高吸水树脂内养护对水泥基材料性能的影响

高吸水树脂(SAP)被认为是一种非常具有前景的内养护材料,用于降低水泥基材料自收缩;考察了一系列具有不同吸液倍率、尺寸的SAP内养护材料对水泥基材料自收缩及强度的影响。试验结果发现:SAP抑制自收缩与自身吸液倍率和尺寸相关;SAP尺寸越大、吸液倍率越高,抑制自收缩效果越明显。另外,SAP的添加不会对强度带来负面影响;扫描电镜(SEM)结果显示,掺加SAP后会在水泥基体中形成球形的孔洞。     

养护条件对含SAP高性能水泥基材料强度的影响

高性能水泥基材料的低水胶比使胶凝材料水化非常有限,而外界条件变化会影响体系中含水量及性能发展,这在超高性能混凝土更为明显。采用自然养护、水养、密封养护以及后期短暂水养护,研究了养护方式对水胶比为0.18~0.24的高性能水泥基材料强度的影响,并进一步分析SAP粒径的影响。结果发现:SAP有效消除SAP孔对相同初始水胶比砂浆强度的不利影响,尤其在自然养护下;后期遇水时失水SAP重新吸水,可以弥补早期水养时间不足的缺陷,保证强度进一步增加,且SAP掺量越大,弥补效果越明显。因此,低水胶比水泥基材料早期水养时间较短时,后期短暂的水养非常必要,尤其掺入SAP时。     

聚丙烯纤维增强水泥稳定碎石基层材料的抗冲刷性能

应用材料试验系统(MTS)研究了聚丙烯纤维增强水泥稳定碎石基层材料抗冲刷性能随聚丙烯纤维掺量、聚丙烯纤维长度、水泥掺量、养护龄期以及冲刷时间变化的规律,并从材料结构组成、强度理论以及断裂损伤理论三方面分析了材料的抗冲刷机理.结果表明:在10 Hz正弦交变集中荷载作用下,养护14 d聚丙烯纤维增强水泥稳定碎石基层材料20 min时的冲刷速率可用来评价其抗冲刷性能;合理配比的聚丙烯纤维增强水泥稳定碎石基层材料的抗冲刷性能较普通水泥稳定碎石基层材料提高30%以上.     

养护制度对超高强水泥基材料水化的影响

对比研究了标准养护(20℃、相对湿度≥95%)、早期高温养护(90℃蒸汽养护或水浴养护)下单掺粉煤灰或矿粉的超高强水泥基材料的抗压强度发展规律,并利用热重差热联用热分析仪(TG-DTA)定量分析了其氢氧化钙含量。结果表明:单掺粉煤灰或矿粉试样抗压强度高于纯水泥试样,3 d强度提高2.0%~14.8%,7 d强度提高8.5%~20.4%,28 d强度提高18.0%以上。90℃蒸汽养护3 d可使掺加20%矿粉或纯水泥超高强水泥基材料强度达到标准养护28 d时的强度,且其氢氧化钙量与标准养护28 d水泥基材料中的氢氧化钙量相当。90℃水浴养护3 d的超高强水泥基材料略低于标准养护28 d时的强度。粉煤灰或矿粉通过后期火山灰反应降低了超高强水泥基材料的氢氧化钙含量,且同掺量矿粉的超高强水泥基材料中的被反应的氢氧化钙量更多。     

自养护材料对高强膨胀混凝土性能的影响及机理分析

试验通过在高强混凝土内部引入自养护材料的方法,以达到降低混凝土自收缩,实现高强膨胀混凝土内养护的目的。通过采用高分子自养护材料SAP,研究了不同掺量及掺加方式对高强混凝土工作性能、力学性能和膨胀性能的影响,并分析其作用机理。SAP的最佳掺量为1‰,持续增加会显著降低工作性能、力学强度和膨胀性能;SAP采用附加水的方式掺入混凝土有利于提高混凝土膨胀性能,兼顾力学性能,其附加水量不宜过大。     

蒸汽养护条件下水泥-粉煤灰复合胶凝材料的水化性能研究

通过测定不同龄期净浆的化学结合水量和抗压强度。研究了在蒸汽养护条件下粉煤灰掺量、细度对水泥-粉煤灰复合胶凝材料水化性能的影响。试验结果表明：蒸汽养护条件提高了水泥-粉煤灰复合胶凝材料的早期水化速度，并且提高了硬化浆体抗压强度。在蒸汽养护条件下，细度不同的粉煤灰对水泥-粉煤灰复合胶凝材料的化学结合水量影响不大，而超细粉煤灰的密实填充和微集料效应增加了硬化浆体的抗压强度；粉煤灰掺量的增加，降低了水泥一粉煤灰复合胶凝材料的化学结合水量和硬化浆体的抗压强度，但促进了水泥的早期水化。     

超细钢纤维增强粉煤灰水泥基材料的力学性能和干缩研究

研究了超细钢纤维增强粉煤灰水泥基材料在不同养护条件下的抗压、抗折强度发展,以及其干缩发展规律。试验结果表明:超细钢纤维增强粉煤灰水泥基材料标养28 d及蒸养3 d抗压强度最高可达到106.6和109.4 MPa,蒸养和水浴可提高水泥基材料早期强度。水泥基材料抗压强度随纤维掺量增加先轻微下降后增加,其抗折强度随钢纤维掺量增加而线性增加。钢纤维增强水泥基材料干缩与龄期符合指数函数关系,其15 d最大干缩值为0.000 521 mmmm,其3 d内的干缩应变均达到后期干缩应变的50%以上。钢纤维掺入水泥基材料干缩值最大降低了15.3%,且将干缩值趋于稳定的龄期提前;抗压强度及抗折强度随钢纤维的掺量增加,抗压强度增加值不超过25%,抗折强度最大增加接近50%。     

胶粉聚苯颗粒水泥基材料的 力学性能与吸声性研究

采用半干料压缩成型工艺制备多孔性胶粉聚苯颗粒材料,采用高温蒸汽养护获得空腔共振吸声微结构;在压缩比为0.75条件下研究了水泥、纤维与乳胶粉掺量对胶粉聚苯颗粒材料干密度和抗压、抗折强度的影响,对比分析了自然养护和高温养护对材料吸声性的影响.研究表明,聚苯颗粒用量1528 cm3,水泥掺量为300～600g时,胶粉聚苯颗粒材料的干密度为0.33～0.65 g/cm3,纤维和乳胶粉可明显提高材料的抗折强度;适当的水泥用量对吸声性有利,吸声性较好的多孔性材料经高温蒸汽养护能够更明显地提高多数频率下的吸声系数,而对吸声性不高的多孔性材料的吸声系数影响不大.     

超强吸水树脂改善海工混凝土性能研究

通过超强吸水树脂SAP对海工混凝土及内掺粉煤灰海工混凝土的力学性能、收缩性能、抗渗性能等实验分析,结果表明:适当掺加SAP,SAP在养护期间释放出吸附的自由水供水泥颗粒继续水化,保证养护期间水分的充足,从而明显改善海工混凝土的性能,尤其是早期收缩性能。对于内掺粉煤灰海工混凝土,SAP的最佳掺量应根据粉煤灰的掺量而定。     

恒定负温养护下复合胶凝材料的水化程度研究

为研究水泥-矿粉复合胶凝材料在恒定负温养护环境下的水化程度规律，采用10%、20%、30%的矿粉等量替代硅酸盐水泥，在-5、-10℃负温环境下恒定养护，进行复合胶凝材料在各个龄期的水化热测定、物相分析和热重分析，计算了各龄期的水化程度，并用CEMHYD 3D模型进行水化模拟用以与试验数据相互对比、验证。结果表明：在恒定负温养护条件下，掺入矿粉可以提高复合胶凝材料水化前期的水化程度，对应于不同的养护温度，矿粉掺量存在相应的最优掺量；CEMHYD 3D模型可以较好得模拟负温养护条件下复合胶凝材料的水化进程，但对矿粉水化反应的模拟有些许偏差。