基于不同激发机理再生微粉活性激发制备砂浆应用性能对比研究

以再生微粉砂浆的应用性能为指标,对比研究了五种不同激发剂激发下,两种再生微粉FB和FC砂浆在不同的激发剂用量的情况下,砂浆的孔隙率、平均孔径、孔径分布、抗冻融性能等,研究结果发现LQ1和LQ2激发下,再生微粉砂浆的强度高,干缩小,孔隙率低,孔径分布均匀,吸水率低,抗冻融性好.     

新型废渣软土固化剂的试验研究

通过配合比正交试验和优化,将脱硫石膏、钢渣、矿渣复合形成固化剂(简称GSC);采用扫描电镜对其水化产物进行微观分析;并通过无侧限抗压试验对GSC固化土与水泥土作了强度对比分析.研究结果表明,钢渣作为胶凝材料对GSC固化剂强度影响最大;发现GSC固化剂安定性、凝结时间可以满足使用要求,其水化产物和水泥相似;GSC固化土无侧限抗压强度随龄期的增长规律与水泥土一致,但早期强度比水泥土低;调节GSC的用量和水灰比大小可以实现与水泥相同的固化效果.     

白云石和石灰石微粉对水泥砂浆强度和水化产物的影响

为探究白云石微粉在水泥基材料中的物理化学效应和安全高效应用途径,以石灰石微粉为参照,在研究白云石微粉取代量和细度对水泥砂浆强度影响的基础上,采用X射线衍射和热重法研究了白云石微粉对复合胶凝材料浆体水化产物的影响。结果表明:白云石和石灰石微粉对水泥砂浆强度的影响规律类似,砂浆强度几乎均随取代量增加而降低,而且两者所致的强度绝对值差异不大。白云石微粉取代量大于10%时砂浆3 d强度明显降低,而石灰石微粉在取代量达20%时,对砂浆3 d强度几乎没有影响。随龄期延长,两种微粉对砂浆强度影响的差异减小。养护至28 d,取代量≤10%时,两种微粉对砂浆强度的影响几乎没有差异;进一步延长龄期至90 d,在取代量为5%~30%范围内,两种微粉同掺量时砂浆的强度相当。提高白云石微粉细度可小幅改善混合水泥早期强度。与石灰石微粉类似,白云石微粉参与水泥水化反应,生成碳铝酸盐,但两者参与反应的速度、程度和机制略有差异。取代量为30%时,白云石和石灰石在浆体中的反应程度3 d时分别为3.06%、3.54%,90 d时则分别为7.46%和5.91%。与石灰石微粉相比,白云石微粉成核效应弱、早期反应活性低,导致其对砂浆早期强度的积极效应不及石灰石微粉;直接生成碳铝酸盐和去白云石化反应的共同效应明显促进白云石微粉的中后期反应速度和程度,并进而促进砂浆中后期强度发展。     

含白云石微粉水泥砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能

为评估白云石微粉对水泥抗硫酸盐侵蚀性能的影响,以石灰石微粉为参照,研究了白云石微粉掺量(质量分数)分别为10%、20%、30%时,水泥砂浆在质量浓度为5%硫酸钠溶液中的变形和强度发展规律,并讨论了基于抗蚀系数的含碳酸盐岩微粉水泥抗硫酸盐侵蚀性能评价方法。结果表明:砂浆试体在Na_2SO_4溶液中的变形过程可分为稳定期、缓慢膨胀期和加速膨胀期3个阶段。除掺10%白云石微粉试体外,其余含碳酸盐岩微粉砂浆的膨胀率均大于空白样(PC)。与掺石灰石微粉试体相比,含白云石微粉试体起始膨胀的龄期滞后,同期膨胀小,且两者膨胀差异随龄期延长和掺量增加呈增大趋势。无论在水中还是在Na_2SO_4溶液中,掺碳酸盐岩微粉砂浆抗压和抗折强度发展趋势均与PC类似,但强度均降低,且掺量越大,强度降幅越大。与在水中养护时强度持续缓慢增长不同,掺碳酸盐岩微粉砂浆强度在Na_2SO_4溶液中经历先快速增长至峰值,而后降低的过程。与含石灰石微粉试体相比,含白云石微粉砂浆强度达到峰值的龄期滞后且后期强度高。标准规定的28 d抗蚀系数K_(28)不能确切反映含碳酸盐岩微粉水泥抗硫酸盐侵蚀性能。采用试体起始膨胀或强度达峰值龄期的抗蚀系数可提高判定结果的准确性和可靠性。     

碳化对镁渣砂浆强度和微观结构的影响

采用CO2养护加速碳化镁渣砂浆,制备了低碳胶凝材料。研究了水灰比和碳化龄期对碳化镁渣砂浆的力学性能及微观结构的影响。结果表明：在CO2浓度为99．9％、压力为0．1 MPa、温度为23℃的碳化养护条件下,水灰比为0．4的镁渣砂浆碳化14 d后,抗压强度是其碳化前强度值的9．9倍,延长碳化时间有利于强度的提高。水灰比对碳化砂浆强度影响显著,低水灰比试件碳化后强度提高更多。通过微观分析发现,碳化养护提高镁渣砂浆强度的原因是,碳化后生成大量的CaCO3,使试件更加致密,孔隙率降低。     

膨胀剂与陶砂对低水灰比砂浆的减缩作用

为了有效减少低水灰比水泥基材料的收缩,研究了掺加硫铝酸钙膨胀剂与采用饱水陶砂作为内养护剂的低水灰比砂浆的收缩。结果表明:单独采用膨胀剂不能有效减少低水灰比砂浆的自收缩与干燥收缩;单独采用较高掺量的饱水陶砂时可以显著减少砂浆自收缩,但会增加干燥收缩,而且会明显降低强度;膨胀剂与陶砂复合可以明显减少砂浆自收缩与干燥收缩,在达到同等减缩效果时,可减小陶砂掺量从而基本消除对强度的不利影响:在饱水陶砂的内养护作用下膨胀剂能充分反应,可有效减少低水灰比水泥基材料的收缩。     

不同养护龄期和水灰比下纳米石墨烯片水泥基复合材料力学性能研究

研究了在不同水灰比和不同养护龄期下,纳米石墨烯片(GnPs)的加入对水泥基复合材料力学性能的影响,并利用SEM分析了GnPs对水泥基体的增强作用.结果 表明,在7d养护龄期下,GnPs的加入会降低水泥净浆的力学性能,但随着养护龄期的增加,水泥基复合材料的力学性能不断增强,同一掺量下,水灰比越大,抗折、抗压强度越低.28 d时,GnPs掺量为0.3wt％,水灰比为0.35下,材料抗折、抗压强度达到最大值,分别为12.47 MPa、102.11 MPa,较空白组分别提高29.8％、22.7％.微观分析表明,GnPs能够通过改变水泥水化产物的形貌及提高材料的密实度来提高其力学性能.     

镍渣的粉磨特性和活性研究

主要研究了镍渣的粉磨特性,以及镍渣比表面积和养护龄期对水泥基材料强度与镍渣活性指数的影响.研究结果表明,该镍渣的易磨性和活性较差,但其活性指数随比表面积的增大而提高,且养护时间愈长,镍渣活性的发挥愈显著;掺镍渣粉后,砂浆强度降低非常明显,但是随着养护龄期的增加,强度降低幅度变小.     

水泥固化作用对固体废弃物中重金属浸出特性的影响

近年来,越来越多的固体废弃物以较高的消纳率再生用于生产混凝土、砂浆等水泥基材料。为了研究水泥固化作用对固体废弃物中重金属浸出特性的影响,对不同种类和不同掺量比例固体废弃物砂浆进行了系统的重金属浸出试验研究。结果表明,重金属浸出浓度随着固体废弃物掺量比例的提高而增大;不考虑物理稀释作用,同种类固体废弃物的砂浆试样折算后的重金属浸出浓度比较接近;随着养护龄期的延长,重金属浸出浓度呈降低趋势。     

水泥砂浆的早龄期热膨胀系数的时变特征

为了测定水泥基材料的早龄期热膨胀系数,并揭示和把握其时变特征、影响因素,通过自行设计的实验方法抑制早龄期胶凝材料的水化和自收缩的发生,获得水泥砂浆的单纯温度变形随测试温度变化的规律,从而求得热膨胀系数,进而以水化龄期为参数获得热膨胀系数的时间依存特征。结果表明:以–2～3℃作为测试变温区间能有效抑制水泥的水化进程和自收缩,从而获得砂浆的单纯温度变形;砂浆的早龄期热膨胀系数随龄期增加的变化表现为急剧下降、缓慢回升和持续稳定3个基本阶段;随着水泥用量的减少和水灰比的提高,砂浆的热膨胀系数特征值(最大值、最小值和稳定值)增大。     

温度对碱激发再生混凝土微粉砂浆抗压强度的影响

以再生微粉砂浆的强度、微观孔隙率为指标,结合部分再生微粉砂浆的XRD衍射图谱,对比研究在不同温度下,碱激发和不用碱激发再生微粉活性制备砂浆的抗压强度大小.通过比较研究发现碱激发反应温度对再生微粉砂浆抗压强度影响很大;温度过低,碱激发反应慢,一定时间内生成的胶凝性物质少,砂浆内孔隙率高,抗压强度低;温度过高,碱激发反应快,体系内生成胶凝土物凝结太快,砂浆孔隙率高,抗压强度低;因此碱激发再生微粉活性存在合适温度.     

废瓷砖再生骨料对砂浆及砼性能的影响

利用废弃瓷砖制备再生粗、细骨料以取代天然砂石,研究了废瓷砖再生骨料对砂浆、混凝土性能的影响;并通过劈裂实验及抗折实验,对比分析了再生骨料、天然碎石与水泥石的界面粘结性能.结果表明:在相同配比条件下,与天然砂石集料相比,废瓷砖再生骨料有利于提高砂浆、混凝土的强度,减小干缩率,但会导致工作性变差.在相同龄期条件下,不同类型骨料-水泥石的界面粘结强度均随水灰比的降低而增大.在相同水灰比条件下,废瓷砖再生骨料-水泥石界面28 d劈裂强度、抗折强度均较碎石-水泥石界面的要大,表明再生骨料-水泥石界面粘结性能更好.     

废弃砂浆粉对水泥物理力学性能的影响

研究了废弃砂浆粉对水泥物理力学性能的影响,测试了标准稠度需水量、凝结时间、流动度和强度.结果表明:废弃砂浆粉的掺加导致水泥的标准稠度需水量增加,水泥的凝结时间总体降低,水泥净浆的流动度及流动度损失均呈降低趋势,而减水剂与水灰比对水泥净浆的流动度及流动度损失有较大影响.废弃砂浆粉掺加量的多少将直接影响到水泥砂浆的强度,掺量越大,水泥砂浆强度损失越严重,而掺量低于10%时,水泥砂浆仍具有较高的抗压强度和抗折强度.微观结构特征表明,废弃砂浆粉掺量在一定范围时,水泥砂浆体系中产生钙矾石与C-S-H凝胶较多,体系结构密实性好.     

蒸养条件下两性聚羧酸减水剂对胶砂及混凝土强度的影响

合成了阴离子型和两性型聚羧酸减水剂,研究了两类聚羧酸减水剂对水泥水化热、蒸养胶砂和蒸养混凝土强度的影响.结果表明:在蒸养条件下,与阴离子型聚羧酸减水剂相比,掺两性型聚羧酸减水剂的水泥水化温峰更高;在相同水灰比时,掺两性聚羧酸减水剂的蒸养胶砂和蒸养混凝土的强度也更高.XRD分析可知,掺入两性聚羧酸减水剂在蒸养条件下生成更多的AFm和氢氧化钙,促进了C3S和C2S的水化.     

含浆量对再生混凝土性能及强度的影响

再生集料表面包裹着一层硬化水泥砂浆、导致再生混凝土的强度变化较复杂。利用集料的吸水率指标来探讨如何利用吸水率、取代率来推算含浆量以及不同含浆量的再生集料对混凝土7d、28d强度;再生混凝土的强度与灰水比的线性关系和工作性能的影响。     

基于单纯重心型设计法的再生骨料砂浆 配合比设计

再生骨料干拌砂浆是一种绿色新型建筑材料，既解决建筑垃圾的利用问题，又减轻了建筑原材料的过度开采，降低碳排放，是材料工业可持续发展的必然趋势。本文采用单纯重心型设计法对再生骨料掺量、水灰比和水泥用量三个因素进行研究以优化再生骨料干拌砂浆的配合比，以稠度、2 h稠度损失率和抗压强度作为关键的性能评价指标。结果表明，单纯重心型设计法可用于优化再生骨料砂浆的配合比。在优化的配合比下，再生骨料砂浆的稠度、2 h稠度损失率和强度之间可以达到很好的平衡。     

建筑废弃物再生冗余土制备预拌流态固化土及性能研究

再生冗余土作为建筑废弃物资源化利用处理的副产物,具有成分组成复杂、含泥量高等特点,相较已经得到成熟应用的再生骨料,再生冗余土的研究与应用相对较少。为解决其资源化利用难题,采用再生冗余土作为原料,水泥、钢渣粉、粉煤灰作为固化剂制备预拌流态固化土,研究加水量、固化剂掺量与组成对预拌流态固化土工作性能与力学性能的影响。结果表明,通过调整加水量与固化剂掺量,可制备坍落度80~240 mm的再生冗余土-预拌流态固化土,28 d龄期强度介于0.68~9.54 MPa,作为低成本回填材料可以替代素土或素混凝土回填,有效消纳冗余土的同时实现与工业固废的协同利用。     

新旧水泥砂浆界面粘结性能试验研究

在荷载和环境因素作用下,混凝土结构产生不同程度的劣化。为了保证结构的安全性和耐久性,需要对损伤水泥基材料进行修复。基体的含水饱和度、界面粗糙度、修补砂浆的水灰比以及试件的养护条件都会影响修补砂浆与基体间的粘结强度。选取四种含水饱和度(0%、30%、70%、100%)的旧砂浆作为基体,浇筑水灰比为0.4和0.6的新砂浆,试件密封养护28 d,剪切试验结果表明:当新砂浆水灰比为0.6,旧砂浆含水饱和度按照70%、30%、100%、0%的顺序变化时,界面的剪切强度逐渐减小;当新砂浆水灰比为0.4,旧砂浆含水饱和度按照30%、0%、70%、100%的顺序变化时,界面的剪切强度逐渐减小。同时发现,新砂浆水灰比为0.4时的界面剪切强度普遍大于水灰比为0.6的数值。通过切槽法改变旧砂浆的界面粗糙度,然后浇筑水灰比为0.6的新砂浆,试件标准养护。剪切试验结果表明:当旧砂浆界面粗糙时,界面间的剪切强度是旧砂浆光滑时的1.26倍。选取两种含水饱和度(0%、100%)的旧砂浆作为基体,浇筑水灰比为0.4和0.6的新砂浆,分别进行标准养护和密封养护,剪切试验结果表明:在旧砂浆含水饱和度和新砂浆水灰比相同的情况下,标准养护下的界面剪切强度明显大于密封养护下的界面剪切强度。     

Use of building rubbles as recycled aggregates

The application of building rubble collected from damaged and demolished structures is an important issue in every country. After crushing and screening, this material could serve as recycled aggregate in concrete. A series of experiments using recycled aggregate of various compositions from building rubble was conducted. The test results show that the building rubble could be transformed into useful recycled aggregate through proper processing. Using unwashed recycled aggregate in concrete will affect its strength. The effect will be more obvious at lower water/cement ratios. When the recycled aggregate was washed, these negative effects were greatly improved. This is especially true for the flexural strength of the recycled concrete. The recycled coarse aggregate is the weakest phase at a low water/cement ratio. This effect will dominate the strength of recycled concrete. This mechanism does not occur in recycled mortar. The quantity of recycled fine aggregate will govern the mortar strength.