硅灰对胶砂性能影响的试验研究

为研究硅灰对水泥胶砂力学性能、干缩性能的影响,在不同水胶比下研究了不同掺量硅灰对水泥胶砂的流动性、抗压强度、抗折强度和干缩率的影响。试验结果表明,2种水胶比下水泥胶砂的跳桌流动度呈现相同变化趋势,均随着硅灰掺量提高而降低;硅灰的掺入对不同水胶比的水泥胶砂强度均有提升,0.40水胶比下,10%硅灰掺量28 d抗压和抗折强度较基准组分别提升17.7%、11.0%,0.45水胶比下,10%硅灰掺量28 d抗压和抗折强度较基准组分别提升21%和12%;硅灰的掺入会提升2种水胶比胶砂的干缩率,均随着掺量的增加而增大,水胶比为0.40时干缩率更大,水胶比为0.45时60 d干缩率较基准组提升更明显。     

钢渣复掺胶凝体系力学性能研究

为探究钢渣粉与矿物掺合料复掺组成胶凝体系的搭配比例。采用试饼法及雷氏夹法测试钢渣粉及复掺胶凝体系的体积安定性,通过力学性能表征选出适宜的钢渣研磨时间和钢渣粉复掺胶凝体系的搭配比例,并将复掺胶凝体系强度表征优选组与水泥颗粒粒度分布进行对比。试验结果表明:钢渣研磨时间宜采用30 min,钢渣粉与矿物掺合料复掺时,体积安定性均能满足规范要求。当钢渣粉和矿渣粉复掺比例为1∶1且占胶凝材料40%时、钢渣粉和粉煤灰的复掺比例为2∶1且占胶凝材料30%时、钢渣粉、粉煤灰和矿渣粉复掺比例为2∶1∶1且占胶凝材料40%时,以上3种复掺胶凝体系的力学性能和粒度分布均表现优异。     

大掺量石灰石粉对水泥胶砂性能的影响

研究石灰石粉在20%、30%、40%和50%大掺量下的水泥胶砂性能。试验结果表明:石灰石粉可发挥微晶核效应,减少水泥净浆标准稠度用水量,缩短凝结时间,降低胶砂需水量比,具有一定的减水效应;石灰石粉可促进水泥早期水化放热,水泥胶砂的水化热和干缩率随石灰石粉的掺量增大而降低,故石灰石粉的掺入可降低混凝土开裂的风险;石灰石粉虽然在水化后期具有一定的活性,但大掺量的石灰石粉会使水泥胶砂后期强度损失较大,在实际应用中应当引起重视。     

纤维素纤维对砂浆干缩性能的影响

水泥基材料极易干缩开裂,因此一般在水泥基体中掺入纤维来限制其干缩。为研究纤维素纤维对水泥基材料干缩性能的影响,现通过对比不同水胶比及纤维素纤维掺量下水泥砂浆的干缩性能,分析了纤维掺量对水泥砂浆干缩性能的影响规律,探讨了纤维素纤维改善水泥砂浆抗干缩性能的机理,并与聚丙烯纤维进行对比分析,确定干缩变形较小的纤维种类与合理掺量。试验结果表明:纤维砂浆的干缩值随水灰比的增大而增大,纤维砂浆的干缩随龄期的变化呈指数关系;纤维素纤维的掺入显著降低了水泥砂浆早期干缩的变化速率,大大减少了砂浆的硬化后期干缩值,并且砂浆干缩值随着纤维素纤维掺量的增加而降低;纤维素纤维的经济掺量为1.1kg/m3。     

粉煤灰与矿渣粉对水泥水化热及胶砂强度影响

对单掺粉煤灰、单掺矿渣粉及双掺粉煤灰和矿渣粉进行了水泥水化热试验和水泥胶砂强度及扫描电镜分析,试验结果表明,粉煤灰的掺入,降低了胶砂的早期强度,但后期强度增长较快;单掺矿渣微粉的胶砂,当掺量不大于50%时,其7 d的强度已达到纯水泥砂浆的强度;双掺矿渣粉和粉煤灰的胶砂,可以发挥矿渣粉早期强度高和粉煤灰后期强度增长快的特点,两种优势互补,其效果较佳.     

钢渣粉-水泥复合体系水化热及动力学研究

为了研究钢渣粉对水泥水化的影响,通过水化热和水化动力学模拟,研究了钢渣粉掺量及细度对水泥早期水化进程及反应机理的影响。结果表明:与纯水泥相比,细钢渣粉缩短诱导期,粗钢渣粉延长诱导期;细钢渣掺量为15%时,加速期缩短,细钢渣掺量超过15%时,加速期延长;钢渣比表面积增大或掺量增加,第3放热峰提前;总放热量随钢渣掺量增加而降低,随比表面积增大而提高;结晶成核与晶体生长控制加速期,钢渣粉掺入会降低反应阻力,且反应阻力随着钢渣粉掺量的增加,先降低后略微增大;粗钢渣粉-水泥复合体系的反应阻力大于细钢渣粉-水泥复合体系;稳定期反应进程受扩散控制,扩散阻力随着掺量增加先增大后降低;钢渣粉比表面积增大,扩散阻力增大。研究成果为钢渣粉-水泥复合体系水化动力学进一步的研究提供了基础。     

钢渣粉煤灰用作路面基层材料的性能研究

针对我国目前大量钢渣未能有效利用的问题,考虑将其与粉煤灰混合作为路面基层材料。通过击实试验可以得到不同比例的钢渣粉煤灰的最大干密度与最佳含水率,最佳含水率最小为12.9%,最大干密度最大为2.04 g/cm3。钢渣粉煤灰配比为1:1、外加剂掺量为2.5%时抗压强度最大,达到了8.36 MPa,此配比的劈裂强度为0.82 MPa,其抗压强度与劈裂强度仅小于水泥稳定碎石。通过抗裂性能试验可以得到钢渣粉煤灰的平均干缩系数为25.91×10-6、平均温缩系数10.13×10-6,均小于水泥稳定碎石,因此钢渣粉煤灰是一种良好的路面基层材料。     

碱激发下砒砂岩钢渣粉水泥复合土强度及微观机理

为减少砒砂岩区土壤水土流失，实现钢渣粉和砒砂岩在实际工程中的有效利用，通过无侧限抗压、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜、超景深三维显微镜和压汞等试验，探究钢渣粉掺量、碱质量分数对砒砂岩钢渣粉水泥复合土宏观力学性能及细微观结构的影响。研究结果表明：在高温碱激发作用下，钢渣粉水化生成的凝胶和铝铁钙石对复合土的增强作用低于水泥对复合土的增强作用，导致钢渣粉替代水泥掺量增加，复合土的抗压强度降低；碱激发剂增加，可促进钢渣粉水化生成产物增多，更好地起到胶结土颗粒和填充内部孔隙的作用，使复合土表面结构更均匀，内部结构更密实，抗压强度提高，碱质量分数为2%时，效果最佳。研究成果可为砒砂钢渣粉水泥复合土在工程实际应用提供理论依据。     

水泥稳定土干缩性能及其尺寸效应

为了研究水泥稳定土的干缩性能及其尺寸效应,结合蒙城某水利枢纽工程,采用工程现场的两种黏土进行了水泥稳定土室内干缩性能试验,测试了不同水泥用量、不同养护期水泥稳定土试件的干缩率,并对比了试件尺寸对测试结果的影响.试验结果表明:水泥稳定土的干缩率随龄期延长而增大,14 d后趋于稳定;随着水泥用量的增加,试件干缩率降低;养护...     

钢渣高性能混凝土抗冲耐磨性能试验

为有效利用大宗废料钢渣,设计制作了15组掺钢渣粉混凝土试件,试验研究钢渣粉掺量对混凝土的工作性能、力学性能及抗冲耐磨性能的影响极其作用机理。结果表明:钢渣粉可以改善混凝土的工作性能;在不同水胶比下,掺钢渣粉混凝土的早期强度均小于基准混凝土,钢渣掺量在10%~30%以内时,混凝土的后期强度与基准混凝土基本持平,且略有提高,钢渣掺量大于30%时混凝土的后期强度下降较大;采用水下钢球法测试混凝土28 d抗冲磨强度,得出钢渣掺量在10%以内时混凝土的抗冲磨强度比基准混凝土略有提高,当钢渣粉掺量大于20%时,混凝土的抗冲磨强度呈下降趋势。因此,钢渣粉作为混凝土掺合料时其掺量应控制在20%以内为宜。     

石灰石粉对掺加钢渣的水泥砂浆力学性能的影响

在钢渣掺量一定的情况下,通过水泥砂浆力学性能试验,对掺加不同细度的石灰石粉的水泥砂浆进行了不同龄期的抗折、抗压强度测试。结果表明:在钢渣掺量一定的情况下,与未掺加石灰石粉的水泥砂浆比较,掺加一定量的石灰石粉可以提高水泥砂浆的抗压、抗折强度;钢渣掺量一定的情况下,随着石灰石粉细度的增加,水泥砂浆的压折比减小,水泥砂浆的柔韧性变好。用MATLAB曲线拟合工具箱对水泥砂浆的压折比进行模拟,结果发现,用指数函数形式模拟压折比拟合度较好。     

石灰石粉和粉煤灰对干燥状态下砂浆性能的影响

为研究石灰石粉和粉煤灰对干燥状态下砂浆性能的影响.设计了两组砂浆配合比进行对比试验.试验结果表明,掺加石灰石粉和粉煤灰都有减小砂浆干缩的作用.而且效果相当;石灰石粉掺量在30%以内时,长期干燥对砂浆的抗压强度和抗折强度影响较小,而且再次水养后强度恢复较高.     

钢渣微粉改良膨胀土室内试验研究

钢渣微粉是钢渣加工产生的副产品,一直未被有效利用。Ca2+含量占40%~60%,考虑是否可以用来有效改良膨胀土。分别对膨胀土、素土和不同钢渣微粉掺量的改良土进行液塑限试验、直剪试验、干湿循环试验,得到结论:钢渣微粉的掺入使得膨胀土液限下降,塑限上升,且掺量大于3%时液、塑限符合路基规范要求;钢渣微粉的掺入对于膨胀土强度具有很好的改良效果,且钢渣微粉的最优掺入比例为5%;钢渣微粉对干湿循环后膨胀率的下降以及强度的增长均有很好的改良效果。试验结果表明膨胀土通过钢渣微粉的改良后符合工程规范要求。     

低活性矿渣内养护水泥砂浆自收缩与孔结构分析

采用预吸水饱和状态的低活性矿渣作为内养护材料部分替代砂,研究不同低活性矿渣掺量内养护砂浆的力学性能与自收缩变化规律,并通过MIP、SEM和XRD测试结果探讨了低活性矿渣内养护砂浆的微观机理。结果表明：不同低活性矿渣掺量砂浆试样在标准养护与密封养护条件下抗压强度发展规律相似,即随着低活性矿渣掺量的增加,砂浆早期强度下降幅度较大,但随着龄期的延长,砂浆后期强度降低幅度小于早期降低幅度;并且低活性矿渣能有效抑制浆体各阶段的自收缩,尤其在快速收缩阶段和短暂膨胀阶段作用最为明显;低活性矿渣内养护作用下,虽增加了浆体的孔隙率,但有效降低了平均孔径,改善了各类型孔的分布比例,细化孔隙结构;内养护作用使浆体水化产物C-S-H凝胶增多,Ca(OH)2被消耗,界面过渡区薄弱结构得到显著改善。     

水泥种类对砂浆收缩性能和孔结构参数的影响

研究常见水泥种类对砂浆收缩性能和孔结构参数的影响,为水泥的合理选用提供试验参考。采用贵州常见的4种水泥(毫龙水泥、西南水泥、尧柏水泥、中诚水泥),探索砂浆的力学性能、收缩性能和孔结构参数等性能。结果表明:随着养护龄期的延长,砂浆的抗折强度和抗压强度越高,但90 d时4种水泥砂浆抗压强度相差不大于3MPa。砂浆的抗压强度与抗折强度之间呈现出显著的线性关系,折压比呈现出降低的趋势,干燥收缩与自收缩均随养护龄期的延长不断增长,但干燥收缩始终高于自收缩。通过吸水法发现,养护龄期的延长对砂浆孔结构均匀性有细化作用,但4种水泥砂浆的平均孔径相差不大,相差不到0.04。表明水泥产地不同,其性能的表现各异,文中4种水泥的建议选择顺序为:西南水泥中诚水泥尧柏水泥豪龙水泥。     

养护温度和矿物掺和料对砂浆渗透性的影响

为研究矿物掺和料单掺、复掺以及改变养护温度对水泥砂浆抗氯离子渗透性的影响,利用电通量法展开了一系列试验。试验结果表明:在提高养护温度的情况下,掺入不同矿物掺和料的水泥砂浆其电通量均有大幅度降低,提高了抗氯离子渗透性能,其中3种矿物掺和料单掺对水泥砂浆抗氯离子渗透性的改善效果从大到小依次为硅粉,矿渣,粉煤灰;两种不同掺和料复掺改善效果从大到小依次为硅粉+粉煤灰,硅粉+矿粉,粉煤灰+矿粉;在提高养护温度的条件下,矿物掺和料复掺的水泥砂浆的抗氯离子渗透性能力明显优于矿物掺和料单掺的水泥砂浆。     

水泥稳定钢渣碎石基层材料的路用性能研究

为保证公路半刚性基层性能的前提下最大限度地使用钢渣,尝试将级配不良的自然级配水泥稳定钢渣混合料用于低等级道路的基层,探究级配对水泥稳定钢渣混合料力学性能、收缩性能和耐久性的影响,分析自然级配水泥稳定钢渣混合料用于低等级公路半刚性基层的可行性和适用性。结果表明：4类级配的水泥稳定钢渣碎石混合料的力学性能均随着龄期和水泥掺量的增加而增长,中级配各项性能最优,自然级配的性能最差。级配显著影响混合料的力学性能、收缩性能和疲劳性能。尽管掺加自然级配的水泥稳定钢渣混合料因级配不良将降低其路用性能,但各项路用性能指标均能够满足规范中对低等级公路的技术要求,同时因能够最大限度地利用钢渣修筑道路基层,将具有较好的社会和经济效益,推荐掺自然级配钢渣的水泥稳定钢渣混合料应用于低等级公路基层。     

不同养护方式下锂渣反应程度和微观形貌

锂渣反应程度对锂渣混凝土性能的影响较大,为此,采用盐酸溶解法测试水泥-锂渣浆体中锂渣的反应程度,通过电镜扫描和能谱研究水泥-锂渣砂浆的孔结构和水化产物,并探讨养护条件(标准养护、热养护、碱激发、碱激发和热养护)对上述指标的影响。结果表明:锂渣复合胶凝材料中锂渣的反应程度随龄期的延长而增大,养护条件的改变也能促进锂渣反应程度的增长,相对而言,碱激发和热养护的促进作用＞碱激发＞热养护＞标准养护;同时,锂渣的掺入或养护条件的改变都会改变砂浆的孔径分布,达到细化孔结构和改变浆体中水化产物含量的目的。因此,养护条件的改变能促进锂渣反应程度的提高和细化浆体的微观结构。