海水环境下铝酸盐水泥基材料的抗蚀性能研究

研究了海水环境下铝酸盐水泥与单掺硅灰、矿渣组成的复合水泥浆体的抗压强度和水化产物变化规律。结果表明,海水对铝酸盐水泥具有侵蚀作用;掺入矿物掺合料能够促进铝酸盐水泥的水化,改善水泥浆体孔隙结构,生成水化钙铝黄长石等水化产物,有利于浆体结构密实和强度发展,进而提高铝酸盐水泥强度及抗蚀性能,且随着矿物掺合料掺量的增多,抗蚀性能逐渐提升。与矿渣相比,硅灰对提高铝酸盐水泥抗蚀性能具有更好的效果,海水环境下掺入10%硅灰,28 d抗压强度最高,超过淡水环境下空白组。     

硅灰对硫铝酸盐水泥水化行为的影响机理

通过抗压强度、凝结时间、电阻率测定以及X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和孔溶液分析,研究了掺硅灰硫铝酸盐水泥浆体的水化行为.结果表明:5%掺量(质量分数,下同)的硅灰可以很好地改善水泥浆体的抗压强度,10%硅灰掺量的试样抗压强度只在1,28d时稍高于空白试样;掺入硅灰明显缩短了硫铝酸盐水泥的凝结时间;硫铝酸盐水泥的主要晶体水化产物是钙矾石,28d时的钙矾石量稍高于3d时,掺硅灰试样的钙矾石量要高于空白试样;掺硅灰试样的电阻率变化曲线高于空白试样,表明硅灰的掺入能够加快水泥的水化速率;硬化水泥浆体的孔溶液碱度随着硅灰掺量的增加而降低,掺硅灰试样的Ca2+浓度高于空白试样,表明硅灰促进了熟料的溶解,5%硅灰掺量试样的Al 3+浓度最低,表明其促进水化的效果更明显.     

矿物掺合料对硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥复合体系性能的影响

研究了矿粉、硅灰和粉煤灰3种矿物掺合料对硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥复合体系的标准稠度用水量、凝结时间、水化放热、胶砂抗折及抗压强度、砂浆干缩率、抗硫酸盐侵蚀性能和水化产物的影响。结果表明:随矿物掺合料掺量的增加,复合体系的标准稠度用水量增大,凝结时间延长;掺加矿物掺合料后水化放热峰出现时间延后,总水化放热量减少,其中掺加矿粉和硅灰的试件初期水化速率减慢程度较掺加粉煤灰试件更明显;3种矿物掺合料对复合体系强度的影响差别较大,掺加3%硅灰的试件3 d抗压强度增长较快;硅灰的掺加会使砂浆干缩率增大,矿粉、粉煤灰的掺加可以减小砂浆试件的干缩;矿物掺合料的掺加会提高胶砂试件抗硫酸盐侵蚀性能,掺粉煤灰的试件抗硫酸盐侵蚀性能最好。     

硅灰对硫铝酸盐水泥砂浆物理力学性能的影响

硫铝酸盐水泥具有凝结快、早期强度高等特点,但后期强度发展缓慢,甚至出现倒缩。研究以6%和12%的硅灰等量取代硫铝酸盐水泥后,硅灰对硫铝酸盐水泥砂浆物理力学性能的影响。结果表明,随着硅灰取代量增加,硫铝酸盐水泥砂浆的流动度先增加后减少,表观密度、抗压强度和抗折强度持续增加。硅灰还可以抑制硫铝酸盐水泥砂浆强度的倒缩,硅灰取代硫铝酸盐水泥的合理比例为6%。     

碳酸锂对硫铝酸盐水泥性能的影响

研究碳酸锂对硫铝酸盐水泥凝结时间、抗压强度、抗折强度、水化产物种类及形貌的影响。研究结果表明,碳酸锂可明显加快硫铝酸盐水泥水化速率和水化历程,缩短硫铝酸盐水泥凝结时间,改善硫铝酸盐水泥早期抗压强度和抗折强度,并且没有改变硫铝酸盐水泥水化产物种类,但掺入碳酸锂会降低硫铝酸盐水泥后期抗压强度和抗折强度。     

低温环境下碳酸锂对硫铝酸盐水泥水化和性能的影响

主要研究了在0、4、8、12℃养护温度下碳酸锂对硫铝酸盐水泥水化和性能的影响。结果表明,低温养护环境下,掺入少量的碳酸锂可以明显缩短硫铝酸盐水泥的凝结时间,当碳酸锂掺量大于0.10%时,硫铝酸盐水泥凝结时间基本上不再变化,0、4、8、12℃养护环境下,掺0.10%碳酸锂的硫铝酸盐水泥初、终凝时间分别为90、150 min,57、74 min,43、57 min,23、38 min。碳酸锂可以促进硫铝酸盐水泥中硫铝酸钙矿物在低温下的早期水化,从而提高低温养护下硫铝酸盐水泥净浆的12 h、1 d和3 d抗压强度,但对硫铝酸钙28 d的水化程度无影响,而且当碳酸锂掺量较高时,低温下养护的硫铝酸盐水泥净浆7 d和28 d抗压强度会降低。     

硅灰对铝酸盐水泥胶合剂性能影响的试验研究

通过引入硅灰来改善铝酸盐水泥后期强度倒缩的问题,采取内掺的方式,研究了硅灰掺量对铝酸盐水泥胶合剂性能的影响.结果表明:适宜掺量下,硅灰能大大改善铝酸盐水泥的工作性能、力学性能和收缩性能,当内掺8％硅灰时,其早期抗压强度虽低于空白组,但28 d抗压强度接近空白组,达到123.6 MPa,且56 d抗压强度持续提高至127...     

纳米锂铝类水滑石对硫铝酸盐水泥水化硬化影响研究

为揭示纳米锂铝类水滑石(LiAl-layered double hydroxides,LiAl-LDHs)对硫铝酸盐水泥(CSA)水化硬化的影响,制备了不同LiAl-LDHs掺量的硫铝酸盐水泥试块并分别在10℃、20℃、30℃条件下下养护。测试了3个温度下试块的抗压强度、凝结时间和XRD,并测试了20℃下试块的流动性和水化热。结果表明,随LiAl-LDHs掺量的增加,水泥放热峰提前,凝结时间缩短。温度较低时,LiAl-LDHs可显著提高水泥试块早期抗压强度。当LiAl-LDHs掺量较高时,后期抗压强度会出现倒缩现象。     

养护温度对铝酸盐水泥基砂浆性能的影响

通过对比两种养护温度下铝酸盐水泥基砂浆的力学性能、物相分析和微观结构,研究了不同养护温度(20、50℃)对铝酸盐水泥基砂浆性能的影响。结果表明:20℃养护温度下铝酸盐水泥基砂浆性能明显优于50℃。20℃养护温度下,铝酸盐水泥基砂浆中含有较多的钙矾石、铝胶和AFm,其抗压强度随着养护龄期的增长而增加,28 d龄期试件强度较高,最高强度可达89.1 MPa;50℃养护温度下,铝酸盐水泥基砂浆主要含有钙矾石、C_3AH_6、铝胶和C-S-H,其抗压强度普遍偏低,且随着养护龄期的增长,部分7 d龄期试件出现略微强度倒缩,28 d龄期试件强度逐渐增加,最高强度仅达46.2 MPa。     

早期高温养护对混凝土抗压强度的影响

测试了采用常温、高温两种养护制度养护的混凝土试件抗压强度.结果发现,早期的高温养护可对混凝土抗压强度产生负效应,即高温养护的混凝土其后期抗压强度较常温养护混凝土有较大幅度的下降.降低混凝土的水灰比或掺入硅灰、粉煤灰、矿渣,可以部分消除高温负效应,相对而言,硅灰消除高温负效应的作用最强.高温负效应的产生与水泥水化程度无关,扫描电镜分析证明,高温负效应的产生是由于水化产物不均匀分布引起的.     

-3℃养护条件下矿物掺合料对混凝土强度和孔隙结构的影响研究

为了研究不同养护条件下矿物掺合料对混凝土强度和孔隙结构的影响,进行-3℃和标准养护条件下,复掺粉煤灰、矿粉和硅灰对混凝土抗压强度、孔隙结构的试验。结果表明:与标准养护相比,在-3℃养护条件下,矿物掺合料的掺入对混凝土抗压强度有下降趋势,但对其孔径均有优化作用。基准组、复掺10%粉煤灰+10%矿粉+1%硅灰组、复掺10%粉煤灰+10%矿粉+3%硅灰组,28 d龄期标准养护下出现细小孔的频率是负温养护1.122~1.259倍,56 d龄期标准养护下出现细小孔的频率是负温养护1.108~1.180倍,矿物掺合料对混凝土硬化含气量和平均气泡间距均有改善作用,在标准养护条件下的优化作用明显优于负温养护条件。     

石灰石微粉对硫铝酸盐水泥水化和性能影响

通过掺加石灰石微粉,研究石灰石微粉对硫铝酸盐水泥净浆的水化产物、抗压强度及线性膨胀率等性能的影响,结果表明:随着龄期的增加,石灰石微粉的掺入,使石灰石微粉-硫铝酸盐水泥净浆的抗压强度明显提高;其水化产物类似,但石灰石微粉的掺入,增加了钙矾石结晶场所,导致钙矾石的结晶更细小,膨胀性增加;同时影响了钙矾石的生成量,使钙矾石更加稳定,提高了硫铝酸盐水泥的体积稳定性。     

内养护条件下矿物掺合料对蒸养水泥砂浆性能的影响规律

采用陶砂作为内养护材料,探究内养护条件下粉煤灰、矿粉和硅灰3种矿物掺合料对于蒸养水泥砂浆性能的影响。发现硅灰和矿粉在蒸养条件下能加快火山灰反应,在早龄期(1、3、7 d)与28 d龄期内均能提高水泥砂浆的抗压强度和耐久性,而内养护条件下这种增强作用更加明显;粉煤灰由于其早期水化活性低,使水泥砂浆结构劣化,但在内养护条件下该现象得到改善。上述结果主要是由于陶砂的加入提高了水泥砂浆的整体水化程度。此外,陶砂由于其多孔结构,虽然能密实界面过渡区,降低蒸养砂浆氯离子扩散系数,但也会提高水泥砂浆表层吸水率。     

温度对桥梁伸缩缝快速修补材料体系性能影响研究

通过测试不同桥梁伸缩缝材料体系在不同温度下的凝结时间、抗压强度,结果表明硫铝酸盐胶凝材料体系凝结时间随温度降低而延长,在10℃～40℃时大致是线性关系,在-5℃～10℃时大致是指数关系。硫铝酸盐胶凝材料体系在低温条件下,掺加普硅、硅灰和碳酸锂有利于缩短凝结时间和前期抗压强度的提高,对后期抗压强度无不利影响,而聚合物的掺入会延长凝结时间和降低前后期的抗压强度。硫铝酸盐胶凝材料体系在高温条件下,掺加普硅、硅灰和碳酸锂会缩短凝结时间,对前期强度提高明显但会降低后期抗压强度;掺加聚合物后会延长凝结时间并提高后期抗压强度。     

基于MAA模型的UHPC基体配合比设计和特性分析EI北大核心CSCD

以水泥、粉煤灰和硅灰为原材料,利用修正的Andreasen-Andersen(MAA)模型指导超高性能混凝土(UHPC)配合比设计,研究了配合比、水胶比和养护方式对UHPC工作性能、抗压强度、表观密度和水化产物特性的影响,以残差平方和(RSS)作为堆积密实度指标,分析了UHPC抗压强度和水化产物特性.结果表明:硅灰对提升UHPC的堆积密实度有利;当UHPC的残差平方和达到最小值570.64时,标准养护28 d和蒸气养护3 d条件下的UHPC抗压强度分别可达到最大值140.4、153.9 MPa,说明基于MAA模型设计的UHPC配合比合理;通过研究UHPC水化产物特性,发现UHPC中水泥水化反应不完全,高水胶比和高水泥掺量可促进水化反应,粉煤灰与硅灰在碱性环境中反应会消耗氢氧化钙,形成水化硅酸钙(C-S-H)凝胶,降低了体系的钙硅摩尔比,改善了UHPC的显微结构,提升了UHPC的致密性与强度.     

矿物掺合料对铁铝酸盐水泥力学性能影响研究

针对铁铝酸盐水泥早期水化热高的问题,提出采用掺加矿物掺合料的方法改善铁铝酸盐水泥性能。研究了单独掺加不同掺量粉煤灰、矿粉、石灰石粉、粉煤灰微珠、硅灰的铁铝酸盐水泥用水量、力学性能,以及复合掺加粉煤灰-矿粉、粉煤灰微珠-矿粉、粉煤灰微珠-硅灰及石灰石灰石粉-矿粉的铁铝酸盐水泥用水量、力学性能。结果表明,粉煤灰等掺合料均会降低铁铝酸盐水泥强度,但是对用水量的影响不同,粉煤灰及硅灰会显著增加铁铝酸盐水泥用水量,石灰石粉及粉煤灰微珠会降低用水量。当掺合料单独掺加或复合掺加等量取代30%水泥时,复合胶凝体系的抗压强度降至45.0MPa左右,掺合料的掺量宜控制在30%以内。     

掺混合材的硫铝酸盐水泥体系强度效应研究

对纯硫铝酸盐水泥体系及硫铝酸盐水泥、矿粉、粉煤灰二元或三元复合胶凝材料体系在不同水胶比下的抗压强度进行研究。结果表明,当不同胶凝材料体系采用标准稠度对应的水胶比时,体系抗压强度最高;XRD、SEM分析证明,在该水胶比时,体系中的主要水化产物AFt(钙矾石)较多,体系结构也更为紧密,因而抗压强度最高。     

矿物掺合料对半柔性路面用水泥基灌浆材料的性能影响

矿物掺合料是半柔性路面用水泥基灌浆材料组分中的一种重要组成部分,为了探究其对半柔性路面用水泥基灌浆材料性能影响规律,采用单掺矿粉、硅灰和微珠三种矿物掺合料,测试了其水泥基灌浆材料流出时间与抗压强度,并借助XRD和SEM分析了矿物掺合料对灌浆材料水化产物组成与形貌的影响。结果表明：分别添加矿粉和硅灰时,二者均有助于改善水泥基灌浆材料力学性能,当硅灰掺量为2.4%时,其2 h、28 d抗压强度分别增加了1.6、9.8 MPa;微珠对改善水泥基灌浆材料流动性能效果明显,当微珠掺量为20%时,其5、20 min流出时间分别降低了10、15 s。3种矿物掺合料对水泥基灌浆材料早期水化产物的物相组成影响较小,单掺微珠和硅灰使硬化浆体更加密实,且微珠对水化产物钙矾石的形貌影响显著。综合分析3种矿物掺合料对水泥基灌浆材料的强度和流动性试验结果,得到矿粉、硅灰和微珠在灌浆材料组成中的最佳掺量分别为5%、1.6%、10%。     

大掺量矿物掺合料对铝酸盐水泥浆体性能的影响

研究了大掺量矿物掺合料与铝酸盐水泥复合浆体的抗压强度、电阻率、化学收缩和XRD的变化规律。结果表明,在淡水和海水环境下,一定量(40%以内)矿渣的掺入有利于促进铝酸盐水泥强度的发展,有效抑制了铝酸盐水泥后期强度倒缩;矿物掺合料可提高铝酸盐水泥抗海水侵蚀性能;铝酸盐水泥浆体的电阻率与化学收缩之间存在良好的相关性,水泥浆体的电阻率和化学收缩随着矿物掺合料掺量的增大而减小;在水化早期,矿渣和粉煤灰均未参与铝酸盐水泥的水化过程;矿渣在后期生成稳定的水化产物C_2ASH_8,其抑制晶相转变的效果较粉煤灰更为显著。     

碳酸锂对硫铝酸盐水泥水化特性和强度发展的影响

研究了碳酸锂(Li2CO3)对硫铝酸盐水泥凝结时间、水化历程和强度发展的影响.结果表明,Li2CO3可大幅度加速硫铝酸盐水泥的凝结,显著缩短硫铝酸盐水泥的水化诱导期,提高硫铝酸盐水泥早期水化放热速率和水化放热量,但降低后期的水化放热量:Li2CO3降低硫铝酸盐水泥后期强度,这是由于掺入Li2CO3后,水泥水化早期生成的致密水化产物层包裹了水化矿物,从而使得后期水化进程被延缓所致.