复掺偏高岭土-矿渣对轻骨料混凝土性能的影响

轻骨料混凝土具有收缩较大和渗透性较差的特性,矿物掺合料的加入可以改善轻骨料混凝土的性能.将偏高岭土(MK)和矿渣(S)以低于25％的总掺量复掺到轻骨料混凝土中,研究复掺掺合料及不同掺量对轻骨料混凝土的力学性能、氯离子扩散系数和干燥收缩的影响.利用XRD、TG、SEM等测试方法,对其影响机理进行探讨.结果表明,复掺10wt％偏高岭土与10wt％矿渣对轻骨料混凝土力学性能和抗氯离子渗透性能有显著的改善;复掺10wt％偏高岭土和15wt％偏高岭土能有效降低轻骨料混凝土干燥收缩.偏高岭土复合矿渣能优化水泥浆体的组成与结构,增强骨料与水泥浆体间的结合,降低界面过渡区的钙硅质量比,从而提高轻骨料混凝土各龄期抗压强度的抗渗性能.     

兰新铁路第二双线混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

基于对兰新铁路第二双线混凝土耐久性分析,研究了矿物掺合料掺量、砂的粗细程度、石子表面特征、环境条件与养护方法对兰新铁路第二双线混凝土抗氯离子渗透性能的影响.研究结果表明:矿物掺合料的掺入会提高混凝土的抗氯离子渗透性,且不同种类的矿物掺合料复掺时存在最优掺量,就文中混凝土,粉煤灰和矿渣粉掺量为15％时,混凝土的氯离子渗透性最低;此外,混凝土抗氯离子渗透性随砂的细度模数增大、石子破碎面所占比例降低而降低;保温材料能降低混凝土内外温差,因此昼夜大温差条件下,保温保湿养护的混凝土抗氯离子渗透性优于仅保湿养护的混凝土.     

钢渣作为混凝土掺合料的可行性研究

适量掺加矿物掺合料可以降低混凝土结构的孔隙率,提高水化产物的致密性,有效降低氯离子的渗透性,提高混凝土的使用寿命.本文主要研究了钢渣作为掺合料单掺或复掺对混凝土Cl-渗透性能及力学性能的影响,并分析探讨了其影响机理.结果表明:一定量的钢渣和粉煤灰复掺可以较好的提高混凝土抗压强度;随着钢渣掺量的增加,混凝土坍落度降低,抗氯离子渗透性能逐渐下降;钢渣与粉煤灰复掺时,混凝土抗氯离子渗透性能增加;大掺量(钢渣、粉煤灰掺量50％)掺合料可以提高混凝土抗氯离子渗透性能.     

稻壳灰对硬化机制砂混凝土性能的影响

通过测试不同龄期机制砂混凝土抗压强度、干燥收缩、碳化深度和氯离子迁移系数,研究了稻壳灰掺量对硬化机制砂混凝土性能的影响,并分析了影响机理.结果表明:稻壳灰降低了机制砂混凝土早期抗压强度,但提高了后期强度,其掺量为15％时,达到最大值;稻壳灰提高了机制砂混凝土抗碳化性能,其中以掺量为15％改善效果最好;稻壳灰降低了机制砂混凝土干燥收缩,提高了机制砂混凝土抗氯离子渗透性能,且随着其掺量地增加,改善效果越来越好.     

聚合硫酸铝改性矿渣硅酸盐水泥水化及其抗氯离子渗透性能研究

通过RCM法研究不同掺量聚合硫酸铝(0wt％、1wt％、2wt％、3wt％)加入后对矿粉掺量60wt％的矿渣硅酸盐水泥浆体水化及其抗氯离子渗透能力的影响.研究了抗压强度、孔隙率的变化并对水化产物的组成、含量、微观形貌进行了XRD、TG-DSC及SEM分析.实验结果表明,掺入聚合硫酸铝后可以提高矿渣硅酸盐水泥抗氯离子渗透性能,可以显著提高硬化浆体28 d龄期抗压强度,降低孔隙率,促进矿渣颗粒水化,提高水化产物生成量,使微观结构更密实.     

高活性矿物掺合料混凝土力学性能试验

利用正交试验的方法对高活性矿物掺合料混凝土(以下简称掺合料混凝土)的强度进行试验.研究偏高岭土掺量、超细粉煤灰掺量、硅灰掺量对掺合料混凝土7d、14 d、28 d抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,并对数据结果进行系统分析.试验结果表明,偏高岭土对掺合料混凝土早期的力学性能影响最大,力学性能随着偏高岭土掺量的增加而增加.通过多元线性回归,建立不同因素对掺合料混凝土各龄期抗压强度、劈裂抗拉强度的数学表达式,得到偏高岭土和硅灰对掺合料混凝土均为正影响,而超细粉煤灰为负影响的结果.当偏高岭土的掺量为10％(质量分数),超细粉煤灰掺量为15％(质量分数),硅灰掺量为5％(质量分数)时,掺合料混凝土力学性能达到最佳.最后进行微观分析得出,矿物掺合料的复合化具有超叠加效应,能增强掺合料混凝土各龄期的力学性能.     

矿物掺合料对高阿利特水泥混凝土性能的影响研究

本文研究了矿渣、粉煤灰和烧页岩等矿物掺合料对高阿利特水泥混凝土氯离子渗透性、力学性能及浆体孔结构的影响.试验结果表明:单掺矿渣或粉煤灰能提高抗氯离子渗透能力,复合掺加矿物掺合料可充分发挥各自的性能特性,更有效地提高耐久性能;适量单掺矿渣和烧页岩以及复合掺加矿物掺合料可以提高混凝土的强度;从机理上分析,高阿利特水泥熟料可有效激发矿物掺合料的潜在水化活性,细化了浆体孔径,从而提高了混凝土的抗氯离子渗透性能和强度.     

复合纳米材料和复合掺合料对混凝土性能影响的研究

研究了加入不同比例复合纳米材料和掺30%～40%四掺复合掺合料的胶砂和C40级混凝土的性能,对复配的C40级混凝土试块进行了氯离子和硫酸盐侵蚀试验、对复配净浆试块进行了扫描电镜(SEM)和差示扫描量热(DSC)测试,并讨论了复合纳米材料在混凝土中的不同加入方式.结果表明:相对于基准C40级混凝土,掺入复合掺合料和复合纳米材料配制的C40级混凝土的流动性和抗硫酸盐、氯离子侵蚀的能力均有所增强,其抗压强度提高约20%;复合纳米材料掺入减水荆用于混凝土的效果优于掺入复合掺合料用于混凝土,复合纳米材料掺入减水剂中可以很好地解决纳米材料易于团聚的问题,且其适宜掺入量为减水剂质量的0.5%～1.0%.     

矿物掺合料对砂浆体积稳定性的影响研究

济南轨道交通R1线拟建成为国内首条全线路清水混凝土轨道交通工程,且为100年工程.为此,开展了混凝土体积稳定性的前期研究,即矿物掺合料对砂浆体积稳定性的影响研究,为高性能清水混凝土提供技术支持.研究了单掺粉煤灰(30％、50％)、单掺矿粉(30％、50％)、双掺粉煤灰和矿粉(30％+20％、20％+30％)对水胶比为0.5的砂浆的体积稳定性能的影响规律,分析了单掺与双掺矿物掺合料对砂浆体积稳定性的影响机理.研究结果表明:矿物掺合料的掺入均可有效降低砂浆的收缩率;粉煤灰对砂浆的收缩率的降低优于矿粉对砂浆的收缩率的降低;双掺矿物掺合料对砂浆的收缩率的影响界于粉煤灰与矿粉对砂浆的收缩率的影响之间.     

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.     

偏高岭土对蒸养混凝土强度和毛细吸水性的影响

采用偏高岭土等矿物掺合料等量取代30%水泥研究了蒸养混凝土强度和毛细吸水性,并通过热重、差热分析和电镜探讨了作用机理。结果表明,偏高岭土对提高蒸养混凝土的脱模强度效果显著,复掺10%粉煤灰和20%偏高岭土的蒸养混凝土脱模强度比空白蒸养混凝土强度高23%,比复掺粉煤灰和矿渣的高17%;掺入粉煤灰、矿渣和偏高岭土都降低了混凝土的毛细吸水性,且掺偏高岭土混凝土试件的早期水吸附速率及总的吸水量均为最低;热分析和电镜观察表明,在蒸养60℃温度的热激发下,偏高岭土早期与水泥水化产物氢氧化钙发生火山灰反应是脱模强度高的主要原因,火山灰反应消耗了氢氧化钙,生成了更多的水化产物,混凝土更为致密。     

矿物掺和料与再生骨料对水泥强度和收缩性能的影响

矿物掺和料与再生骨料应用于水泥制品中是废弃物资源化利用的重要途径。为了研究矿物掺和料与再生骨料对水泥强度和收缩性能的影响,设计不同掺和料掺合比例与再生骨料取代率,进行不同龄期的强度、干燥收缩和早期自收缩测试。结果表明,粉煤灰降低水泥强度,而矿粉可提高水泥后期强度;粉煤灰和矿粉对水泥的干燥收缩有抑制作用,但对水泥早期自收缩有促进作用;再生骨料能够提高水泥强度,而对水泥的收缩性能无明显影响。     

复掺高性能矿物掺合料对高强机制砂混凝土性能的影响

为定量研究S105矿粉与其他矿物掺合料共同作用对C80高强机制砂混凝土的和易性、抗压强度和干燥收缩性能的影响规律,通过试验得到不同龄期(3 d、7 d、28 d、60 d)下,S105矿粉单掺,以及掺S105矿粉的同时以不同含量的微珠、超细矿粉、硅灰分别取代水泥时,高强机制砂混凝土的坍落度、扩展度、抗压强度和干燥收缩率,并利用图表分析及拌合物实际状态对比等对其性能的变化趋势进行分析。结果表明:在一定掺量范围内复掺多种矿物掺合料,有利于提高高强机制砂混凝土的和易性和抗压强度,并显著减小其干燥收缩。在保证混凝土和易性良好的条件下,相比于单掺S105矿粉,S105矿粉与不同矿物掺合料双掺对提高混凝土的综合性能有更显著的作用。综合考虑对和易性、抗压强度和干燥收缩性能的影响,当超细矿粉取代水泥的质量分数为3%时,即水泥与S105矿粉和超细矿粉的质量比为33:11:1时,高强机制砂混凝土的性能处于较好的水平,其粘聚性和流动性都有显著改善,其3 d和60 d抗压强度分别增长3.1%和5.1%,其干燥收缩率则减小了4.0%。     

-3 ℃养护下考虑矿物掺合料影响的水泥水化程度计算模型

针对多年冻土地区工程施工时混凝土养护的问题,采用10%、20%、30%的矿粉和粉煤灰替代量等量替代水泥,测试了-3 ℃恒温养护条件下0.38水胶比水泥浆体在各个龄期的水泥水化热,计算了水泥水化程度;分析了龄期及矿物掺合料对水泥水化程度的影响规律,建立了综合考虑龄期和矿物掺合料替代量的水泥水化程度计算模型.结果表明:-3 ℃恒温养护下,矿物掺合料等量替代水泥,水泥浆体的水化程度会降低,粉煤灰降低水化程度的值要比矿粉高;在相同矿物掺合料替代量下,随着龄期的增长,矿物掺合料对水泥水化程度的影响逐渐减弱;同一龄期时,随着矿物掺合料的增加,矿物掺合料对水泥水化程度的影响逐渐增强;利用建立的模型计算了分别掺入15%矿粉和粉煤灰的水泥水化程度,与实测值相比,计算值偏离值较少,预测精度较高.     

Early hydration of clinker–slag–metakaolin combination in steam curing conditions, relation with mechanical properties

High strength can be obtained at early ages for precast concrete elements by the use of CEMI 52.5R cement (OPC) and thermal treatment (steam curing). To compensate for the announced withdrawal of CEM I cements because of high CO₂ emissions during their production and the ecotax that this will imply, one attractive alternative is the use of composed cements resulting from the combination of clinker with mineral admixtures. In steam curing conditions, previous studies have shown an increase in the compressive strength at one day of age for mortars incorporating an OPC/blast furnace slag (GGBS)/metakaolin (MK) combination, in comparison with mortars incorporating OPC only. The present study investigates the connection between the compressive strength, at one day of age, of steam cured mortars made with various binders and the hydration of these binders. The progress of the hydration was characterised by means of XRD, thermal and microprobe analyses. The results indicate that the increase in compressive strength when MK is incorporated (OPC/MK or OPC/MK/GGBS) can be explained by an increase in the amount of C-S-H, C-A-H, C-A-S-H phases, a decrease in the amount of CH and a change in the chemical nature of the matrix (decrease in C/S ratio). The decrease in compressive strength of OPC/slag-based material can be explained by a reduction in the amount of hydrated phases (particularly C-S-H) and compactness.These are promising results for precast concrete manufacturers who are concerned about preserving the environment.     

矿物掺合料混凝土碳化性能试验研究

通过快速碳化试验,综合考虑水胶比、掺合料种类、掺量等因素,对掺合料混凝土碳化规律进行了研究.结果表明:低水胶比是保证掺合料混凝十具有较高抗碳化能力的重要手段之一.掺合料总掺量相同时,掺合料混凝土抗碳化能力从高到低依次为:三掺粉煤灰+矿渣+硅灰,双掺粉煤灰+矿渣,双掺粉煤灰+硅灰,单掺矿渣,单掺粉煤灰,单掺硅灰.合理双掺粉煤灰+矿渣或三掺粉煤灰+矿渣+硅灰,不仅能使混凝土获得满足要求的抗碳化能力,还可以大大提高水泥取代量.     

外加剂对混凝土收缩与开裂性能影响的试验研究

针对传统混凝土中加入矿物外加剂会导致混凝土开裂的问题,提出在传统方法上加入粉煤灰和硅灰。为验证方法的可行性,采用不同实验配方比,并结合单掺和复掺方式,对上述方法进行验证。实验表明:复掺30%~40%的粉煤灰和矿粉可有效降低混凝土的开裂面积;硅灰与粉煤灰和矿粉在二元或三元复合下可降低砂浆自收缩和干燥收缩,且混凝土强度不会降低。由此得出混凝土收缩与开裂和砂浆收缩存在显著相关性,砂浆的自收缩和干燥收缩是影响开裂的主要因素。     

熟料及矿物掺合料对复合水泥最早期强度的影响

研究了不同品种熟料及细度,粉煤灰、矿渣粉及钢渣粉对复合水泥最早期强度的影响.研究表明:随熟料细度提高,水泥24h内最早期强度有明显提高.在化学组成及含量接近的情况下,熟料品种对水泥最早期强度影响不明 显.掺加粉煤灰、矿渣粉和钢渣粉等矿物掺合料后,复合水泥浆体最早期强度均有明显降低,但12h后复合水泥与纯硅酸盐水泥...     

Relationship between ultrasonic velocity and compressive strength for high-volume mineral-admixtured concrete

Ultrasound is used to evaluate the compressive strength of concrete with mineral admixtures. In addition, the relationship between ultrasound velocity and compressive strength of concrete are evaluated. High-volume fly ash (FA), blast furnace slag (BFS) and FA+BFS are used as the mineral admixtures in replacement of Portland cement (PC).

Compressive strength and ultrasonic pulse velocity (UPV) were determined at the 3-, 7-, 28- and 120-day curing period. Both compressive strength and UPV were very low for all the levels of mineral admixtures at an early age of curing, especially for samples containing FA. However, with the increase of curing period, both compressive strength and UPV of all the samples increased. The relationship between UPV and compressive strength was exponential for FA, BFS and FA+BFS. However, constants were different for each mineral admixture and each level replacement of PC.     

Effect of Chloride‐Based Accelerator in the Presence of Water‐Reducing and Retarding Admixture on Autogenous Shrinkage

Rapid repair concrete mixtures commonly used for full‐depth concrete pavement repair sections can use large dosages of accelerating admixtures to increase strength gain rates and decrease the time to traffic opening. Most often, these mixtures also contain water‐reducing and retarding admixtures (WRRAs) to allow for the use of a low water–cementitious material ratio in order to meet strength requirements. The use of large dosages of accelerating admixtures in combination with retarding admixtures could have significant side effects on concrete. Autogenous shrinkage of low water–cementitious concrete can contribute to high tensile stresses and cracking problems. The effect of calcium chloride‐based accelerating admixture dosage, when used with WRRAs, on autogenous shrinkage was measured. It was found that the inclusion of calcium chloride‐containing accelerating admixtures has a nonlinear effect on the pore size distribution and consequently a nonlinear increase on the autogenous shrinkage.