减缩剂对水泥基材料减缩效果的研究

综述水泥基材料各类常见收缩的特点、机理及对水泥基开裂的影响.通过自由收缩、质量损失、强度、平板抗裂性等试验研究减缩剂(SRA)的减缩抗裂效果.加入SRA,砂浆早期收缩明显减小,且减缩率前7d最大.而质量损失早期高于未加SRA的,后期则趋于平缓;SRA降低砂浆抗压、抗折强度.这与SRA降低砂浆孔隙水表面张力、延缓水泥水化、改变孔结构有关.平板抗裂对比试验表明:抗裂效果聚丙烯纤维最好,减缩剂次之,膨胀剂最差.     

新型混凝土减缩剂的研究(Ⅱ)--混凝土试验

将能够显著降低水泥胶砂自收缩率的减缩剂应用于高强混凝土，考察其对混凝土工作性、强度和自收缩率等性能的影响，结果证实该种减水剂同样能够有效地改善高强混凝土的自收缩率，显著提高抗开裂能力，对混凝土早期强度无不良影响，但会轻微降低混凝土28d抗压强度，综合考虑各项因素，认为该种减缩剂适用于实际工程应用。     

高韧性水泥基材料基本性能研究

为研究高韧性水泥基材料养护龄期与其力学性能之间的关系,对不同纤维掺量的水泥基材料开展抗压、抗折性能试验,测定不同纤维掺量的混凝土在7d、14d、28d、35d的抗压强度和抗折强度,并与基准混凝土试块对比。结果表明:纤维的掺入能够较好地提高混凝土的力学性能,高韧性水泥基材料的抗压强度和抗折强度与基准混凝土相比差异较大;基体抗压强度增幅不高而抗折性能有较大提高,试验抗折强度最高提高92.32%;高韧性水泥基材料抗压强度与抗折强度均随养护龄期的增加而增大,适当延长养护龄期有利于提高高韧性水泥基材料的工作性能。     

减缩剂对水泥基材料早期水化及收缩变形性能的影响

采用非接触式电阻率测定仪和半绝热实验方法分别研究了减缩剂对常温和半绝热条件下的水泥浆体早期水化的电阻率和温升的影响,对比研究了减缩剂对水泥砂浆在干燥条件和常温水中养护时的线性长度变化与强度发展情况的影响,应用五路裂缝测定仪研究了减缩剂在水泥砂浆中的抗裂效果.结果表明:在常温条件下减缩剂会延缓水泥早期水化,而在半绝热条件下则会加速水泥早期水化;减缩剂主要提高干燥环境下的水泥砂浆的抗裂性能,降低其线性收缩值与强度增长,推迟其约束收缩初始开裂时间,而对水中养护的砂浆无补偿收缩效应,因此不利于控制热裂缝.分析表明,减缩剂在水泥基材料中应用时不仅具有物理作用,而且具有化学作用.     

GT抗裂剂性能研究

针对混凝土开裂的原因,研究了一种GT混凝土抗裂剂,以达到改善混凝土的抗裂性能同时避免或减轻混凝土开裂的目的．GT抗裂剂是由CSA高效膨胀剂与聚合物按一定比例复合而成的．研究了掺加GT高效抗裂剂胶砂试件的力学性、胀缩性等与抗裂相关的性能．结果表明,GT抗裂剂是一种比较理想的抗裂材料,对抑制砂浆开裂效果显著．     

活性粉体与高分散纤维抗裂剂对混凝土抗裂防渗性能的影响

将多种活性粉体与高分散纤维按一定比例复配制成抗裂剂掺入混凝土中,研究抗裂剂对混凝土拌合物性能、力学强度、早期抗裂性、抗渗性、干缩性等综合性能的影响,分析抗裂剂对混凝土抗裂防渗性能影响的机理。结果表明:活性粉体与高分散纤维抗裂剂可提高混凝土的综合性能,尤其是混凝土的抗裂性和抗渗性;每立方米混凝土拌合物中添加1 kg抗裂剂,混凝土早期裂缝降低率达85%、渗水高度下降65%,28 d及90 d干缩变形收缩率分别降低34%及30%;抗裂剂掺量增至1.5 kg,混凝土的性能改善效果反而下降;抗裂剂通过粉体的填充效应与纤维的桥接作用改善混凝土性能,其自身不参与水泥水化反应,但促进水泥水化,抗裂剂掺量过大会引起应力集中,致使混凝土性能提升效果减弱。     

磁性指数对铁尾矿水泥基材料特性的影响

为实现铁尾矿代替天然河砂制备水泥基材料的目标,以8种磁性指数的铁尾矿和天然河砂为骨料分别制备了水泥砂浆和混凝土试件。通过测试砂浆的力学性能、试件断面的显微硬度、孔结构参数以及混凝土的抗氯离子渗透性能,分析了磁性指数对铁尾矿水泥基材料特性的影响。试验结果表明：在相同配合比下,铁尾矿砂浆力学性能优于天然河砂砂浆;提高铁尾矿的磁性指数,砂浆力学性能呈现下降趋势,但是磁性指数为40％的铁尾矿砂浆强度仍然较高;当磁性指数为0％时,铁尾矿砂浆界面区显微硬度最高,磁性指数为40％的铁尾矿砂浆次之;磁性指数为0％和40％的铁尾矿砂浆孔隙率较低且无害孔含量更多;通过磁选分离降低铁尾矿的磁性指数,有利于增强铁尾矿混凝土的抗氯离子渗透性能,提高其耐久性。     

再生纤维素纤维增强水泥砂浆的早期抗裂和自收缩行为

早期收缩开裂是导致混凝土劣化的重要因素之一,纤维的加入可以延缓甚至减少裂缝的延伸及扩展。使用具有吸水特性的再生纤维素纤维,与UF500纤维素纤维和无吸水的聚丙烯短纤维对比,研究再生纤维素纤维对水泥砂浆早期抗裂和自收缩行为的影响规律。将掺量为水泥质量1%或2%的各类纤维掺入水泥砂浆,密封养护,分析水泥砂浆强度、折压比及自收缩应变。研究结果表明：水灰比0.3时,添加再生纤维素纤维不能增强砂浆的抗裂性能和自收缩性能;水灰比大于0.35时,添加1%的再生纤维素纤维虽然降低了砂浆的抗折强度和抗压强度,但提高了该样品的折压比,增强了砂浆的抗裂性能和减缩效应。     

减水剂对物理法超轻泡沫混凝土气孔结构及性能的影响研究

以普通硅酸盐水泥为胶凝材料,辅以萘系减水剂(F)与聚羧酸减水剂(S),在水泥净浆水灰比为0.5与0.8的条件下,采用物理法制备了孔隙率大于90%的超轻泡沫混凝土,结合Image-pro plus、XRD、SEM、TG等手段对硬化超轻泡沫混凝土气孔结构及组成进行了表征,并研究了减水剂(S与F)对硬化试样力学性能及保温隔热性能的影响。研究表明:S与F可减小硬化试样的气孔孔径分布范围,改善气孔均匀程度,减水剂S较F更能促使D50的减小及气孔(0.2mm)的比例的增加;减水剂S与F均能改善硬化试样的力学性能与保温隔热性能,当水泥净浆水灰比为0.8,掺入减水剂F的试样干密度为193.5kg/m3,28d抗压强度为0.41 MPa,导热系数为0.050 9 W/(m·K)。     

减缩剂在修补砂浆中的研究与应用

针对修补砂浆易开裂的问题,考察并比较了六种市售国外减缩剂对修补砂浆性能的施工性能、力学性能和减缩性能的影响。结果表明六种减缩剂均能够大幅度减小修补砂浆的自由干燥收缩值,减缩剂对修补砂浆的施工性能,力学性能均有十分显著的影响,添加1%DSR-460时,综合性能为最优。     

混凝土减缩剂的试配及其性能分析

通过试验配置一种混凝土减缩剂,由于混凝土减缩剂一般都是表面活性物质,参考一些国内外减缩剂的主要化学组成成分,初步选定以下几种化学物质：叔丁醇、三乙醇胺及聚乙烯醇,然后对这些物质依次进行表面张力测定试验、高强水泥胶砂干缩试验、砂浆强度试验,最后选出可以明显减小砂浆试块干缩量并且对砂浆的强度又影响不大的物质,作为试用混凝土减缩剂。     

超细CaCO3增强硫铝酸盐水泥强度的研究

在硫铝酸盐水泥硬化体中,钙矾石主要以柱状、棒状而存在,这对水泥的性能产生了不利影响。探讨了超细CaCO3对硫铝酸盐水泥进行改性的研究。试验结果表明,超细CaCO3掺量为3%时,明显改善了硫铝酸盐水泥的强度,其28 d净浆与砂浆抗压强度分别达到100.6 MPa和94.1 MPa,且水泥的28 d砂浆抗折强度高达12.5 MPa。SEM显示掺超细CaCO3硫铝酸盐水泥硬化体中难以发现大颗粒状的水化硫铝酸钙晶体,结构较致密、均匀。     

膨胀剂、减缩剂对超高性能混凝土自收缩性能的影响

为了解决超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)存在的收缩开裂风险高等问题,研究膨胀剂、减缩剂对UHPC自收缩性能的影响,开展单掺膨胀剂或减缩剂UHPC的扩展度、基本力学性能及自收缩规律的试验研究,并在此基础上对膨胀剂与减缩剂双掺后的减缩效果进行研究.试验结果表明,膨胀剂或减缩剂单掺均提高UHPC扩展度;膨胀剂或减缩剂单掺均降低28 d抗压强度;掺膨胀剂、减缩剂UHPC的28 d自收缩发展可分为3个阶段:快速发展期、缓慢发展期、平稳期;单掺膨胀剂或减缩剂均有效抑制UHPC各阶段的自收缩,其中,膨胀剂HP-CSA质量分数为6.0％时减缩效果最佳,28 d减缩率达93.6％,减缩剂SBT?-SRA(I)质量分数为1.5％时减缩效果最佳,28 d减缩率为43.0％;膨胀剂与减缩剂双掺时未产生协同效应.     

粉煤灰复合水泥对改善混凝土性能的试验研究

复合水泥对混凝土性能的影响，尤其是耐久性能的影响，一直是人们普遍关心的问题．通过混凝土抗压强度试验和混凝土耐久性加速试验，对以粉煤灰作为主要混合材的复合水泥配制的混凝土的综合性能进行了研究．研究表明，复合水泥基混凝土3d，28d强度大于粉煤灰混凝土，和同强度等级的普通硅酸盐水泥基混凝土较为接近，而抗氯离子渗透性能则明显优于普通水泥基混凝土和粉煤灰混凝土．用粉煤灰作为主要混合材的高性能复合水泥来配制混凝土，是改善混凝土综合性能的非常有效的方法．     

水泥基复合胶凝材料改性聚合物修补砂浆的试验研究

针对硫铝酸盐水泥基修补材料凝结时间快、抗折强度倒缩等问题,提出以普通硅酸盐（PO）- 硫铝酸盐水泥（SAC）复合改性聚合物快速修补材料性能,探究 PO-SAC 复合胶凝体系对聚合物修补砂浆的新拌性能和力学性能的影响,并且进一步研究了复合体系对砂浆界面粘结性能的影响,采用 SEM 分析解释宏观性能变化。结果表明：当 PO 占复合胶凝体系比例达 90% 时,聚合物修补砂浆的凝结时间相比 SAC 明显延长,满足修补需求;流动性能良好,砂浆呈现微膨胀性,28 d 时的收缩率为 -3.21×10-4;早期强度高,1 d 抗压强度达到 26.1 MPa,且后期抗压、抗折强度增长幅度大;界面粘结性能优异,28 d 粘结强度可达到 4.4 MPa。随着PO 的掺入,复合胶凝体系的水化产物钙矾石（AFt）会逐渐减少,砂浆微观形貌不致密,不利于水泥浆体早期强度和收缩的发展。     

矿物掺合料对自密实混凝土抗氯离子渗透性的影响

耐久性是自密实混凝土（SCC）的重要性质。本文应用电通量法研究了掺粉煤灰、矿渣的SCC抗氯离子渗透性能,通过对单掺和复掺时SCC电通大小的分析发现：粉煤灰和矿渣都能改善SCC的抗氯离子渗透性能,矿渣提高SCC的抗氯离子渗透性能要优于粉煤灰,二者复掺对SCC抗氯离子渗透的复合叠加效应并不明显。其机理是粉煤灰和矿渣提高水泥石密实性,强化混凝土界面过渡区,粉煤灰、矿渣物理化学吸附作用能固结Cl-,降低Cl-渗透性。SCC中掺入掺合料能减少离析、避免泌水,达到自密实效果,粉煤灰对混凝土流动增大的作用效果要优于磨细矿渣的效果。掺合料复掺对自密实混凝土强度具有复合叠加效应,混凝土28 d强度等级可提高1～2级。     

泥灰岩石粉对自密实混凝土性能的影响

通过石粉取代胶凝材料制备了一种低胶凝材料用量、低水泥用量的机制砂生态自密实混凝土,研究了石粉取代率对自密实混凝土工作性能、力学性能和抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:掺入泥灰岩石粉可以明显提高机制砂自密实混凝土的工作性能;随着石粉取代率的提高,机制砂自密实混凝土的抗压强度略有下降,在满足该强度等级要求的同时解决了自密实混凝土强度富余的问题;泥灰岩石粉的掺入使机制砂自密实混凝土的抗氯离子渗透性能有所降低,但其仍具有较高的抗氯离子渗透性能。成功配置了C35强度等级的机制砂生态自密实混凝土,胶凝材料用量为354kg/m3,水泥用量为195kg/m3;坍落度255mm,坍落扩展度640mm,T500测试时间3.8s,V形漏斗测试时间31s,间隙通过性5mm;符合SF1,VS1,PA2,SR2性能等级的自密实混凝土。     

硅灰-粉煤灰-废石粉对透水混凝土性能的影响

采用硅灰、粉煤灰、废石粉单掺及三元复合等质量代替部分水泥, 研究其对透水混凝土力学性能、透水系数及砂浆流动性的影响。结果表明: 随着硅灰掺量增加, 砂浆流动度先增加后减小, 透水混凝土强度逐渐增大, 透水系数先减小后增大, 当硅灰掺量超过6%时, 强度不再增加, 透水系数增大, 砂浆流动度 下降; 随着粉煤灰掺量的增加, 砂浆流动度不断增加, 透水混凝土强度与透水系数不断降低, 单掺粉煤灰时, 掺量不宜超过10%; 随着废石粉掺量的增加, 透水混凝土的抗压强度先增加后减少, 透水系数一直减小, 在掺量为 15%时强度最高。硅灰-粉煤灰-废石粉三元复合体系中, 掺6%硅灰、10%粉煤灰、10%废石粉的透水混凝土, 砂浆流动度为162mm, 28d 强度达到38. 4 MPa, 透水系数达到 4. 4 mm/ s。SEM 分析发现, 三元复合体系主要水化产物有水化硅酸钙凝胶和板状氢氧化钙, 还有少量针状钙矾石, 各水化产物之间连接较好, 浆体密实,水化产物发育较好, 浆体水化较完全。     

不同尺度纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透性能

为研究不同尺度纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透性能,对单掺和复掺碳酸钙晶须、聚乙烯醇（PVA）纤维的水泥基材料分别进行电通量试验、电镜扫描观测及基本力学性能试验,分析不同纤维尺度、掺量及复合比例对水泥基材料抗氯离子渗透性能和基本力学性能的影响规律,并基于试验结果给出了多纤维复合增强水泥基材料的氯离子侵蚀深度计算模型。结果表明,不同尺度纤维可在不同结构层次上发挥对水泥基材料的增强作用,使得多纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透性能明显优于单一纤维增强水泥基材料;多纤维复合材料的抗压强度与氯离子侵蚀深度及电通量大致呈反比例关系;当复合材料的抗压强度提高13.6%时,其氯离子侵蚀深度和总电通量则分别降低39.1%和44.7%;建立的氯离子侵蚀深度计算模型,可用于多纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透和侵蚀性能评估。     

PP单丝纤维自密实混凝土强度与抗渗性能

采用力学试验、渗水标号试验、渗水高度试验和氯离子渗透试验研究了聚丙烯(PP)单丝纤维自密实混凝土强度、抗渗性能,通过扫描电镜观察了纤维自密实混凝土的微观结构,从材料的组成结构和断裂力学原理上分析了PP单丝纤维对自密实混凝土强度以及抗渗性能的影响机理。结果表明： 当PP单丝纤维自密实混凝土体积掺量不超过0.15%时,PP纤维自密实混凝土具有较好的抗渗性能,渗水标号大于S 35;PP单丝纤维体积掺量不超过0.1%时,自密实混凝土的强度和抗水渗性能随着纤维体积掺量的增加而提高,电通量有所增加,而当体积掺量超过0.15%后,强度仍然有增长,电通量急剧增加;与普通自密实混凝土相比,0.10%单丝PP纤维自密实混凝土具有较好的强度特性和抗渗性能,28 d弯拉强度提高16.4%,28 d劈裂强度提高13.4%,56 d氯离子渗透电通量为919 C,渗水高度减少57%。