高性能混凝土中掺加外加剂的应用研究

配制HPC掺用外加剂是最重要的途径,其主要成份是高效减水剂、缓凝剂、引气剂,合理掺用可以取得最佳技术效果,过量掺用或使用不当则会产生负面影响.     

用外加剂控制泵送混凝土坍落度经时损失

在泵送混凝土中掺外加剂，能增加拌合物的流动性并降低泵送混凝土坍落度经时损失。本文通过对泵送混凝土坍落度经时损失的成因分析，研究了高效减水剂FDN、缓凝剂糖蜜及复台使用FDN和糖蜜对泵送混凝土坍落度经时损失的影响，及它们与水泥适应性。试验结果表明，复合使用高效减水剂和缓凝剂，能有效控制混凝土坍落度经时损失。     

水泥基土石坝防渗注浆材料试验

为解决水利工程中普遍使用的注浆材料流动性差、结石率低等问题,以水泥为基本材料,掺加粉煤灰及膨润土,将减水剂、膨胀剂作为外加剂,对不同配比的材料进行浆液流动性及结石体物理性能等试验分析,综合各试验结果得出适用的材料配比。试验结果表明:掺加膨润土可以增加浆液稳定性,提高结石率,但同时会降低浆液流动性;掺加适量粉煤灰可以增加浆液流动性,提高浆液可注性;随着膨润土和粉煤灰掺量增加,浆液结石体的强度会有明显下降;膨润土和粉煤灰的掺量应适宜。研究成果对水利工程注浆材料研发具有较大的指导意义。     

水泥基土石坝防渗注浆材料试验研究

为解决水利工程中普遍使用的注浆材料流动性差、结石率低等问题,本研究以水泥为基本材料,掺加粉煤灰及膨润土,将减水剂、膨胀剂作为外加剂,对不同配比的材料进行浆液流动性及结石体物理性能等试验分析,综合各试验结果得出适用的材料配比。试验结果表明:掺加膨润土可以增加浆液稳定性,提高结石率,但同时会降低浆液流动性;掺加适量粉煤灰可以增加浆液流动性,提高浆液可注性;随着膨润土和粉煤灰掺量增加,浆液结石体的强度会有明显下降;因而膨润土和粉煤灰的掺量应适宜。研究成果对水利工程注浆材料研发具有较大的指导意义。     

高效减水剂与缓凝剂复掺对三元胶凝体系流动性和强度的影响

针对掺萘系高效减水剂(BNS)的硅酸盐水泥-铝酸盐水泥-石膏三元胶凝体系浆体流动性小、流动性经时损失大、凝结时间短等这些问题,采用了BNS与缓凝剂柠檬酸(CA)、葡萄糖酸钠(SG)复掺的方式来予以解决,同时研究了外加剂复掺对三元胶凝体系1 d、7 d、28 d强度的影响.研究结果表明:随着CA和SG掺量的增加,三元胶凝体系浆体的流动度增大、凝结时间明显延长,且SG的作用效果较CA更加显著;CA和SG均使胶砂试件早期抗压强度小幅度降低,后期强度略有增加.     

混凝土修补砂浆力学性能的研究

本文通过正交试验,对添加可再分散乳胶粉、高效减水剂、硅灰和膨胀剂的聚合物砂浆的抗压强度及抗拉强度进行了测试．经结果分析,得到各种外加剂掺量对聚合物砂浆力学性能影响的规律,并取得最佳配比．     

超缓凝混凝土在长螺旋咬合桩中的应用

结合南昌某工程，以白糖和葡萄糖酸钠作为复合缓凝剂，采用一次搅拌和二次搅拌2种制备工艺，配制超缓凝混凝土。通过对流动性、凝结时间、抗压强度等方面的测试分析，确定C35超缓凝混凝土的最佳配合比；通过对微观形貌的测试分析，探究缓凝剂对水泥水化产物的影响。结果表明，掺入缓凝剂可以改变水泥早期水化产物钙矾石(AFt)的晶体结构，减缓水化速率，延长凝结时间。缓凝剂掺量为0.38%时，混凝土有较长的凝结时间，较好的流动性，以及较高的力学性能，满足实际工程的施工要求。相较于一次搅拌工艺，采用二次搅拌工艺制备的超缓凝混凝土，流动性更好，凝结时间更长，更有利于长螺旋咬合桩的施工应用。     

多元复合缓凝剂制备及其对磷酸镁水泥性能的影响

以硼砂、十二水合磷酸氢二钠、氯化钙为原料制备了复合缓凝剂,利用水化热、XRD、SEM等手段,对比研究了复合缓凝剂与硼砂对磷酸镁水泥主要性能的影响。结果表明:对于掺复合缓凝剂的磷酸镁水泥,其流动性降低,水化放热更迟,放热速率更低,凝结时间更长;其水化产物中除了鸟粪石(KMgPO4·6H2O),还存在少量氯化钾,且水化产物的结晶度和微裂纹也得到了一定改善;复合缓凝剂掺量在一定范围内(≤8%)时,其凝结时间显著延长,且后期强度优于掺10%(常规掺量)硼砂的磷酸镁水泥。因此,在满足凝结时间的条件下,多元复合缓凝剂更有利于改善磷酸镁水泥的整体性能。     

复合纳米材料对混凝土及水泥砂浆的性能影响

研究了加入不同比例复合纳米材料和掺30~40%四掺复合掺合料的胶砂和C40级混凝土的性能,对复配的C40级混凝土试块进行了氯离子和硫酸盐侵蚀试验、对复配净浆试块进行了扫描电镜(SEM)和差示扫描量热(DSC)测试,并讨论了复合纳米材料在混凝土中的不同加入方式。结果表明:相对于基准C40级混凝土,掺入复合掺合料和复合纳米材料配制的C40级混凝土的流动性和抗硫酸盐、氯离子侵蚀的能力均有所增强,其抗压强度提高约20%;复合纳米材料掺入减水剂用于混凝土的效果优于掺入复合掺合料用于混凝土,复合纳米材料掺入减水剂中可以很好地解决纳米材料易于团聚的问题,确定了复合纳米材料的掺入方式是将复合纳米材料掺入减水剂中,掺入量为减水剂质量的0.5-1.0%。     

膨胀剂对高强矿渣混凝土性能的影响

研究了膨胀剂对利用不同比表面和不同掺量的矿渣配制的高强混凝土的力学性能，体积稳定性以及抗渗性能的影响。结果表明：膨胀剂的掺量和矿渣的细度、掺量对混凝土的膨胀率有较大影响，随着膨胀剂的掺量增加和矿渣细度、掺量的提高，混凝土的抗压强度提高，膨胀率增大，抗渗性能提高。     

自密实超早强高性能混凝土试验研究

为满足修补混凝土自密实的要求,利用高效复合减水剂增塑和超细复合粉煤灰改善胶凝材料级配等有效措施,尽可能降低新拌混凝土屈服剪应力,使混凝土拌合物达到自密实所需要的流动性.在大量试验的基础上确定了自密实混凝土的配比参数.针对超早强的性能要求,通过胶砂试验,在多种化学外加剂中,选取早强剂A作为超早强水泥混凝土的外加剂,并确定其合理的掺量.同时在此基础上对自密实超早强高性能混凝土的配制技术进行优化,试验结果表明:选用高效减水剂、早强剂A、普通硅酸盐水泥可配制出1d的抗折强度达3.0 MPa以上,2d抗折强度达4.0MPa以上,自密实性能好,30min后混凝土拌合物坍落度损失小的自密实超早强高性能混凝土,能够满足对混凝土路面进行快速修补、无需振捣的要求.     

牺牲剂对含泥砂浆性能的影响研究

选取表面活性剂作为泥土"牺牲剂",通过将其与聚羧酸系减水剂复合使用,研究了"牺牲剂"对含泥砂浆流动性、凝结时间及力学性能的影响。研究结果表明:"牺牲剂"与聚羧酸系减水剂复合使用时可明显改善含泥砂浆的初始流动性及流动性保持性能,当"牺牲剂"达到饱和掺量0.4%时,砂浆流动性最大且流动性保持性能最佳;二者复合后的相容性好;"牺牲剂"掺量不宜大于饱和掺量,否则会造成体系缓凝及力学性能的劣化。分子量和红外光谱的结果表明"牺牲剂"不具有聚氧乙烯长侧链结构且分子量较小,更易优先被粘土吸附从而提高含泥砂浆的流动性。     

复合外掺料对高性能水泥胶砂性能的影响

以低水胶比高强度水泥胶砂为研究对象,初步探讨了高效减水剂、矿渣、粉煤灰、膨胀剂、高吸水树脂及聚合物纤维等组分构成的复合外掺料对水泥基材料的工作性、早期自收缩和力学性能的影响.通过试验结果的对比,发现同时掺入高效减水剂、矿渣、粉煤灰、膨胀剂和高吸水树脂的水泥胶砂流动性最好,流动度经时损失最慢,早期自收缩最小,同时早期力学性能较好.聚合物纤维的掺入有效地提高了水泥胶砂的韧性和体积稳定性.     

超缓凝剂对硅酸盐水泥砂浆性能的影响

目的为配制一种新型有机复合超缓凝剂，研究不同掺量及养护条件下其缓凝效果和硬化机理．使之可有效地应用于大体积混凝土及缓黏接预应力混凝土工程中．方法利用XRD和SEM等微观手段，对掺入超缓凝剂水泥砂浆的缓凝性能进行了测试和表征．结果超缓凝剂在不同养护条件下，可使水泥水化“休眠”20～40d，“休眠”结束后能迅速水化而结构不发生变化．XRD图谱表明并未发现异常水化物产生；SEM图像表明，掺超缓凝剂的水泥硬化结构更加致密．结论在标准养护条件下，掺量0．035％的超缓凝剂可使水泥水化“休眠”34d，“休眠”结束后59d可达空白试件28d强度．随养护温度增加和超缓凝剂掺量的降低，水化“休眠”期降低．超缓凝剂并未使水化产物发生本质变化，其耐久性应是可靠的．     

减水剂对CRTSⅡ型CA砂浆强度影响规律研究

高速铁路板式无碴轨道中CA砂浆主要由水泥、沥青乳液和多种外加剂组成,其中减水剂是最重要组分之一.为了探讨不同种类和掺量的减水剂对CRTSⅡ型CA砂浆强度和微观结构的影响,采用聚羧酸系、木质系磺酸钠和萘系3种减水剂,研究了其品种和掺量的变化对CA砂浆抗压强度的影响,并通过SEM观察了其微观型貌特征.结果表明,聚羧酸减水剂对CA砂浆抗压强度降低作用的影响最小;相同品种的减水剂掺量越大,CA砂浆抗压强度降低越明显,流动性越高.SEM微观分析表明,强度性能变化的原因是由于减水剂造成了CA砂浆的孔洞数量、孔径、孔洞连通情况不同.     

外加剂CAN和粉体流态混凝土耐久性控制

在普通混凝土中掺加适量的减水剂和粉体等外加剂，可以改善混凝土的使用性能。通过室内试验，提出流态混凝土配制方法，同时，测定氯离子扩散系数和通电量对混凝土耐久性的影响。对混凝土向环保化、流态化、高强化和高效化发展起到促进作用。     

水下抗分离混凝土外加剂的研究

采用水溶性高分子材料与活性无机增粘材料，辅助高效减水剂复合配制了新型水下抗分离混凝土外加剂，考察了该外加剂对水下灌注混凝土的抗分离性能、流动性能及力学性能的影响．     

水泥基材料中高效减水剂应用效果的检测方法

采用水泥浆体流动度、混凝土减水率、坍落度及强度增长率等指标确定了2种萘系高效减水剂的掺量，研究了二者在此掺量下对相同配比砂浆的流动度及经时损失、开裂敏感性及干湿变形的影响。结果表明：与水泥适应性均较好的2种萘系高效减水剂在各自掺量下，所配制的砂浆具有相同的初始流动度及流动度经时损失变化，但其初始开裂时间与干湿变形却存在差异，说明在评价高效减水剂的应用效果时除了检测与水泥的相容性外还应考虑其对水泥基材料收缩变形性能的影响；不同外加剂对水泥基材料体系碱度的适应能力不同，较高的碱度会增加材料的开裂敏感性。     

混凝土减水剂、防冻剂的研制

混凝土减水剂、防冻剂的研制该项成果属于混凝土外加剂的研制，是由我院建筑研究所完成的。所研制的减水剂集缓凝、早强、减水于一体，具有掺量低的优点，最大掺量为水泥用量的０．５％；防冻剂集减水、早强、防冻、低掺量于一体，最大掺量为水泥用量的１％，对钢筋无锈蚀...     

三元膨胀型混凝土防水剂的研究

按照砼防水剂国标规定的测试方法，对减水剂－胶态膨胀剂－晶态膨胀剂系统的三元复合膨胀型砼用防水剂进行了研究。研究表明：胶态膨胀剂的掺入能明显地　提高砼的抗渗性，降低砼的强度；共同掺入胶态与晶态膨胀剂，砼的抗渗性明显地提高，强度无明显的降低，而且具有补偿收缩的微膨胀性；掺三元膨胀型防水剂的砼，抗渗标号达到Ｓ３０；确定了三元复合膨胀型砼用防水剂的最佳配比。