水化热降低剂对水泥早期性能的影响

水化热降低剂是一种新型外加剂,本试验针对水化热降低剂对水泥早期放热速率、放热总量、水泥标稠需水量、凝结时间和强度发展等性能的影响进行研究。研究结果表明,水化热降低剂会延长水泥凝结时间、降低水泥水化放热速率和放热总量,在适当掺量范围内,水化热降低剂能够改善水泥胶砂强度。     

混凝土温升抑制抗裂技术在镇江西津湾地下停车场工程中的应用

侧墙混凝土结构温度控制是降低其温降收缩开裂风险的重要措施之一。试验研究了粉煤灰、矿粉和水泥水化热调控材料掺入对水泥水化放热进程和混凝土绝热温升历程的影响。试验结果表明:粉煤灰显著降低水泥水化加速期放热速率、放热速率峰值和放热总量,同等掺量下矿粉对这些参数影响则相对较小,抑制温升效果较差,水泥水化热调控材料显著降低水泥水化加速期放热速率、放热速率峰值,但不影响最终放热总量,绝热温升早期温度上升速率也明显延缓。将基于这些试验结果形成的混凝土配合比和配套施工措施应用于镇江西津湾地下停车场超长结构一次性浇筑过程中,取得了良好的抗裂效果。     

复合相变材料的制备及其对磷酸镁水泥水化性能的影响

利用复合相变材料(CPCM)的热效应控制磷酸镁水泥(MPC)的水化热,研究了CPCM掺量对磷酸镁水泥热稳定性、导热性能、水化放热、凝结时间等的影响。结果表明:CPCM对磷酸镁水泥水化热调控效果明显,能够降低水化放热,延缓反应的进行,降低内部温度和升温速率;CPCM的加入使MPC的导热系数减小,水化产物(MgKPO_4·6H_2O)热稳定性提高;CPCM与MPC的物理结合对其相变潜热、相变控温范围影响不大,MPC的吸热峰略有减小,保持了MPC体系的稳定。     

火山灰渣对水泥水化放热的影响

研究了火山灰渣的种类、细度及掺量对水泥水化放热的影响。结果表明,火山灰渣水泥的水化放热速率及3 d累积放热量明显低于硅酸盐水泥,两种火山灰渣水泥的水化放热速率及3 d累积水化放热没有明显差异。随着火山灰渣细度的增加,火山灰渣水泥的最大水化放热速率略有增长,最大水化放热速率出现的时间略有提前,火山灰渣水泥的3 d累积水化放热差别不大。随着火山灰渣掺量的增加,火山灰渣水泥的最大水化放热速率呈下降趋势,最大水化放热速率出现的时间略有延迟。随着火山灰渣掺量的增加,火山灰渣水泥的3 d累积水化放热呈下降趋势。当火山灰渣掺量从20%增加到30%以及从40%增加到50%时,火山灰渣水泥的3 d累积水化放热量下降较快。     

混凝土绝热温升公式的理论推导与试验研究

由固体热传导理论可知,混凝土绝热温升仅与水泥水化放热规律有关。根据笔者研究得出的水泥恒温水化放热规律及水泥水化放热行为的温度效应,可以预测任意温度条件下任一时刻水化放热总量。进而,从理论上推导出混凝土绝热温升表达式;然后,采用10 mm木胶板内衬100 mm聚苯乙烯泡沫板和3 mm胶合板模拟绝热状态,进行试验验证。最后,得出混凝土绝热温升表达式可以采用双曲函数和复合指数函数表达,而双曲函数在形式上要比复合指数函数简单,所以多数人倾向于采用双曲函数表达式。     

硬脂酸复合相变材料对磷酸镁水泥热性能的影响

以膨胀石墨为基础,以硬脂酸(SA)为相变材料,制备了硬脂酸复合相变材料(SPCM),通过测试加入复合相变材料的磷酸镁水泥(MPC)的水化性能,探究SPCM对MPC水化热性能的影响。结果表明,SPCM不参与MPC的水化反应,而是与MPC物理结合,使其保持自身属性;随着SPCM含量的增加,MPC孔隙率增加,孔径主要分布在100~1000 nm,导热性能略有下降,且相同龄期内,水化产物MgKPO_4·6H_2O的含量有所降低,热稳定性提高;SPCM通过相变吸放热和导热性能的变化,使MPC水化体系的放热速率减慢,放热量减少,内部温度降低,达到了减小温度应力和保持体系稳定的目的,保证了MPC体系的结构稳定和性能优良。     

水泥水化放热规律数学模型的研究

在对水泥水化放热规律系统实验研究的基础上,建立了水泥水化放热的Weibull模型并进行了工程简化。还研究了不同掺合料或外加剂对水泥水化放热模型参数的影响,为大体积混凝土水化热的模拟与控制提供了依据     

碱-矿渣水泥水化放热行为研究

采用微量热计从水化放热速率和累积放热量两方面系统研究了碱矿渣水泥水化放热行为,分析了水泥水化放热行为与凝结性能之间的关系。研究结果表明:NaOH-矿渣水泥初始放热峰出现早,水玻璃-矿渣水泥初始放热峰出现晚,水玻璃-矿渣水泥初始放热峰值大,分别约为NaOH-矿渣水泥、硅酸盐水泥的2.3倍和3.5倍;水玻璃-矿渣水泥诱导期长,NaOH-矿渣水泥诱导期短,与硅酸盐水泥相比,碱矿渣水泥初期放热速率大,累积放热量小,NaOH、水玻璃配制的碱矿渣水泥3d累积放热量分别仅为硅酸盐水泥的67%和26%;此外,凝结时间的长短与水泥体系水化累积放热量没有直接联系,而与早期水化放热速率密切相关。     

应用Db10分析减水剂对水泥水化的影响

利用TAM-AIR热活性微量热仪测定了掺不同减水剂水泥水化过程的水化放热曲线,并用Db10小波对放热曲线进行分析.结果表明:掺新型聚羧酸减水剂(SPC)水泥的水化曲线放热峰比掺萘系减水剂(NSF)和不掺减水剂的水泥分别滞后了171.3,235.9 min.对各放热曲线进行分解与重构发现,掺SPC试样的各近似系数比掺NSF试样和空白样小,重构得到的信号误差大,表明掺SPC比掺NSF对水泥水化的影响大.减水剂可有效延缓水化放热峰出现,掺SPC水泥水化放热过程比掺NSF水泥更加温和,有利于后期水泥强度的发展.     

有限元计算在多年冻土区混凝土灌注桩温度场分布

针对在多年冻土地区建设青藏铁路时混凝土桥灌注桩水化放热引起周围冻土温度场变化这一实际工程问题,采用伽辽金法推导出带相变的瞬态温度场问题的有限元公式,在考虑混凝土作为放热边界的条件下综合考虑了气温变化、风速等多种因素,建立了多年冻土区混凝土桥灌注桩水化放热的传热模型,计算了由于混凝土水化放热引起的冻土温度场变化。结果表明:混凝土水化热在浇筑后半年内对多年冻土的温度场影响很大,回冻时间(融化的冻土温度重新回到天然状态的时间)长达2年以上。而用粉煤灰和硅灰取代一定质量的水泥可以减少混凝土水化热对冻土热状况的影响。     

相变材料用于控制混凝土水化热的研究

为了控制混凝土在浇注过程中由于温度应力而产生裂缝,研究了将相变材料加入到混凝土中,利用其相变潜热,以及吸放热过程完全由温度控制的性能,从而控制大体积混凝土中的水泥水化热,防止混凝土中产生温度裂缝.初步的研究结果表明,相变材料能有效地控制水泥水化过程中过快的温度上升,但是对强度将会有较大影响.     

相变材料在水泥水化热温度控制方面的研究

采用自制的相变材料,通过水泥水化热试验和DSC分析,计算得出了相变材料的大致掺量,同时通过对比试验验证了相变材料在水化热控制方面的可行性。经与缓凝剂、减水剂比较得出,相变材料不仅可以降低水泥水化热的峰值,还可以延缓峰值的出现。     

掺粉煤灰和高效减水剂对水泥水化热的影响

对掺粉煤灰和缓凝高效减水剂的水泥水化热进行了试验,试验结果表明,掺缓凝高效减水剂可延缓水泥的早期水化热,掺粉煤灰可显著降低水泥的水化热。     

The effect of fineness on the properties of the blended cements incorporating ground granulated blast furnace slag and ground basaltic pumice

In this study, the effect of the fineness on the compressive strength, sodium sulfate resistance and the heat of hydration of the both blended and plain Portland cement (PPC) were investigated. The grinding time of both clinker and additives were also studied. The result indicated that ground basaltic pumice (GBP) and clinker had lower grindability compared to ground granulated blast furnace slag (GGBFS). Blended cement had higher strength values, particularly at later ages, compared to PPC for the same Blaine values. It was observed that the finer ground blended cement specimens had higher compressive strength, sodium sulfate resistance compared to the coarser blended cement and PPC. The heat of the hydration of blended cement was lower than the heat of hydration of PPC when the fineness was held constant.     

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。     

用于高性能混凝土的胶结材浆体水化热研究

研究了水胶比、高效减水剂、矿物掺合料对高性能混凝土中胶结材浆体水化热的影响。结果表明：当水胶比降低时,胶结材浆体的水化热也随之下降;缓凝高效减水剂并不降低总水化热,但它推迟水化放热进程,加快后期的水化放热速率;矿物掺合料的加入可明显降低水化热、水化放热速率,推迟达到最高温度的时间,尤其是双掺、三掺时降低效果更为显著,利用这三个因素的作用－减小水化热或延迟水化放热进程,可以降低因高性能混凝土水泥用量     

铜渣粉-水泥复合胶凝体系的水化热及动力学研究

采用等温量热法,分别测定了铜渣粉磨时间为30、60min,掺量为0%、20%、30%和40%的铜渣粉水泥复合胶凝体系的水化放热速率和放热量,分析了铜渣粉细度和掺量对复合胶凝体系水化反应历程的影响,并且基于Kstulovic Dabic模型计算得到了水化动力学参数.结果表明：铜渣粉推迟了复合胶凝体系的诱导期结束时间、加速期开始时间以及第2放热峰出现时间,降低了复合胶凝体系水化放热量及水化速率;水化12h前,铜渣粉对复合胶凝体系水化热呈抑制作用;水化12h后,铜渣粉活性逐渐被激发,水化速率加快;铜渣粉水泥复合胶凝体系的水化反应经历结晶成核与晶体生长相边界反应扩散作用（NG I D）过程,由Kstulovic Dabic水化动力学模型计算得到的铜渣粉水泥复合胶凝体系水化反应速率曲线,能够较好地分段模拟由量热试验得到的水化速率曲线;复合胶凝体系的结晶成核与晶体生长（NG）过程随铜渣粉掺量的增加和细度的降低而延长,相边界反应（I）过程随铜渣粉掺量的增加而缩短.     

水泥细度对水泥水化及混凝土早期开裂影响

利用微量热仪法研究了细度对水泥水化热及水化放热速率的影响规律,利用非接触式激光位移传感器和集中约束平板法测试了不同细度水泥混凝土的早期收缩变形与开裂.结果显示：随着细度的增加,水泥水化热与水化放热速率增加,水化放热峰值时间明显提前;水泥比表面积提高,混凝土早期收缩增大,早期单位裂缝面积增加,但混凝土水分蒸发速率与最大裂缝宽度减小.建议混凝土工程中应限制水泥过细.     

高性能混凝土水化热试验研究

高性能混凝土各组分性能的叠加效应十分明显。通过配制C65混凝土的试验,分析了所用各项材料对水化热的影响因素与机理,结果如下:低水胶比明显降低混凝土的总水化热。水泥用量不再是影响混凝土温升的单一因素,为降低温升,应尽量减小水泥用量,以矿物掺料取代。单纯掺加硅粉,可使混凝土的总水化热有所降低。粉煤灰掺量越大,混凝土早期的水化热和温升就越小,掺量超过25%(以水泥用量计)时,效果趋于明显。掺高效减水剂不影响混凝土的总水化热,但可明显改变混凝土的早期放热速度,与硅粉共同作用,能抑制混凝土总水化热,掺量>1%时效果十分明显。