高性能减水剂与胶凝材料适应性研究

文章针对高性能减水剂工程应用,从基础理论和工程应用两方面剖析了影响高性能减水剂与水泥、矿物外掺料适应性的主要因素。     

菱镁胶凝材料减水剂及缓凝剂的研究

对研制出的几种菱镁胶凝材料减水剂和缓凝剂分别进行了减水率、强度，缓凝时间、强度、耐水性试验，证明我们研究的减水剂效采优于NNO、FDN，缓凝剂优于磷酸。     

混凝土减水剂与胶凝材料适应性的研究

在高性能混凝土、商品混凝土中往往会出现混凝土减水剂与胶凝材料水泥适应性较差的现象,这种现象大多发生在低水胶比、实际用水量较少的高性能混凝土的拌合物中。本文通过对混凝土减水剂在不同厂家水泥中的应用研究,来表述对水泥的适应性。通过混凝土减水剂在不同生产厂家水泥的净浆流动度、不同水泥的砂浆的性能研究表明:与水泥较适应的减水剂在混凝土和砂浆中的掺量较小、强度较高、和易性较好、成本较低;与水泥适应性较差的混凝土减水剂,在混凝土和砂浆中的掺量大,成本较高。     

超细粉煤灰和减水剂对AAFA胶凝材料常温性能的影响

利用超细粉煤灰部分取代Ⅰ级粉煤灰,在常温条件下制备碱激发粉煤灰（AAFA）胶凝材料,并采用减水剂对其流动性能进行优化.结果表明：超细粉煤灰掺量为50%的AAFA浆体初凝时间为42 min,3 d抗压强度为12.78 MPa,但表观黏度太大,导致常规试验无法测出其流动度值;萘系减水剂可增强AAFA浆体中粉煤灰颗粒的分散程度,大幅降低浆体的表观黏度,显著提高其初始流动度及流动度保持率,但会包裹粉煤灰颗粒并弱化凝胶产物间的连接,延长AAFA浆体的凝结时间,并对其早龄期抗压强度产生不利影响;萘系-三聚氰胺复合减水剂亦可显著降低AAFA浆体的初始表观黏度,提升其初始流动度,同时影响浆体的聚合反应进程,对其抗压强度发展产生一定促进作用,但导致浆体流动度损失加大.     

聚羧酸减水剂与胶凝材料的相容性研究

通过水泥净浆扩展度实验,研究了普通型聚羧酸减水剂和缓释型聚羧酸减水剂与不同胶凝体系的相容性,试验结果表明:普通型聚羧酸减水剂和缓释型聚羧酸减水剂与不同的胶凝体系形相容性较好,净浆扩展度均无经时损失;在水泥-粉煤灰体系中,达到饱和掺量之前,相比较普通型减水剂,缓释型减水剂有更好的工作性保持能力,达到饱和掺量之后,普通型减水剂和缓释型减水剂有一定的工作性保持能力;在水泥-矿渣粉体系中,缓释型聚羧酸减水剂超掺时,混凝土拌合物易出现离析。     

减水剂与复合胶凝材料相容性的试验研究

采用粉煤灰和矿粉双掺制备复合胶凝材料,并掺入不同掺量的萘系高效减水剂、聚羧酸高效减水剂,对净浆的流动度及经时流动损失、砂浆的流动度和强度进行试验研究。试验结果表明,在相同减水剂掺量下,掺入聚羧酸减水剂的净浆初始流动度较大、流动度经时损失较小,砂浆流动度较大、早期强度较高,聚羧酸减水剂与复合胶凝材料的相容性优于萘系减水剂。     

减水剂对全尾砂新型胶凝材料强度的影响

以自主研发的全尾砂新型胶凝材料(不含水泥,由工业废渣组成)为基础,采用设计4因素3水平的正交试验L9(34),考察了萘系、糖钙两种减水剂不同复配合比例对充填体28 d单轴抗压强度的影响.结果表明:充填体强度随着减水剂不同复掺含量相差很大,当萘系(NX):糖钙(TG)两种外加剂的复掺含量为0.15％:0(占胶凝材料的质量分数),充填体强度达到最大值,是相同浓度和胶砂比条件下未掺减水剂充填体强度的1.3倍.     

镁质胶凝材料板材性能研究

研究了镁质胶凝材料板材中增强纤维网格布保护层厚度、铺设层数及铺设方法对板材力学性能、体积稳定性的影响。结果表明,玻纤网格布保护层厚度与抗折强度存在着线性关系。网格布保护层厚度为0.5 mm时,板材抗折强度为13.18 MPa,高出保护层厚度为5 mm试件的121.89%,冲击强度高出41.13%。网格布保护层厚度为5 mm时,试件105℃烘干5 h后的干燥翘曲率为30.21‰,是保护层厚度为0.5 mm试件的104.1倍。当玻纤网格布的铺设层数为4层时,铺设在板材上下表面各两层网格布的试件抗折强度为18.98 MPa,是将4层玻纤网格布均匀铺设在板材内部试件抗折强度的1.54倍,表明板材上下表面各铺设两层玻纤网格布比4层玻纤网格布均匀分布在板材内部的铺设方法更具合理性。在板材中轴线上加铺一层网格布比只在板材上下表面铺设一层网格布的试件抗折强度提高了0.32%,说明在板材中轴线上加铺一层网格布对提高板材抗折强度作用不大。     

生态型胶凝材料对混凝土性能影响研究

当前普通硅酸盐水泥比表面积普遍较高,严重影响了混凝土结构的耐久性。针对这些情况,本文研究了由低比表面积水泥熟料、高比表面积掺合料以及适量性能调节剂组成的生态型胶凝材料体系,分析其配制的C30和C50两个等级混凝土的抗压强度、抗裂与收缩性能,并与相同配合比的P·O 42.5水泥及掺合料配制的混凝土进行对比。结果表明:生态型胶凝材料体系配制的C30和C50等级混凝土,28d到180d强度增长率分别为36.7%和33.3%,远高于由P·O 42.5及掺合料配制混凝土的16.7%和13%,并且龄期为180d时,生态型胶凝材料体系配制的混凝土强度比由P·O 42.5水泥及掺合料配制的高出约8Mpa;生态型胶凝材料体系配制混凝土的抗裂性及抗收缩性均优于由P·O 42.5及掺合料配制的混凝土,通过孔结构分析,这是由于生态型胶凝材料体系粉体级配更加合理,20nm以下的无害孔较多,而有害孔较少。     

复合胶凝材料胶砂强度性能研究

本文通过对不同比例的水泥、矿渣微粉和粉煤灰组成的复合胶凝材料的胶砂强度的测定,分析了水泥品种、不同比例的复合胶凝材料组成对复合胶凝材料胶砂强度的影响.通过试验,证明了水泥基复合胶凝材料的胶砂强度并不是简单的与几种掺合料活性指数线性相关,由于存在“诱导激活”等效应其作用明显优于单一的掺合料,反应了效应叠加的优点,存在着优化的掺量搭配.     

化学激发胶凝材料的性能研究

通过掺入8%非碱矿物激发剂KL和1.5%碱性激发剂KJ,可以激发矿渣及粉煤灰潜在的水硬活性,从而可配制出性能良好的化学激发胶凝材料。试验结果表明,所配制的化学激发胶凝材料具有良好的基本性能,其3d、28d抗压及抗折强度完全达到P·O42.5水泥的性能要求,凝结时间及安定性合格,具有高的后期强度、抗渗性能、抗腐蚀性能、抗碳化性能和抗钢筋锈蚀性能,以及具有低的干缩率和碱骨料反应膨胀率等。     

固废基胶凝材料专用聚羧酸减水剂的制备及性能研究

针对固废基胶凝材料需水量高、包裹性差导致固废基混凝土坍落度损失大的问题,采用功能型大单体乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚(EPEG)与丙烯酸(AA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)在常温(10~25℃)下聚合反应,制得固废基胶凝材料专用聚羧酸减水剂PCA-Ⅱ,并对其分子结构和分子质量进行了红外光谱和凝胶色谱分析。试验结果表明,其最佳工艺参数为:酸醚比2.2、酯醚比2.6、次磷酸钠与大单体的摩尔比为0.4。经固废基混凝土试配验证表明,掺该减水剂混凝土的和易性与保坍性良好,浆体饱满,同时对固废基混凝土的水化产物进行SEM测试,分析了PCA-Ⅱ对固废混凝土的作用原理。     

三氧化硫含量对生态型胶凝材料性能影响研究

用于绿色混凝土的生态型胶凝材料,具有利用废弃资源、水化热低、标准稠度用水量低、收缩小等特点。本研究研究的生态型胶凝材料采用低熟料组成和分磨工艺,为避免现代混凝土生产中由于三氧化硫缺失引发的问题,生态型胶凝材料制备中对三氧化硫的进行了优化。在生态型胶凝材料中,三氧化硫的改变不仅起到调节凝结时间的作用,而且影响着生态型胶凝材料的需水行为、强度与收缩性能。通过研究三氧化硫对生态型胶凝材料的标准稠度用水量、凝结时间、强度以及干缩性能的影响,提出生态型胶凝材料适宜的三氧化硫含量。     

胶凝材料对水泥砂浆耐高温性能的影响

本文通过对比五种不同胶凝材料配制的砂浆，分别在300℃，500℃，800℃，1000℃下恒温两小时后，其力学性能和质量的损失，总结了不同水泥品种和大掺量(40％)粉煤灰对砂浆耐高温性能的影响，探讨了水泥基材料高温破坏的机理。试验结果表明无石膏硅酸盐水泥砂浆有良好的耐高温性能。     

比表面积对低碳胶凝材料性能的影响研究

为降低煤矸石大量堆放对环境土壤的污染,实现煤矸石的大量资源化利用,基于目前双碳战略和胶凝材料低碳化的目标,以煤矸石为主要组分制备煤矸石质低碳胶凝材料,研究不同煤矸石低碳胶凝材料的比表面积对其性能的影响以及其掺入比例对混凝土性能的影响。结果表明,随着煤矸石质低碳胶凝材料比表面积的增大,其7 d和28 d活性指数表现出先升高后降低的趋势,在其比表面积为612 m²/kg时,其性能最佳。进一步将煤矸石质低碳胶凝材料掺入到C30混凝土中,在其掺量为胶凝材料45%时,混凝土表现出最佳的性能。     

炉渣微粉掺合料对胶凝材料性能的影响研究

工业固体废弃物在一定程度上属于可以重新利用的资源,混凝土矿物掺合料大部分是用工业固体废弃物进行加工磨细制成的,可以改善混凝土性能,替代部分水泥,降低成本。用燃煤电厂的炉渣加工成炉渣微粉掺合料,通过试验研究它对胶凝材料性能的影响规律;结果表明,炉渣微粉虽然具有一定的活性,但需水性和吸附性都比较大;替代部分水泥单独掺入使用时,使胶凝材料的强度降低、标准稠度需水量比增大、流动性以及与外加剂相容性变差,并且这些性能变化的幅度随着掺量的增加而增大,所以在混凝土生产中,掺合料不宜单选炉渣微粉使用;采用双掺技术,在炉渣微粉掺量不超过10%条件下,可与活性高、与外加剂相容性好的矿渣微粉掺合料同时使用,不仅能改善胶凝材料的性能,而且能够带来一定的经济效益和社会效益。     

微珠对水泥基胶凝材料性能的影响研究

对比研究了不同掺量D50为1.0 μm微珠对复合水泥干粉压实体堆积密度、复合水泥浆体工作性能和力学性能的影响规律.结果表明:微珠掺量在0～40％时,复合水泥干粉压实体堆积密度与复合水泥浆体的流动度具有较好的对应关系,复合水泥干粉压实体堆积密实度越高,复合水泥浆体流动度越大;当微珠掺量30％时,复合水泥粉体堆积密度最高,空隙率最低,复合水泥浆体流动度最高,复合水泥浆体3、7d抗压强度较低,28 d抗压强度超过纯水泥浆体,60d抗压强度同比其他复合水泥浆体最高.     

聚羧酸减水剂不同分子结构与混凝土胶凝材料适应性研究

聚羧酸高性能减水剂分子结构可调,是今后混凝土减水剂发展的重要方向。阐述了聚羧酸减水剂的作用机理及其不同分子结构的性能特点,并进一步分析了聚羧酸减水剂不同分子结构与混凝土中各胶凝材料的适应性。     

不同减水剂与石膏基复合胶凝材料匹配性研究

将未煅烧的脱硫石膏与矿渣粉、硅酸盐水泥以质量比40∶40∶20的比例混合制备石膏基水硬性复合胶凝材料(简称:石膏基复合胶凝材料),并测试了其凝结时间和基本力学性能。研究了萘系、聚羧酸系和脂肪族减水剂与石膏基复合胶凝材料的匹配性研究,探讨了减水剂对复合胶凝材料砂浆流动性能及蒸养强度的影响。结果表明:萘系减水剂与石膏基复合胶凝材料匹配性好,减水作用明显,砂浆流动度稳定性好,有利于蒸养强度的发展;聚羧酸系减水剂适减水作用亦较为显著,砂浆流动度稳定性好,砂浆早期强度的发展良好,但后期强度倒缩明显;脂肪族系减水剂的匹配性较差,砂浆流动度经时损失明显,且不利于其早期强度发展。