构的影响

利用锂渣粉和钢渣粉替代部分P·O 42.5水泥制备了复合水泥净浆试样。通过SEM、XRD、FT-IR等测试方法分析了二者对试样的影响及作用机制。结果表明,锂渣替代部分水泥会降低浆体的流动性,钢渣替代部分水泥有利于提高浆体流动性。锂渣具有促凝效果,而钢渣在浆体中可发挥缓凝作用。锂渣、钢渣复合掺入时可调控浆体的流动性和凝结时间。锂渣对浆体力学性能的提高相比钢渣具有更明显的优势,当水胶比为0.4时,掺入20%(质量分数)锂渣的试样28 d抗压强度可达62.3 MPa,相比空白样可提高23%左右。SEM结果显示掺20%锂渣可使试样28 d微观结构更致密。XRD结果显示试样的水化产物主要为C-S-H凝胶和Ca(OH)₂。FT-IR结果显示Si—O键峰位发生了一定的红移,H—O—H键发生了蓝移。     

养护温度对喷射混凝土性能影响的试验研究

为探究不同地温环境对喷射混凝土性能的影响,本研究在实验室模拟相应温度条件,开展不同养护温度下喷射混凝土强度、耐久性及混凝土与岩石粘结强度的研究.结果表明,在25～40℃养护条件下,随养护温度的提高,喷射混凝土的抗压强度、混凝土与岩石的粘结强度呈增大趋势,但在60℃养护条件下抗压强度和粘结强度均降低并随龄期呈先增大后降低的趋势;25～60℃养护条件下的混凝土抗渗等级都为最高等级,氯离子渗透性皆处于低级;随温度升高,其抗渗性、抗氯离子渗透性、抗碳化能力均有所降低.     

新型复合早强剂对水泥砂浆力学性能的影响

本文试验研究了两种新型复合早强剂(甲酸钙-晶胚、甲基丙烯酸-晶胚)对水泥砂浆新拌性能和力学性能的影响,并通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行了微观分析。结果表明,随着早强剂掺量增加,新拌水泥砂浆的流动度略有降低,凝结时间提前。两种复合早强剂均能够加速水泥早期水化,显著提高水泥砂浆的早期强度。甲酸钙-晶胚、甲基丙烯酸-晶胚两种复合早强剂可使水泥砂浆的12 h抗压强度分别提高96.7%和89.3%,抗折强度分别提高192.2%和211.1%;同时,对水泥砂浆28 d抗压强度的提高幅度仍高达50.0%左右,说明两类早强剂对水泥砂浆后期强度发展无负面影响。XRD和SEM分析均证实,掺两类复合早强剂使水泥水化程度提高,水化产物增多,结构密实度提高。     

偏高岭土提高喷射混凝土性能的实验研究

针对普通喷射混凝土强度低、耐久性差的问题,采用偏高岭土对其进行改性,实验得出当偏高岭土掺量为15％时,喷射混凝土28 d抗压强度最高可达54.6 MPa;利用电化学工作站、SEM等对其作用机理进行分析,结果表明偏高岭土的加入不仅起到填充作用,使内部孔结构更为致密,且与Ca(OH)2反应生成水化硅酸钙,从而提高了混凝土的阻抗值.     

减水剂对硫铝酸盐水泥早期水化影响

研究了聚羧酸系高效减水剂(PCE)和萘系减水剂(FDN)对硫铝酸盐水泥净浆工作性能及力学性能影响,通过XRD和SEM检测手段对水化产物进行表征.结果表明:两种减水剂对硫铝酸盐水泥净浆流动度的影响存在饱和点;相比于FDN型减水剂,PCE型减水剂对硫铝酸盐水泥净浆具有更好的减水效率及分散能力.PCE型减水剂阻碍硫铝酸盐水泥净浆早期水化,并降低硫铝酸盐水泥净浆1 d抗压强度;FDN型减水剂能够加速硫铝酸盐水泥净浆早期水化,缩短初凝和终凝时间,提高硫铝酸盐水泥净浆1d抗压强度.两种减水剂对硫铝酸盐水泥净浆3d后抗压强度及水化产物种类均没有影响.     

铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物的力学性能和微观结构分析

以粉煤灰为主要原料,以铸造粉尘为掺合料,水玻璃溶液为碱激发剂,制备地质聚合物.研究了养护龄期和水灰比对铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物抗压强度的影响.结果表明,铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物的抗压强度随养护龄期的延长而增大,随水灰比的增大先增大后减小;当水玻璃模数为1.2,水灰比为0.4时,地质聚合物28 d抗压强度达到最大,为21.4 MPa.X衍射分析表明,形成的地质聚合物主要为无定形矿物相;红外光谱分析表明,地质聚合物中有较多的非晶态铝硅酸盐生成;SEM分析显示地质聚合物具有良好的致密结构.     

早强剂对轻质复合发泡泡沫混凝土早期抗压强度影响试验分析

通过对湿密度分别为500 kg／m3、800 kg／m3、1000 kg／m3的轻质复合发泡泡沫混凝土试样进行了室内无侧限单轴压缩试验,分析了氯化钙和硫酸钠两种早强剂对轻质复合发泡泡沫混凝土早期抗压强度的影响;借助光学显微技术并通过图像分析软件,从微观角度解释了氯化钙、硫酸钠早强剂对轻质复合发泡泡沫混凝土早期抗压强度形成的影响。结果表明：两种早强剂均可使轻质复合发泡泡沫混凝土早期抗压强度有较大幅度提高,特别是3d、7 d、14 d抗压强度提高幅度分别至少在44．3％、25．4％和11．2％,但对28 d抗压强度提高不明显;两种早强剂均可使轻质复合发泡泡沫混凝土的微观结构指标显著提高,硫酸钠早强剂提高效果更为明显。