矿物掺合料混凝土早期氯离子扩散系数的试验

目的 研究掺不同矿物掺合料及Na2SO4混凝土的Cl-扩散系数变化规律,分析其对混凝土早期孔结构的影响.方法 试件在标准养护条件下养护3 d、7 d、14 d、21 d,采用饱盐混凝土电导率(NEL)法测试混凝土氯离子扩散系数.结果 粉煤灰、矿粉混凝土早期的Cl-扩散系数随掺量的增加而增加;粉煤灰与掺Na2SO4粉煤灰混凝土的Cl-扩散系数差值随粉煤灰掺量的增加而增加;矿粉与掺Na2SO4矿粉混凝土的Cl-扩散系数差值在3 d、7 d随矿粉掺量的增加而增加,14 d、28 d差值接近于零;粉煤灰与矿粉混凝土的Cl-扩散系数的差值随掺量增加而增加;掺Na2SO4的粉煤灰与矿粉混凝土的Cl-扩散系数差值在3 d、7 d随掺量的增加而增加,14 d、28 d随掺量增加无明显变化.结论 掺合料的早期活性低于水泥,且粉煤灰低于矿粉;硫酸钠可激发掺合料的活性,但3 d、7 d矿粉混凝土的孔结构比粉煤灰密实,14 d、21 d基本相同,硫酸钠在14 d、21 d时激发作用已完成.     

兰新铁路第二双线混凝土矿物掺合料掺量优化试验研究

通过对不同混凝土的坍落度、坍落扩展度、不同龄期强度和电通量等指标的测定,研究了粉煤灰和磨细矿渣粉的掺量对兰新铁路第二双线新疆段混凝土的工作性、强度和耐久性的影响.研究结果表明:粉煤灰的掺入可提高混凝土的流动性,抑制水泥早期水化反应速度,而磨细矿渣粉的掺入可提高混凝土的粘聚性和保水性,对流动性不利;两者均能有效降低混凝土电通量.粉煤灰和磨细矿渣粉按适当比例复合掺入对混凝土性能的改善具有更好的效果,对于C30混凝土,粉煤灰掺量为15%,磨细矿渣粉掺量为15%,对于C40混凝土,粉煤灰掺量为15%,磨细矿渣粉掺量为20%,对于C50混凝土,粉煤灰掺量为10%,磨细矿渣粉掺量为30%时,混凝土的工作性、强度和耐久性最好.     

高温后纤维矿渣微粉混凝土性能劣化规律

针对纤维矿渣微粉混凝土高温后性能发生劣化的问题,研究了温度、矿渣掺量、钢纤维掺量、聚丙烯纤维掺量和混凝土强度等级对高温后混凝土质量损失以及抗压强度损失的影响.结果表明：纤维矿渣微粉混凝土的外观特征及抗压性能均随受热温度的升高而不断劣化,烧失率和强度损失率均呈现上升趋势;掺入混杂纤维能有效阻止矿渣微粉混凝土发生高温爆裂,保持试件的完整性;矿渣微粉、钢纤维和聚丙烯纤维对混凝土的高温强度劣化均起到了缓解作用,但掺量的变化对质量损失的影响不明显;混凝土强度等级为C60时,纤维矿渣微粉混凝土抗压强度损失降到最低.提出了考虑温度、矿渣微粉掺量和钢纤维掺量影响的纤维矿渣微粉混凝土抗压强度的高温劣化模型.     

用超细矿渣粉及本地原料研制高强高性能混凝土

利用矿渣微粉及粉煤灰的活性,采用本地产PO42.5R水泥和聚羧酸高效减水剂配制C80高性能混凝土,通过正交试验对比研究表明,掺活性指数较高的矿渣粉可以配制C80混凝土,该混凝土具有成本低、取材方便、耐久性好等特点.     

掺合料混凝土干缩开裂的Cl~-扩散系数实验

目的 研究不同矿物掺合料及硫酸钠对混凝土干缩开裂的影响,以降低混凝土早期干缩和避免出现早期干缩裂缝.方法 根据NEL法采用自制装置,用电导率仪测试不同养护条件下混凝土的电导率,并转化成Cl-扩散系数,利用不同养护条件下扩散系数差值来反映混凝土早期干缩开裂程度.结果 粉煤灰、矿粉掺量分别低于10%、20%时,Cl-扩散系数差值低于基准混凝土的差值,且随掺量的增加而增加;粉煤灰混凝土Cl-扩散系数差值在7 d前上升趋势较明显;掺入Na2SO4后,Cl-扩散系数差值随龄期的增加而明显增加.结论 低掺量矿物掺合料对混凝土的抗干缩开裂有利,且随着掺量的增加而降低,粉煤灰混凝土的干缩开裂主要发生在早期;掺硫酸钠后矿物掺合料对混凝土的抗干缩开裂不利.     

基于电化学阻抗谱的矿物掺合料混凝土水泥水化过程研究

采用电化学阻抗谱方法对掺入粉煤灰或矿渣的混凝土水泥水化过程进行了研究,从不同龄期混凝土电化学阻抗谱的特征出发,分析了矿物掺合料对混凝土中水泥水化过程的电化学阻抗参数的影响,讨论了混凝土结构的变化与发展.研究表明:不同粉煤灰或矿渣掺量的混凝土电化学阻抗谱具有相同的变化趋势.在水化早期,随着矿物掺合料掺量的增大,阻抗参数sR、ctR和?减小,混凝土的总孔隙率增大,结构变疏松;水化后期,由于矿物掺合料的二次水化作用,阻抗参数sR、ctR和?逐渐增大,混凝土的总孔隙率减小,结构变密实,且随矿物掺合料掺量的增加混凝土细观结构的密实度越高.     

矿物掺合料对高性能混凝土塑性收缩裂缝的影响

采用四周约束平板法测试系统,研究了粉煤灰、矿渣及硅灰不同掺量比对高性能混凝土早期塑性开裂的影响,同时对其开裂机理进行了研究探讨。试验结果表明：粉煤灰和矿渣的掺入对混凝土早期塑性开裂均有很好的抑制作用,粉煤灰的抑制效果要优于矿渣;硅灰的掺入加剧了混凝土的早期塑性开裂,并随着掺量的增加开裂愈加明显。     

纤维增韧碱矿渣混凝土收缩性能研究

研究了合成纤维和粉煤灰对碱矿渣混凝土和普硅混凝土收缩性能的影响。在相同基体配合比的情况下制备了碱矿渣和普通硅酸盐水泥两种混凝土,对比分析了聚丙烯纤维及粉煤灰在碱矿渣混凝土和在普通硅酸盐混凝土中的不同收缩效果,结果表明:碱矿渣混凝土较普硅水泥混凝土的收缩率大;并且收缩率随纤维掺量的增加而减小;纤维与粉煤灰均可以显著降低碱矿渣水泥混凝土及普硅水泥混凝土不同龄期的收缩率;纤维与粉煤灰复合使用时收缩率较碱矿渣混凝土空白样降低31%。     

粉煤灰复合胶凝材料充填体强度与水化机理研究

为了提高粉煤灰资源利用率和充填采矿效益,以金川镍矿为工程背景,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析并结合胶结充填体强度试验,开展了粉煤灰替代水泥和矿渣微粉的复合胶凝材料的水化机理研究与充填体强度试验.结果显示:掺入粉煤灰的复合胶凝材料的水化产物主要是斜方钙沸石晶体、钙矾石晶体和C-S-H凝胶.当粉煤灰替代20%的水泥掺量时,3,7和28d充填体强度分别降低26.9%,29.9%和20.3%;当粉煤灰替代15%的矿渣微粉,3,7d强度分别降低23.5%和20.1%,但28d强度却提高7.6%.在满足金川矿山下向分层充填法采矿条件下,粉煤灰替代水泥掺量、矿渣微粉掺量分别可达到20%和15%.与矿用水泥充填材料相比,复合充填胶凝材料成本降低约49.8%.     

再生骨料混凝土强度参数敏感性分析

研究了再生骨料混凝土强度对矿渣掺量、粉煤灰掺量、砂率、水灰比这四个参数的敏感性,得出了非线性影响曲线.表明矿渣掺入量、粉煤灰掺入量、砂率、水灰比对废弃混凝土强度影响都存在一个最优量.     

碱矿渣陶粒混凝土基本性能试验研究

为了解决碱矿渣胶凝材料收缩过大限制其应用的问题,将陶粒和陶砂掺入碱矿渣胶凝材料中形成碱矿渣陶粒混凝土.完成了252个碱矿渣陶粒混凝土试件的试验,考虑了水灰比、砂率、粉煤灰质量分数、水玻璃模数、氧化钠质量分数等关键参数对碱矿渣陶粒混凝土抗压强度和干缩率的影响.试验结果表明,碱矿渣陶粒混凝土的28d边长为100 mm立方体的抗压强度为45~55 MPa,碱矿渣陶粒混凝土的28 d干燥收缩率为1.8×10~(-4)~4.4×10~(-4).当水灰比、粉煤灰质量分数、水玻璃模数、氧化钠质量分数增大时,抗压强度减小,干缩率增大;砂率增大时,抗压强度增大,干缩率减小.     

无熟料矿渣水泥混凝土对Cl~-的抗渗及固化特性

无熟料水泥混凝土(NSC)是利用水淬高炉矿渣和激发剂在常温下经配料、研磨而成的新型水泥来配制的混凝土,其性能取决于水淬高炉矿渣的碱度、化学成分、玻璃化率以及激发剂的种类和数量,因而对Cl-的抗渗和固化有其独特的性能。为此,以石膏和石灰作为激发剂配制NSC后,用电通量法等科学手段进行了对Cl-离子的抗渗和固化实验。结果表明:NSC的效果远远超过普通混凝土和矿渣水泥。     

碱激发胶凝材料抗硫酸盐侵蚀机理的探讨

对碱-矿渣、碱-粉煤灰、碱-偏高岭土和普通硅酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀机理进行了探讨,其中用普通硅酸盐水泥作为对比样.采用实验室加速试验法(即干湿循环法),并对侵蚀后的碱激发胶凝材料的产物进行X射线衍射(XRD)分析.结果表明:在5%的硫酸钠溶液中,碱激发胶凝材料砂浆主要是由于环境中硫酸钠溶液浸入试块孔隙中,使盐结晶产生体积膨胀而破坏,而普通硅酸盐水泥砂浆主要是由于生成膨胀性产物石膏和硫酸钠盐结晶而破坏.     

Grey clustering theory to assess the effect of mineral admixtures on the cyclic sulfate resistance of concrete

Concrete specimens made with ordinary portland cement or ordinary portland cement incorporating fly ash with the replacement of 10% or 20%, ground blast furnace slag with the replacement of 15% or 30%, or 15% fly ash and 15% ground blast furnace slag were made and exposed to a cyclic sulfate environment. Concrete properties including relative dynamic elastic modulus, chloride ion diffusion coefficient, compressive strength and flexural strength were measured. Effect of mineral admixtures on the cyclic sulfate resistance of concrete was assessed based on the grey clustering theory. The experimental results indicate that the cyclic sulfate resistance of concrete incorporating ground blast furnace slag belongs to the higher grey grade, which exhibits that it possesses excellent cyclic sulfate resistance. With increasing addition of fly ash, the cyclic sulfate resistance of concrete changes from the medium grey grade to the lower grey grade, which shows that incorporation of fly ash is disadvantageous for the cyclic sulfate resistance of concrete.     

镁渣火山灰活性试验研究

通过对镁渣的化学组成、水泥胶砂强度试验和微观结构分析,研究了镁渣的火山灰活性、细磨加工效应和与粉煤灰的复合效应机理,旨在从力学效应方面分析镁渣作为砂浆和混凝土掺合料的可行性.结果表明,镁渣具有一定的火山灰活性,细磨加工能提高镁渣活性,在渣灰比≤60%时,镁渣与粉煤灰的复合效应显著.     

矿粉对水泥和混凝土性能的影响

为了探寻矿粉细度及掺入量对水泥和混凝土性能的影响,通过试验测试方法,分析了矿粉和水泥的基本性质,研究了超细矿粉和普通矿粉的掺量对水泥基材料标准稠度、凝结时间、流动度和力学性能的影响.结果表明：普通矿粉使水泥净浆标准稠度需水量下降,而超细矿粉则增加标准稠度需水量,两种矿粉都使水泥净浆凝结时间略微延长.普通矿粉可以改善水泥净浆的流动度,超细矿粉的加入则降低了水泥净浆的流动度.普通矿粉和超细矿粉降低水泥净浆早期（7 d）抗压强度,提高后期（28 d）抗压强度,掺10％～50％的普通矿粉的水泥净浆28 d抗压强度提高2.9％～9.7％,掺入超细矿粉28 d抗压强度提高3.9％～20.1％,普通矿粉和超细矿粉的最佳掺量为10％～30％;两种矿粉替代10％～50％水泥所配制的混凝土的强度得到了明显的提高.     

含矿渣粉复合胶凝材料抗硫酸盐性能研究

采用快速试验方法研究了矿渣粉复合胶凝材料的抗硫酸盐性能,探讨了矿渣粉掺量和细度对复合胶凝材料抗硫酸盐性能的影响。研究结果表明,随着矿渣粉掺量的增加,复合胶凝材料的抗硫酸盐性能均不同程度地得到提高：矿渣粉细度的增加,有利于提高复合胶凝材料的抗硫酸盐性能。     

孔溶液的电导率与混凝土的电测渗透性

孔溶液的化学成分和电性能对混凝土渗透性的电测结果有重要影响.理论分析和试验表明,水灰比和粉煤灰的掺量对孔溶液的电导率影响很大.混凝土粉末浸液的电导率与孔溶液的电导率有良好的相关性,浓度为3:1的粉末浸液与孔溶液电导率的线性相关系数为0.8550.利用混凝土粉末浸液的电导率对混凝土的电测渗透性结果进行修正是可行的.     

粉煤灰-矿粉-水泥胶凝体系优化设计的试验研究

为优化粉煤灰-矿粉-水泥胶凝体系并探讨粉煤灰和矿粉在混凝土中的作用机理,实验研究了在混凝土中水泥用量不变情况下,掺入不同比例的粉煤灰、矿粉的强度与和易性,并对比添加激发剂试验结果,发现粉煤灰-矿粉质量比按1∶1∽11.5双掺替代70％水泥并添加5％的硫酸钠激发剂得到的水泥胶凝体系性能最好.