橡胶粉对水泥基材料性能影响的研究进展

橡胶粉应用于混凝土中是废旧橡胶综合利用的主要途径之一,具有重要的经济和社会意义。介绍了废旧橡胶综合利用现状以及橡胶粉的物理性质和化学组成,着重介绍了橡胶粉对水泥基材料的工作性、力学性能和耐久性能的影响及其影响机理。同时指出了目前存在的问题,据此提出了其发展趋势,为今后橡胶粉在水泥基材料中的进一步研究和应用提供技术指导和参考。     

基于碳纳米管掺量影响下水泥基材料性能研究

结合国内外相关学者的研究成果,对不同碳纳米管掺量下水泥基材料性能影响进行综合论述,探讨了不同掺量对水泥基材料工作性能、力学性能、断裂韧性、耐久性的影响,统计分析后得到最优掺量,为工程实际应用及相关研究提供参考。     

大理石粉对水泥基材料性能的影响研究

研究了大理石粉的细度（13μm、18μm、38μm）和掺量（0、5%、10%、15%、20%）对水泥基材料工作性、力学性能和碱活性的影响,采用XRD和SEM分析了水化产物和微观结构。结果表明：随着大理石粉掺量的增加,浆体的标准稠度用水量先增大后减小,流动度增大,且大理石粉的细度越大,标准稠度用水量和流动度越大;掺加适量（5%）的大理石粉可以有效提高水泥基材料的抗压、抗折强度,且大理石粉的细度越大,对抗压、抗折强度的提高效果相对越明显;大理石粉的细度越大,水泥基材料的28 d膨胀率越大;微观结果表明,大理石粉在水泥基材料中起到微集料填充作用,同时具有一定的活性。     

正硅酸乙酯对水泥基材料性能的影响

对水泥基材料表面处理是提高其耐久性和服役寿命的有效方法之一,但是目前的表面处理方法存在各种弊端。采用正硅酸乙酯(TEOS)和常用的表面处理剂硅酸钠对水泥基材料进行表面防护,研究其对水泥基材料强度、吸水量、抗氯离子渗透性能和抗碳化性能的影响。结果表明,TEOS对水泥基材料的性能提升具有较好的作用;采用TEOS处理后,水泥净浆、砂浆和混凝土的强度提高率分别为20.8%、10.2%、12.5%;TEOS相对于硅酸钠能够更好地减小碳化深度、氯离子渗透性能和吸水量;采用TEOS处理后,碳化深度减少51.4%,氯离子渗透深度减少50.0%,吸水量减少55.5%。     

纳米纤维素晶体对水泥基复合材料性能的影响研究

研究了纳米纤维素晶体（CNCs）对水泥净浆流变性和水化热的影响规律，并探讨了水胶比分别为0.3、0.4、0.5时，CNCs对水泥基复合材料强度的影响，进行了微观结构分析。结果表明：CNCs的加入会延缓水泥基复合材料的早期水化，促进后期水化；CNCs可以增大水泥浆体的剪切应力和塑性黏度，且随着CNCs掺量的增加而变大；掺加CNCs可显著提高水泥砂浆的力学性能，当水胶比为0.5、CNCs掺量为0.2%时，水泥砂浆的标养28 d抗折、抗压强度较未掺CNCs的分别提高了25.4%、18.8%;CNCs改善了水泥基材料内部的微观结构，减少了其内部孔洞、裂缝等缺陷。     

碳纳米管改善水泥基材料性能的微观机理

碳纳米管由于其优异的性能,正迅速成为一种最有应用前景的纳米材料,对其改善水泥基复合材料的研究也成为纳米材料领域的热点。详细综述了碳纳米管通过纤维桥联、纤维拔出、网络填充改善水泥基复合材料性能的微观机理及研究进展,为其宏观性能提供了理论解释。     

高温对水泥基材料微观结构的影响

运用SEM高温疲劳实验系统、环境扫描电镜和压汞仪等对高温作用后水泥基材料的微观结构进行了试验研究.研究表明:随着温度升高,水泥基材料内部致密的水泥浆体结构逐渐被破坏,300℃后尤为严重,并且由表及里逐步深化;孔隙率明显增加,阀值孔径不断增大,"孔粗大化"严重;高温对水泥砂浆的劣化影响比水泥净浆更为严重.材料微观结构的劣化意味着与材料渗透性有关的耐久性降低.     

乳胶粒径对聚合物改性水泥基材料性能的影响

合成了3种数均乳胶粒径分别为138,202,251nm的聚合物乳液,考查了乳胶粒径对聚合物在水泥表面吸附量、水泥净浆凝结时间、新拌砂浆流动度和含气量、硬化砂浆力学性能的影响.结果发现:在相同聚灰比(mP/mC)条件下,随乳胶粒径减小,聚合物在水泥表面的吸附量降低,水泥净浆的凝结时间变长,新拌砂浆流动度增大,硬化砂浆抗折强度提高,抗压强度下降;新拌砂浆含气量在mP/mC5%时随乳胶粒径减小而增大,在mP/mC≥5%时随乳胶粒径减小而减小;在饱和吸附量下单位质量水泥表面所吸附的3种聚合物覆盖面积与其粒径无关,分别为1 918,2 111,1 963cm2/g,比水泥的勃氏比表面积(3 530cm2/g)小.     

水泥增效剂对水泥基材料性能的影响

研究了水泥增效剂对水泥及混凝土相关性能的影响。试验结果表明:水泥增效剂的掺入,显著提高了水泥基材料的力学性能:水泥胶砂试块1 d时的抗压强度和抗折强度分别增加149%和176%,28 d时分别增加29%和44%;混凝土材料28 d时的抗压强度和抗折强度分别提高34%和42%,折压比达到12.8%。水泥增效剂在水化早期快速水化形成钙矾石,具有促凝作用,针状钙矾石交叉连接形成网络状结构,有利于胶凝材料力学性能的改善。增效剂对水泥后期水化过程的影响作用甚微。     

不同养护条件下GBFS高强水泥基材料的力学性能

针对标准养护、70℃蒸汽养护、高温压蒸釜养护3种养护条件下的粒化高炉矿渣（GBFS）高强水泥基材料进行力学性能试验,研究了养护条件、水胶比和代砂率等对GBFS高强水泥基材料抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量等力学性能的影响及其各力学性能之间的关系,并通过激光共聚焦显微镜分析了养护条件对GBFS高强水泥基材料微观结构的影响.结果表明：GBFS高强水泥基材料的强度发展规律与普通石英砂高强水泥基材料相一致,其抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度及弹性模量均随水胶比的降低、养护龄期的增加及养护温度的增高而增大;相同配合比、相同养护条件下,GBFS高强水泥基材料的抗压强度等力学性能低于普通石英砂高强水泥基材料;70℃蒸汽养护和高温压蒸釜养护不仅能提高GBFS高强水泥基材料的早期强度,还使其后期强度的发展高于标准养护;3种养护条件下GBFS高强水泥基材料的抗折强度、抗劈裂拉强度及弹性模量均随着抗压强度的增加而增加,其中弹性模量与抗压强度的关系可用通常混凝土计算公式描述.微观形貌显示：在标准养护条件下,GBFS高强水泥基材料与普通石英砂高强水泥基材料一样,其骨料界面过渡区中的水泥浆体与骨料紧密结合,但可明显分辨;70℃蒸汽养护条件下,其骨料与胶凝浆体界面过渡区发育较致密;高温压蒸釜养护条件下,其骨料与胶凝材料融为一体,界面过渡区已无法分辨.     

纳米二氧化硅改性水泥基材料的研究进展

纳米二氧化硅以其粒径小、比表面积大、表面吸附能力强等特性在改性水泥基材料性能方面有着良好的效果,现已成为众多学者研究的热点。文章对纳米二氧化硅在改性水泥基材料的水化硬化、耐久性和力学性能三个方面的研究进行了综述,并对纳米二氧化硅改性水泥基材料的机理进行简单概况,为今后深入研究其他纳米材料改性水泥基材料的机理提供研究基础。     

研究超细矿粉对水泥基材料强度和微观结构的影响

为研究超细矿粉的掺量和比表面积对水泥砂浆强度和微观结构的影响,采用XRD、TG、SEM、NMR等对不同掺量、不同比表面积矿粉13组砂浆试块进行测试.试验结果表明:在掺入相同比表面积矿粉条件下,随着矿粉掺量的增加,砂浆试块中的Ca(OH)2含量减少,砂浆试块的总孔隙率降低,砂浆试块的抗压强度呈上升趋势;在相同的矿粉掺量条件下,随着矿粉比表面积的增加,砂浆试块中的Ca(OH)2含量减少,砂浆试块的总孔隙率降低,砂浆试块的抗压强度增加.从机理上分析,超细矿粉可以起到物理填充以及火山灰效应,在一定范围内,无论是提高矿粉掺量或者增加矿粉比表面积,砂浆试块孔隙结构会更加密实,砂浆试块抗压强度增加.     

再生骨料对压制成型水泥基材料性能影响的研究

针对再生骨料在压制成型水泥基材料中的应用研究,探索了再生骨料在不同掺量下对水泥基材料强度和耐久性的影响规律.研究结果表明:再生骨料在水泥基材料中应用具有可行性;掺有再生骨料的水泥基材料强度均高于空白水泥基材料,在耐久性能方面满足D100的抗冻等级指标.     

焙烧硅藻土对水泥基材料力学性能的影响

采用焙烧法对硅藻土进行改性,将改性后的硅藻土通过外掺的方式掺入水泥基材料中,然后研究改性前后的硅藻土对水泥基材料力学性能的影响.结果表明:焙烧法改性的硅藻土具有良好的火山灰活性,且焙烧温度为800℃时硅藻土火山灰活性最高;当掺量为2%,硅藻土的焙烧温度分别为200,500,800,1100℃时,其3d抗压强度比原始硅藻土水泥基材料分别提高了12.65%,8.08%,10.59%,16.32%,说明改性硅藻土对水泥基材料早期强度有一定促进作用;当掺量为2%、硅藻土焙烧温度为800℃时,改性硅藻土水泥基材料28d抗压强度可达78.05MPa,比纯水泥基材料提高了21.08%.XRD、SEM、综合热分析结果表明,改性硅藻土改善了水泥基材料的内部结构,使水泥基材料密实度增加,从而提高其强度.     

垃圾焚烧灰熔融重构矿渣对水泥基材料性能的影响

研究了不同掺量下(10%、20%、30%、50%)的垃圾焚烧灰和重构矿渣对水泥基材料性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等测试技术分析了影响机理。研究结果表明:相比于纯水泥,垃圾焚烧灰掺量为50%的水泥基材料终凝时间缩短为75 min,标准稠度用水量增加至28.7%,重构矿渣掺量为50%的水泥基材料终凝时间延长至335 min,标准稠度用水量增加至29.8%。垃圾焚烧灰的活性较低,随着垃圾焚烧灰掺量的增加,水泥砂浆抗压强度先增大后减小,当其掺量为10%时,28 d抗压强度达到最大(51.5 MPa);重构矿渣的活性高于垃圾焚烧灰,在碱性环境的激发下,水化后期重构矿渣发生二次水化反应,生成较多的水化产物,掺重构矿渣的水泥砂浆强度先增大后减小,当重构矿渣掺量为20%时,28 d抗压强度达到最大值48.8 MPa。     

纳米MgO对水泥基材料性能影响研究进展

结合国内外最新研究成果,综述了纳米MgO对水泥基材料的工作性、力学性能、孔结构、耐久性能及收缩膨胀特性的影响,分析了纳米MgO水泥基材料的收缩膨胀机理。并针对当前研究的不足,提出了进一步研究方向,为后续纳米MgO的应用研究提供借鉴。     

硫酸盐对水泥基材料微观结构的影响

本文通过对水泥基材料的细观结构的分析发现：在水泥基材料中添加适宜种类和掺量的添加剂,可以增加水化产物;水化产物填充了浆体的毛细孔,未水化的填充了集料与浆体的间隙,提高了水泥基材料的密实度,改善了界面结构,提高了抗硫酸盐侵蚀能力.本文提出了三种主要侵蚀的方式并建立了理论模型.     

水泥基材料混沌分形特征与耐久性

为深入研究水泥基材料混沌分形特征与耐久性,分析了水泥基组成材料的复杂性、应用环境的广泛性、宏观微观结构的特殊性,阐述了水泥基材料混沌分形特征与耐久性研究的重要性,提出了水泥基材料混沌分形理论可以作为继材料科学、细观力学、断裂力学、水泥化学、流变学等之后,构成混凝土材料科学研究的一个新的分支,有利于科学合理评价混凝土材料的复杂性,在水泥基材料混沌动力学特征和孔结构与渗流特征方面有较大的研究空间。