快硬型超高性能混凝土的制备及性能研究

研究了快硬硫铝酸盐水泥、减水剂种类和掺量以及缓凝剂和早强剂等对快硬型超高性能混凝土(UHPC)性能的影响。结果表明,硫铝酸盐水泥可明显提高UHPC的早期抗压强度,其最佳掺量为15%;3种市售聚羧酸减水剂在快硬型UHPC中发挥的减水效果差异显著,宜选用减水剂B,且其最佳掺量为0.6%;快硬型UHPC制备时宜掺加早强剂碳酸锂和膨胀剂氧化钙。按硫铝酸盐水泥取代15%硅酸盐水泥、掺0.2%酒石酸作为缓凝剂、0.2%碳酸锂作为早强剂、3%氧化钙膨胀剂制备快硬型UHPC,其28 d抗压和弯拉强度分别为124.7、17.8 MPa、抗冻等级达到F800,磨耗量仅为0.5 kg/m^(2),具有较好的力学性能和耐久性。     

内掺钢渣、硅粉的C80高性能混凝土研究

研究了钢渣、硅粉掺量对混凝土强度与流动性的影响以及钢渣、硅粉混凝土强度规律。采用4 2 5普通硅酸盐水泥、中砂、5～ 2 5mm碎石、掺加适量NF 2 6缓凝高效减水剂 ,水胶比 0 2 6 ,钢渣、硅粉掺量均为 10 %或水胶比 0 2 4～ 0 31,钢渣掺量 10 %～ 30 % ,硅粉掺量 15 % ,可配制C80高性能混凝土 ,并给出了混凝土配合比参考公式。     

水泥砂浆在低温碳硫环境下的侵蚀破坏研究

研究了不同配合比下掺石灰石粉水泥砂浆在硫酸盐溶液中浸泡1年期间的外观、强度变化。结果表明,水灰比越低,砂浆的抗TSA侵蚀性能越好;不同品种水泥的抗TSA侵蚀能力由高至低依次为：硫铝酸盐水泥〉抗硫酸盐水泥〉普通硅酸盐水泥;掺硅灰和矿渣细粉均能明显改善混凝土的抗TSA侵蚀性能,且矿渣粉掺量越大其效果越明显。     

硫铝酸盐水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能

通过制配水泥胶砂试件进行硫酸盐侵蚀试验,研究了水灰比、养护龄期、侵蚀溶液浓度、侵蚀龄期等对硫铝酸盐水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的影响;并采用宏观观测和扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)微观观测方法,分析和揭示其抗硫酸盐侵蚀机理,并与高抗硫硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀性能进行了对比。结果表明,硫铝酸盐水泥胶砂试件可以抵抗高浓度硫酸盐的侵蚀,且随着水灰比的降低、养护龄期的延长,其抗硫酸盐侵蚀能力会进一步得到提高;硫铝酸盐水泥混凝土较高的抗硫酸盐侵蚀能力,主要取决于混凝土的高密实度和化学侵蚀内因的减少。侵蚀发生在开口孔隙内,侵蚀产物是团簇状钙矾石(AFt),硫铝酸盐水泥具有显著高于高抗硫水泥抗硫酸盐侵蚀的能力。     

多元复合超早强水泥基材料的性能研究

研究了不同掺量石灰石粉和普通硅酸盐水泥对硫铝酸盐水泥凝结时间和力学性能的影响,采用水化热测试对水化进程进行了分析,同时,采用DTG对水化产物进行了综合热分析。结果表明：石灰石粉的掺入,缩短了终凝时间,降低了抗压强度;普通硅酸盐水泥的掺入,提高了硫铝酸盐水泥的水化速率,促进了C-S-H凝胶和AFt的生成;随着普通硅酸盐水泥掺量的增加,胶砂的早期强度逐渐降低,后期强度逐渐提高,当普通硅酸盐水泥掺量为40%时,5 h抗压强度最高,为35.9 MPa,当普通硅酸盐水泥掺量为80%时,28 d抗压强度最高,为94.5 MPa。     

水泥对负温套筒灌浆料性能的影响

负温套筒灌浆料对满足冬季预制构件灌浆连接的施工要求,具有十分重要的意义。为了充分发挥普通硅酸盐水泥-高铝水泥-硫铝酸盐水泥三元体系的强度优势,考察了在普通硅酸盐水泥中单掺高铝水泥和硫铝酸盐水泥以及复掺混合水泥对负温套筒灌浆料性能的影响。结果表明,同等掺量的条件下,灌浆料的强度为:复掺混合水泥单掺高铝水泥单掺硫铝酸盐水泥。3种水泥混合使用效果要好于单掺高铝水泥或单掺硫铝酸盐水泥,其最佳水泥复掺配合比为:普通硅酸盐水泥70%、高铝水泥20%、硫铝酸盐水泥10%。     

不同掺量改性组分对硫铝酸盐灌浆水泥性能的影响

本文简要介绍了灌浆材料,主要针对目前遇到的问题和满足灌浆注浆的要求,分别以快硬硫铝酸盐水泥和硅酸盐水泥为基础,加入粉煤灰、硅灰、偏高岭土等改性优化组分,以及掺加少量减水剂和消泡剂设计不同的原料配比,配制出灌浆水泥。并对其物理力学性能、流动度和泛霜程度进行研究,通过试验结果得出了最优配料方案：水灰比0.7,硫铝酸盐水泥78%、硅灰掺量7%,偏高岭土掺量5%和粉煤灰10%。按此配比设计的硫铝酸盐水泥基灌浆材料流动性、强度和泛霜程度均满足要求。最优配比的硫铝酸盐水泥基灌浆材料的流动性能良好,7d、28d抗折强度和抗压强度满足要求、抗霜性能高。     

道路快速修补材料的应用研究与性能优化

试验就不同的胶凝材料体系下,硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、水玻璃及早强剂根据不同的掺配及掺量比例方案,进行凝结时间及强度发展情况的性能优选。形成了"70%硅酸盐水泥+30%硫铝酸盐水泥"道路快速修补材料的基准方案,在此基础上匹配应用复合缓凝增强剂,形成的道路快速修补混凝土具有较好的施工操作时间及优异的早期强度。     

钢渣粉和玄武岩纤维对硫氧镁水泥砂浆强度与耐久性能的影响

为研究钢渣粉和玄武岩纤维对硫氧镁水泥(MOC)砂浆强度与耐久性能的影响,对不同钢渣粉掺量和不同玄武岩纤维掺量的MOC砂浆的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗硫酸盐侵蚀性能进行了测试。结果表明:适当掺量的钢渣粉和玄武岩纤维均可提高MOC砂浆的强度和耐久性能,双掺钢渣粉和玄武岩纤维的MOC砂浆在玄武岩纤维掺量为0.9%、钢渣粉掺量为20%～30%时性能较好,其抗压和劈裂抗拉强度较基准组分别提高约30%和80%,且在5%Na_2SO_4溶液中浸泡28 d的强度损失率与基准组砂浆相比减少50%左右。     

钢渣粉部分替代煅烧MgO对MPC混凝土性能的影响

将钢渣粉取代部分煅烧MgO,研究了不同掺量钢渣粉对磷酸镁水泥(MPC)混凝土力学性能和耐久性能的影响。试验结果表明,掺有5%～30%取代率的钢渣粉会降低MPC混凝土的早期强度,但会明显提高MPC混凝土的后期强度,当钢渣粉取代率为15%时,MPC混凝土的60 d抗压强度达到最大;较低和较高的钢渣粉取代率会对MPC混凝土的劈裂抗拉强度产生不利影响,当钢渣粉取代率为15%和20%时,MPC混凝土的抗拉强度高于基准组;不同钢渣粉取代率的MPC混凝土的耐水性能均高于基准组,当钢渣粉取代率超过10%后,MPC混凝土的强度保持率均在0.9以上;钢渣粉的掺入可在一定程度上提高MPC混凝土抗氯盐及硫酸盐侵蚀性能,但较高的钢渣粉取代率会对MPC混凝土抗硫酸盐侵蚀能力产生不利影响。     

钢渣粉硅灰混凝土的力学性能及耐久性研究

通过试验测试分析了钢渣粉单掺以及与硅灰二元复掺混凝土在不同配合比下的和易性、力学性能和耐久性能,并基于改性前后混凝土微观结构特征的测试分析揭示了钢渣粉单掺以及与硅灰二元复掺对混凝土材料的改性机理。试验研究结果表明:钢渣粉取代混凝土中水泥最适宜的比例是10%,此时混凝土的力学性能和耐久性能都得到有效的提高,掺量20%的钢渣混凝土与普通硅酸盐混凝土各项性能相近。钢渣粉与硅灰的二元复掺可以使混凝土的力学性能和耐久性得到显著提高。钢渣粉在混凝土中的作用有两个:一是作为活性胶凝材料发生水化反应,但其活性比水泥低;二是微集料效应,分散水泥颗粒填充混凝土的孔隙,提高混凝土的密实度。     

硫铝酸盐水泥基快硬混凝土改性试验研究

通过添加复合掺合料和聚丙烯纤维对硫铝酸盐水泥基快硬混凝土进行改性,研究了复合掺合料、聚丙烯纤维对快硬混凝土力学性能的影响。结果表明:复合掺合料掺量为10%、聚丙烯纤维掺量为0.2%为最优改性方案,试件的4 h抗压、抗折强度较基准混凝土分别提高4.4%和12.2%,28 d抗折强度提高19.2%。     

硫铝酸盐水泥性能的调整与应用

研究了普通硅酸盐水泥、化学外加剂和可再分散乳胶粉对硫铝酸盐水泥性能的影响,结果表明在硫铝酸盐水泥中掺人普通硅酸盐水泥或化学外加剂或可再分散乳胶粉能调整硫铝酸盐水泥的凝结时间和强度性能,可以根据不同的实际要求将改性后的硫铝酸盐水泥应用于特殊工程.     

生态混凝土制备及其植生性能试验研究

选用16~20mm、20~25mm、25~30mm三种粗骨料级配,分别以普通硅酸盐水泥、低碱硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥-秸秆粉三种胶凝材料制备了生态混凝土。对其力学、物理性能及内部孔隙碱环境进行研究,并探究了不同种植模式下,各胶凝体系生态混凝土的可植性。结果表明,生态混凝土的抗压强度随粗骨料粒径的增大而降低;粗骨料粒径为16~20mm时,生态混凝土28d抗压强度可达5.39MPa,孔隙率大于30%;低碱硫铝酸盐水泥制备的生态混凝土内部孔隙环境呈中性,可植生性表现优异;将秸秆粉作为掺合料加入硅酸盐水泥中,制备的生态混凝土有一定吸附中和碱物质的作用,使混凝土孔隙环境能基本满足植株的生长。     

水泥品种对钻孔灌注桩混凝土耐久性的影响

为了确定同时受硫酸盐强腐蚀作用和氯离子强腐蚀作用的钻孔灌注桩混凝土的水泥品种,考察了普通硅酸盐水泥、高抗硫水泥及Ⅱ型硅酸盐水泥对钻孔灌注桩混凝土的耐久性影响。分别研究了评价抗硫酸盐侵蚀性能的抗压强度耐蚀系数、砂浆膨胀系数和砂浆抗折强度抗蚀系数,以及评价抗氯离子侵蚀性能的氯离子迁移系数、氯离子扩散系数和电通量。结果表明,与采用普通硅酸盐水泥相比,采用高抗硫水泥与Ⅱ型硅酸水泥的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能没有明显提高;普硅水泥混凝土的抗氯离子侵蚀性能要优于高抗硫水泥混凝土和Ⅱ型硅酸盐水泥混凝土。在硫酸盐与氯离子双重强腐蚀作用下,普硅水泥制备的高性能钻孔灌注桩混凝土具有良好的耐久性。     

普硅水泥和低碱度硫铝酸盐水泥复合体系性能的研究

研究了在不同普通硅酸盐水泥掺量下,硫铝酸盐水泥基复合胶凝材料的流动度,凝结时间和水泥砂浆强度性能的影响。研究结果表明:普通硅酸盐水泥掺量小于50%时,普硅水泥-低碱度硫铝酸盐水泥混合体系的凝结时间和流动度随着普硅水泥掺量的增加而减小。随普通硅酸盐水泥掺量的增加,复合水泥砂浆的强度先减小后增大,当掺量为40%时水泥砂浆的强度达到了最大值。利用XRD和SEM微观测试手段对硫铝酸盐水泥基复合胶凝材料的水化产物和水化机理进行了分析和讨论。     

C45铁铝酸盐水泥混凝土制备与性能研究

针对铁铝酸盐水泥快硬、低收缩与高耐蚀特性,结合结构工程对铁铝酸盐水泥混凝土的需求,采用缓凝型聚羧酸减水剂制备C45铁铝酸盐水泥混凝土,并探索其力学性能与耐久性能。结果表明,C45铁铝酸盐水泥混凝土拌合物性能良好,出机坍落度215mm,90min损失仅为10mm,凝结时间可保证施工。28d抗压强度达到C50强度等级,84d电通量低至169C,28d开裂指数35%,耐久性能优于普通硅酸盐水泥混凝土。     

预拌快硬混凝土在北京长安街路面大修工程中的应用

结合预拌硫铝酸盐水泥快硬混凝土在长安街大修工程中的应用,介绍了预拌硫铝酸盐水泥快硬混凝土的控制技术路线及关键因素、性能指标要求、主要材料选择及长期耐久性能试验等方面内容。在预拌硫铝酸盐水泥快硬混凝土控制技术手段上,提出分段控制的技术思路,并且提出混凝土凝结时间和强度发展是其控制的关键因素,尤其在凝结时间的控制上必须针对环境气温匹配适宜的缓凝剂掺量。预拌硫铝酸盐水泥快硬混凝土在长安街大修工程中的成功大量应用,证明该控制技术手段切实可行。     

钢渣在硫铝酸盐水泥中的应用

针对钢渣活性低的问题,试验研究了在硫铝酸盐水泥体系中通过碱性激发而提高其水化活性的效果。研究结果表明,硫铝酸盐水泥对钢渣有一定的激发效果,尤其是在钢渣含量10%左右时对其水化促进明显;在硫铝酸盐水泥体系中,复掺粉煤灰对钢渣活性的激发效果优于复掺矿渣,当复掺量为10%时激发效果明显,其抗压强度远高于纯水泥砂浆的抗压强度。     

VAE乳胶粉对水泥修补砂浆力学性能影响的试验研究

以快硬硫铝酸盐水泥、中细砂为基料,掺以少量缓凝剂、消泡剂及减水剂,制备一种修补用水泥砂浆。选用VAE可再分散乳胶粉对水泥修补砂浆进行力学性能改性,研究不同掺量VAE乳胶粉对水泥修补砂浆3d、7d、28d抗折、抗压、弯折粘结强度(比)的影响,并对其改性机理进行探讨与分析。试验结果表明:掺加VAE乳胶粉会使水泥修补砂浆抗压强度略微降低,但能显著提高水泥修补砂浆与普通水泥砂浆间的粘结强度;VAE乳胶粉掺量在4%~5%范围内时,对水泥修补砂浆抗折强度的改性效果最优。