掺纳米白炭黑对新拌和硬化水泥基材料性能的影响

通过TEM,SEM,BET和激光粒度分析测试,对比研究了沉淀法纳米白炭黑(precipitated silica,PS)与纳米SiO2微粉(nano-silica powder,NS)的纳米特性及其团聚特性,并通过流变、凝结时间、强度和氯离子渗透深度测定,研究了掺PS和NS对新拌和硬化水泥基材料性能的影响及机理.结果表明:PS的团聚程度远大于NS,未经球磨分散处理时呈双峰粒度分布,团聚颗粒粒径很大,D50和D90分别高达58.187 μm和105.326 μm,大大超过52.5水泥的颗粒粒度.NS掺量低于1.0％时对水泥净浆稠度影响不大,但PS掺量对净浆稠度有明显影响,低于0.75％时缓慢增长,超过1％时则明显增大.掺PS和NS均可促进水泥水化,在1.0％掺量范围内,随PS掺量增加,水泥砂浆的强度和抗氯离子渗透性能均可得以有效改善.     

碱对水泥基材料收缩性能的影响

通过测量不同品种和掺量的碱对水泥基材料的水分损失量和自由收缩率，研究了在干燥条件下不同的碱对水泥基材料收缩性能的影响规律．结果表明，在相同水灰比(0．45)和灰砂比(1：3)条件下，掺入0.214％～1．071％(质量分数，下同)KOH和0．42％NaOH增加了砂浆的水分损失和早期收缩、同时，发现碱作用下水泥基材料的水分损失与收缩过程密切相关，即浆体的收缩随着水分的损失更加明显.     

掺 ＰＥＧ对新拌与硬化水泥基材料性能的影响

聚乙二醇（ＰＥＧ）作为增黏剂对水泥基材料性能有较大的影响,笔者对其流动度、电阻率、强度、压汞和扫描电镜等进行了分析测试。结果表明：与掺 ＰＥＧ４００（Ｐ４）相比,掺 ＰＥＧ８００（简称 Ｐ８） 增黏效果更好;在０．１％～０．４％掺量范围内,掺 Ｐ４均可促进水泥水化,但随着掺量的增加,其促进 作用呈先增大后减小趋势;掺 Ｐ８时,其掺量较小时可促进水化,掺量较高时有缓凝作用,但两者效果均不明显。掺 ＰＥＧ 可增大水泥水化产物低密度 Ｃ－Ｓ－Ｈ 凝胶密实度,并促进粉煤灰火山灰反应, 其对自密实混凝土具有明显增强效果。     

网状PP纤维对水泥基材料性能的影响

在工程实践中,混凝土(砂浆)的裂缝问题越来越突出,采用聚丙烯纤维来解决混凝土开裂的问题是近年来广泛研究和应用的一种新的途径.其原理主要在于,混凝土中水泥作为胶凝材料来握裹纤维,这些纤维起到微细配筋作用,消耗混凝土变形开裂能量、提高韧性、撑托骨料和减少混凝土离析泌水,从而控制水泥基体内部微细裂的生成和扩展,提高混凝土的抗裂性能.笔者对纤维混凝土(砂浆)的性能进行了综合分析,得出了纤维混凝土(砂浆)在物理力学性能上的优势.     

掺钢渣粉超高韧性水泥基材料拉伸性能研究

从固废利用和材料高性能化出发,通过掺加钢渣粉来制备超高韧性水泥基复合材料。考虑了水胶比(0.25、0.35)、钢渣粉(0、20%、40%、60%、80%)两个因素,采用立方体抗压试验和直接拉伸试验探究掺钢渣粉的PVA纤维增强水泥基复合材料基本力学性能。结果表明:利用钢渣制备超韧性水泥基复合材料是可行,钢渣粉掺量不超过60%时,掺钢渣PVA纤维增强水泥基复合材料能满足一般工程对抗压强度的需求;钢渣粉的掺入使水泥基复合材料表现出明显的应变硬化特点,拉伸极限应变得到了极大的提升。     

硅灰对水泥基材料性能影响的试验研究

主要讨论了在水泥中掺入硅灰后,水泥浆性能发生的变化.在试验中,用硅灰取代水泥量分别为0％、8％、12％、16％、20％,分别测定各取代量水泥浆的稠度、抗压强度以及硫酸盐腐蚀的后强度,对得出的数据进行分析比较,验证硅灰对水泥基材料的影响.     

催化结晶型抗渗涂料对水泥基材料性能的影响

研究了催化结晶型抗渗涂料对水泥基材料的力学性能、抗渗性、自修复性和孔隙率的影响。探讨了性能的改善与孔隙率变化的关系。结果表明：经过催化结晶型抗渗涂料处理，试件的力学性能可提高15％以上；一次和二次抗渗性能则分别从0．4MPa、0．1MPa提高到1．5MPa和1．3MPa，显著地增强了水泥混凝土的力学性能和抗渗性，并赋予混凝土养护自愈舍的功能。压汞试验证实，经过催化结晶涂料处理，砂浆试件孔尺寸大大减小，孔隙率从36．4％降低至14．8％。     

硅灰对水泥基材料热膨胀性能影响的研究

通过在水泥基材料中加入矿物掺合料硅灰,利用差示热膨胀测试方法对其热膨胀率进行了研究,结果表明:掺入硅灰的水泥石热膨胀率变化趋势与纯水泥石相似,均表现为随着温度的升高先增加后显著降低的规律,而硅灰的加入使水泥石在高温时产生比纯水泥石更大的收缩。借助于TG-DTA和XRD测试手段,对掺加硅灰后水泥石的热膨胀性能变化规律进行了机理分析,得出硅灰的掺入形成了大量C-S-H凝胶,高温作用下凝胶脱水使其体积明显收缩的结论。     

活性矿物掺合料对超高性能水泥基材料的影响

通过复掺粉煤灰和硅灰,制备一种抗压强度超过200 MPa的超高性能水泥基复合材料(UHPCC),采用扫描电镜、微区能谱分析、X射线衍射、汞压入法和差示扫描量热分析等现代测试手段,研究了活性矿物掺合料对UHPCC微观结构及性能的影响.实验结果表明,UHPCC水泥石主要以低mCa/mSi、结构致密的C-S-H凝胶和许多未水化颗粒组成;活性矿物掺合料的火山灰效应使水泥浆体与集料间界面过渡区得以改善;矿物掺合料的微集料效应使体系颗粒级配优化,致使基体内部结构致密,总孔隙率减小,孔尺寸得到细化,孔结构得以优化,材料性能得以提高.     

矿渣掺量对水泥性能的影响

采用矿渣与熟料分别粉磨再混合的方式,研究了不同掺量和不同细度的矿渣对水泥强度和凝结时间的影响,确定了水泥中矿渣的最佳掺量.     

水泥不同掺量对石膏胶凝材料性能影响的研究

石膏硬化体的缺点是强度低、耐水性差。掺入普通硅酸盐水泥后形成的低溶解度、高结合力水硬性物质——钙矾石和水化硅酸钙可以穿插生成于石膏的多孔结构中,发挥其针状结构及与其他物质交叉、共生而产生增强作用的优势,从而改善硬化体性能。     

高分子减缩密实剂对水泥基材料性能影响研究

采用高分子减缩密实剂改善水泥基材料的性能,研究了高分子减缩密实剂对水泥基材料的抗渗性能、体积稳定性、抗开裂性能、抗硫酸盐侵蚀、抗冻融循环的影响,并通过扫描电镜观察了28 d龄期净浆水化产物的形貌。结果表明,相比于未掺组,掺入2%高分子减缩密实剂的水泥基材料,混凝土的28 d渗透高度比为27%,砂浆的渗透压力比达300%,混凝土28 d氯离子迁移系数比下降至61%,混凝土的28 d收缩率比为87%,砂浆的早期抗开裂性能比可达76%,KS150次混凝土抗压强度耐蚀系数比提升至122%,混凝土抗冻等级达到F300,净浆水化产物形态得到优化,由疏松的团状结构转化为致密的簇状结构。     

外掺材料对多孔水泥混凝土路用性能的影响研究

文章测试了聚合物与硅灰对多孔混凝土的轴心抗压强度、抗折强度、弹性模量、抗冻性以及排水性的影响。结果表明:硅灰、粉煤灰可以有效提高多孔混凝土的力学性能,改善多孔混凝土的冻融耐久性;外掺材料的使用会降低多孔水泥混凝土的孔隙率     

钢铁渣粉对水泥基材料性能影响机理研究

通过对马钢钢渣粉化学成分、X-射线衍射原材料分析,探究了钢渣粉对水泥基材料力学性能、体积稳定性的影响.试验结果表明:随着钢渣粉掺量的增加,力学性能下降明显,当掺量为10％时,与空白样相比抗压强度略有下降,当掺量为20％时,抗压强度下降幅度较大;钢渣对水泥基材料体积稳定性影响明显,相同龄期随着钢渣掺量增大,自由膨胀率升高.通过化学成分及扫描电镜分析,f-CaO是导致水泥基材体体积膨胀的根源.     

添加剂对水泥基珍珠岩墙体材料胀缩性能的影响

针对水泥基珍珠岩轻质墙板的板间裂缝问题，参考普通水泥混凝土的研究方法，对水泥基珍珠岩轻质墙体材料的收缩与膨胀性能进行了研究。通过掺加添加剂，改善了水泥基珍珠岩轻质墙体材料普遍存在的收缩率大的缺点。还通过电镜照片对水泥基轻质墙体材料的收缩与膨胀机理进行了初步探讨。     

超临界碳化对水泥基材料性能和孔径结构的影响

为了考察超临界碳化技术在水泥基材料改性方面的应用,研究超临界碳化对水泥基材料微观和宏观性能的影响,基于此设计了超临界二氧化碳碳化试验研究水泥砂浆、水泥净浆和混凝土试件的碳化深度、强度、孔径分布以及二氧化碳吸收量的变化。试验分析表明,超临界碳化可以快速实现水泥基材料的碳化,大幅提高试件强度,改善材料的孔径分布,使材料的中细径孔大幅降低,提高材料的抗渗透能力,为改善重金属等危害废物的水泥基固化效果提供了依据。同时超临界碳化可以将大量二氧化碳转化在碳酸钙中沉淀吸收,具有重要的环境保护意义。     

稻壳灰对本地化高延性水泥基材料性能的影响

为了降低高延性水泥基复合材料的生产成本和提高废弃稻壳的建材资源化利用,首先利用国产涂油PVA纤维和天然河砂分别替代进口PVA和石英砂探究了本地化高延性水泥基复合材料的配制工艺,在此基础上试验研究了稻壳灰作为辅助胶凝材料替代部分水泥（10%、30%和50%,质量分数）对高延性水泥基复合材料流动度、抗压强度、拉伸性能和弯曲性能的影响规律。研究结果表明：采用国产涂油PVA纤维和天然河砂可成功配制强度等级可达C30且14 d的极限拉伸应变可达到1.44%的国产化高延性水泥基复合材料。水胶比和PVA纤维掺量分别是影响高延性水泥基复合材料抗压强度和拉伸强度的主要因素。相比对照组,随着稻壳灰替代率的增加,浆体流动度由于稻壳灰的吸水性逐渐下降,最大可降低10%;基体14 d抗压强度略有提高后大幅降低;试件抗拉强度呈略微下降趋势,而极限拉伸应变则显著提高可高达2.94%;基体弯曲强度呈先增加后逐渐降低的趋势,,且纯弯段裂纹数量明显增多,且裂纹宽度均低于100μm。可见,稻壳灰替代10%的水泥有利于高延性水泥基复合材料抗压强度、极限拉应变和弯曲强度的提高,同时对浆体流动度影响较小。微观分析可知,具有良好火山灰活性的稻壳灰可与水泥水化产物反应提高胶凝产物总量,同时降低Ca(OH)2数量,进而增强了高延性水泥基复合材料的强度。     

钢铁渣粉对水泥基材料性能影响的机理研究

通过对马钢钢渣粉化学成分、X-射线衍射原材料分析,探究了钢渣粉对水泥基材料力学性能、体积稳定性的影响。试验结果表明:随着钢渣粉掺量的增加,力学性能下降明显,当掺量为10%时,与空白样相比抗压强度略有下降,当掺量为20%时,抗压强度下降幅度较大;钢渣对水泥基材料体积稳定性影响明显,相同龄期随着钢渣掺量增大,自由膨胀率升高。通过化学成分及扫描电镜分析,f-CaO是导致水泥基材体体积膨胀的根源。     

纳米SiO_2对聚合物改性水泥基材料性能的影响

将纳米SiO2掺入聚合物改性砂浆,测试其工作性、凝结时间及力学性能,利用微量热仪分析纳米SiO2对聚合物改性水泥基材料水化放热特性的影响,通过扫描电镜分析其微观结构.研究表明,掺入纳米SiO2后,聚合物改性砂浆的流动度增大,水化速度加快,凝结时间缩短;界面结构和水泥石结构得到改善,抗压强度和抗折强度均有所提高.     

不同细度铁尾矿粉对水泥基材料性能的影响

本文研究了掺入四种平均粒径分别为110μm、90μm、45μm、25μm的铁尾矿粉(ITP1、ITP2、ITP3、ITP4)的水泥基材料的力学性能、微观结构和水化产物.研究结果表明,当铁尾矿粉以5%的质量百分比替代水泥时,掺加ITP1、ITP2、ITP3、ITP4的砂浆28 d抗压强度与纯水泥砂浆相比分别提高了11%,3%,13%和29%.当铁尾矿粉替代水泥的质量百分比大于5%时,随着铁尾矿粉掺量的增加,掺四种不同细度铁尾矿粉的砂浆强度都会逐渐降低.为了保证铁尾矿粉砂浆的强度不低于纯水泥砂浆强度,ITP1、ITP2、ITP3、ITP4替代水泥的质量百分比分别不应超过10%、5%、10%和20%.此外,通过背散射扫描电镜观察到,铁尾矿粉在28 d龄期时虽未发生明显水化,但较细的铁尾矿粉末与水泥临界区生成了少量胶凝成分C-S-H,说明机械研磨对铁尾粉火山灰活性有少许激发作用.扫描电镜结果显示,铁尾矿粉的细度越细,其填充效果越好,掺少量铁尾矿粉的水泥基材料力学性能的提高主要归因于铁尾矿粉的填充效果.