温度匹配养护对大掺量矿物掺合料混凝土抗压强度及早期水化性能的影响

大体积混凝土由于胶凝材料水化放热,其内部温升对混凝土强度发展规律有很大影响.采用温度匹配养护和标准养护两种不同的养护方式,研究了单掺40％粉煤灰、单掺50％矿粉以及复掺30％粉煤灰和20％矿粉三种大掺量矿物掺合料混凝土与纯水泥、单掺20％粉煤灰两种普通混凝土在不同温度养护条件下的抗压强度差异,并对胶凝材料水化早期的浆体进行了扫描电镜和化学结合水测试.结果 表明:与纯水泥混凝土相比,温度匹配养护对大掺量矿物掺合料混凝土早期强度发展的促进作用要显著得多,且大掺量矿物掺合料混凝土温度匹配养护方式下的各龄期强度均比标准养护方式下的要高,然而纯水泥混凝土温度匹配养护条件下的后期强度却要低于标准养护条件下的后期强度.温度匹配养护方式下较高的早期水化温度显著加速了大掺量矿物掺合料混凝土的水化反应进程,从而使大掺量矿物掺合料混凝土的早期强度提高.     

矿物掺合料对蒸养混凝土力学性能的影响

研究了粉煤灰及磨细矿渣粉不同掺量及比表面积对蒸养混凝土力学性能的影响,并分析了矿物掺合料对蒸养混凝土力学性能的作用机理,结果表明：磨细矿渣对蒸养混凝土力学性能的改善效果优于粉煤灰;粉煤灰的掺入降低了蒸养混凝土的早期强度,含有适当细度和掺量粉煤灰的蒸养混凝土后期强度增长显著;磨细矿渣的掺入对蒸养混凝土力学强度的贡献显著,90d龄期最高抗压强度可达到108MPa。     

矿物掺合料对氯氧镁水泥早期水化行为的影响

研究了矿物改性氯氧镁水泥前期水化行为,绘制了各矿物掺合料氯氧镁水泥水化电阻率-时间曲线,测试终凝时间以及1 d抗弯与抗压强度。结果表明,矿物掺合料能够延缓氯氧镁水泥水化速度,并随着矿物掺合料掺量的提高,其水化速度逐渐变慢。同等掺量下硅灰延缓反应时间的作用最为明显,其次是石粉与粉煤灰。硅灰的掺入延缓氯氧镁水泥水化速度,大幅度提高其初终凝时间,降低早期强度,其掺量不宜超过20%。粉煤灰与石粉氯氧镁水泥初终凝时间均在规范要求以内,对早期抗弯拉强度与抗压强度影响幅度相对较小。添加粉煤灰与石粉试样晶体较掺硅灰试样结晶程度更高。     

不同矿物掺合料对管桩混凝土力学性能的影响

采用不同矿物掺合料制备压蒸养高强混凝土,研究了混凝土的抗压强度、抗拉强度、轴心抗压及其水化产物的微观形貌.结果表明:在高压蒸汽养护下石英粉与矿粉一样也有火山灰活性,石英粉中的SiO2与Ca(OH)2可以快速反应形成托勃莫来石,合适掺量的矿粉和石英粉可不同程度的提高管桩混凝土的抗压强度和劈拉强度;粉煤灰活性较低,掺入后降低压蒸强度,但较低掺量时由于大量纤维状水化硅酸钙的存在可明显改善管桩混凝土脆性.     

3℃下不同矿物掺合料的水泥水化程度试验研究

通过试验,研究3 ℃下水灰比为0.31的水泥净浆水化程度以及添加不同矿物掺合料的水泥水化程度,研究矿物掺合料对水泥水化的影响和添加了不同矿物掺合料的水泥水化规律,为定量化研究水泥水化提供参考依据.对试验原材料性能进行了测试,分别进行了不同矿物掺合料以及不同配合比的水泥浆体水化热测定和水化程度计算.试验结果表明:在3 ℃下用粉煤灰、矿粉等量取代部分水泥,胶凝材料的水化程度比普通硅酸盐水泥的水化程度低,但降低的幅度不完全与掺量成比例关系,粉煤灰降低水化程度的值比矿粉要高.同时拟合出了3 ℃下添加矿物掺合料的水泥水化规律曲线函数,通过对比试验数据,函数曲线与3 ℃下添加矿物掺合料的水泥水化规律有较高的相符程度.     

矿物掺合料对高强混凝土配制的影响

本文总结了分别使用磨细沸石粉，硅灰和粉煤灰作为矿物掺合料配制高强混凝土的试验结果，分析了这些矿物掺合料对高强混凝土的强度和流动性的影响及适宜的用量范围，本文还介绍了C60泵送粉煤灰高强混凝土在北京航华大厦工程中的使用情况，并总结了混凝土的只要性能以及冬季施工时防冻剂对高强混凝土的影响。     

不同矿物掺合料对钢渣混凝土力学性能和微观结构的影响分析研究

在前期研究用粗细钢渣替代天然骨料对混凝土力学性能影响的基础上,本文研究将钢渣粉、粉煤灰和矿渣粉分别掺入钢渣混凝土中,比较了这3种钢渣混凝土的抗压强度发展变化和差异。然后利用SEM和EDS对混凝土的微观结构进行分析,试验结果表明:钢渣粉、粉煤灰和矿渣粉对钢渣混凝土的最优掺量分别是20%、10%和30%;同时发现了3种矿物掺合料钢渣混凝土的相似性和差异性。     

海水与矿物掺合料对水泥基材料微结构和力学性能的影响

海水中多元离子会通过参与水化反应改变水泥水化产物组分和微结构,从而影响其力学性能和耐久性。本工作通过对孔溶液离子成分测试和水化产物矿相表征以揭示海水中多元离子与矿物掺合料耦合作用下,水泥基材料微结构和力学性能演化机制。采用离子色谱仪及电感耦合等离子发射光谱仪测得压滤法获得的净浆孔溶液的离子成分,同时结合X射线衍射、热重分析等微观表征研究水化产物矿相的演变规律。结果表明：海水中多元离子会促进水泥中硅酸三钙和硅酸二钙的水化,提高海水净浆孔溶液碱度,加快矿物掺合料与氢氧化钙的二次水化反应。硅灰对于孔溶液碱度的降低效果显著优于粉煤灰,也能通过生成更多水化硅酸钙凝胶实现钠离子和钾离子的有效固化。粉煤灰可以通过促进钙矾石、Friedel’s盐等铝相产物生成,实现对氯离子的有效固化,同时固化效果优于硅灰。本工作可以为海水海砂混凝土微结构和力学性能调控提供参考。     

BSF复合矿物掺合料对路面混凝土力学性能的影响

本文借助扫描电子显微镜、压汞测试仪和力学性能测试手段对BSF复合矿物掺合料的使用对路面混凝土力学性能的影响进行了系统研究。结果表明：（1）使用BSF复合矿物掺合料可在一定程度上提高混凝土的28 d抗折强度,大幅降低混凝土的压折比,有效改善混凝土的脆性;（2） BSF复合矿物掺合料可有效改善混凝土的界面过渡区,使浆体更加密实,并且减少有害孔的数量;（3）在水化过程中,BSF复合矿物掺合料中的砖粉和矿渣微粉会反应生成对改善混凝土抗折强度有益的纤维状晶体。     

再生骨料取代率及矿物掺合料对混凝土力学性能的影响

试验研究了再生骨料取代率及矿物掺合料对混凝土力学性能的影响。研究结果表明：随着再生骨料取代率的增加,混凝土的和易性和强度呈下降趋势,当取代率超过60％时,混凝土的强度下降较快。再生骨料取代率为60％时,掺入适量矿物掺合料,使混凝土的和易性得以改善,强度影响不大。     

矿物掺合料的复合效应及对混凝土性能的影响

选用硅灰、粉煤灰、矿渣粉及偏高岭土等活性矿物掺合料,控制活性掺合料的总掺量为胶凝材料的40%等量取代水泥,采取单掺、双掺、三掺的方式配制混凝土,通过对比各组混凝土试样的力学性能、抗腐蚀性能及微观结构,探讨活性矿物掺合料的复合效应以及对混凝土性能的影响.     

矿物掺合料对混凝土徐变影响研究进展

掺加矿物掺合料是改善混凝土性能的主要措施之一,受到研究者的广泛关注。当前,已有大量研究表明矿物掺合料对混凝土徐变性能具有积极的作用,但缺少文献系统回顾和比较不同类型矿物掺合料对混凝土徐变的影响。本文从徐变机理、单掺和复掺不同类型矿物掺合料对混凝土徐变的影响等方面,对已有文献进行总结分析,以便为进一步研究提供参考和借鉴。     

不同矿物掺合料对蒸养和压蒸养混凝土力学性能的影响

研究了单掺和双掺石英粉、矿粉对混凝土蒸养、压蒸养强度的影响,并进行了微观分析,结果表明,掺量范围在10%~40%,掺入矿粉后混凝土的蒸养强度和压蒸强度都比较高,而石英粉的掺量过大时会降低蒸养强度,在复掺30%掺量下,石英粉与矿粉复掺比例为1∶2时的强度最高,同时当复掺比例为1∶1的时候混凝土的强度大于30%单掺石英粉的强度,却小于30%矿粉单掺的强度,说明矿粉对混凝土的强度贡献比石英粉大,且二者之间存在优势互补的现象。两种矿物掺合料均减少了有害Ca(OH)2晶体含量,生成更多的托勃莫来石(C5S6H5)晶体。     

养护温度和矿物掺合料对蒸养混凝土脆性的影响

为了掌握蒸养混凝土的脆性特性,以脆性系数和冲击韧性为评价指标,研究了养护温度(20、45、55、65、75℃)及矿物掺合料对混凝土脆性的影响,并通过扫描电子显微镜和压汞仪分析了养护温度和矿物掺合料对混凝土水化产物微结构和孔结构的影响。结果表明,随着养护温度的升高或养护龄期的延长,混凝土的脆性系数增大,且蒸养降低了混凝土的冲击韧性,复掺粉煤灰和矿渣粉掺合料可以改善蒸养混凝土的脆性和抗冲击性能。较高养护温度导致水化产物结晶粗大,界面过渡区形成微裂缝和基体孔隙率增大,从而使蒸养混凝土脆性增大,复掺粉煤灰和矿渣粉掺合料改善了蒸养混凝土的孔结构和界面过渡区微结构。     

矿物掺合料混凝土的试验研究

以矿物掺合料为混凝土主要胶结材料,以少部分普通硅酸盐水泥为活性激发剂,在高效减水剂作用下,研究了该砼的强度变化规律。     

矿物掺合料对活性粉末混凝土强度的影响

论述了活性粉末混凝土的发展、制备机理及性能。通过试验分析了硅灰、粉煤灰、石灰石粉、碱活性石粉及玻璃粉等矿物掺合料对活性粉末混凝土强度的影响。研究结果表明：硅灰具有很高的活性,是制备活性粉末混凝土的必备组分;粉煤灰和石灰石粉的掺入会导致一定的强度损失,但掺量较低时,强度降幅较小;碱活性石粉和玻璃粉因为组分中含有大量的无定形 SiO2而具有较强的水化活性,对活性粉末混凝土强度的贡献更大,掺量为20%时强度最高。     

矿物掺合料和减水剂对桥梁混凝土水泥石水化热的影响

采用等温量热法研究高效减水剂对普通、中热水泥掺入不同品种及不同掺量的掺合料后水化热的耦合作用规律,分析了减水剂、矿物掺合料及两者双掺对水泥水化热及放热速率的影响.结果表明:矿物掺合料可减缓水泥水化放热的速率,推迟放热峰值的出现,粉煤灰的缓凝效果和削峰效果较矿渣要显著.外加剂对掺粉煤灰水泥的早期水化热有显著的降低作用.     

-3 ℃养护下考虑矿物掺合料影响的水泥水化程度计算模型

针对多年冻土地区工程施工时混凝土养护的问题,采用10%、20%、30%的矿粉和粉煤灰替代量等量替代水泥,测试了-3 ℃恒温养护条件下0.38水胶比水泥浆体在各个龄期的水泥水化热,计算了水泥水化程度;分析了龄期及矿物掺合料对水泥水化程度的影响规律,建立了综合考虑龄期和矿物掺合料替代量的水泥水化程度计算模型.结果表明:-3 ℃恒温养护下,矿物掺合料等量替代水泥,水泥浆体的水化程度会降低,粉煤灰降低水化程度的值要比矿粉高;在相同矿物掺合料替代量下,随着龄期的增长,矿物掺合料对水泥水化程度的影响逐渐减弱;同一龄期时,随着矿物掺合料的增加,矿物掺合料对水泥水化程度的影响逐渐增强;利用建立的模型计算了分别掺入15%矿粉和粉煤灰的水泥水化程度,与实测值相比,计算值偏离值较少,预测精度较高.     

矿物掺合料再生混凝土力学性能研究

为探究矿物掺合料对再生混凝土(RAC)力学性能的提升作用,本试验采用预湿-二次搅拌法制备再生混凝土,系统开展单、复掺矿物掺合料再生混凝土力学性能研究.试验考虑再生混凝土强度等级、再生骨料取代率、矿物掺合料种类及取代率等因素,共设计23组试验配合比,研究再生混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度经时变化规律.结果 表明,再生混凝土力学性能随强度等级升高而提升,随再生骨料取代率增大而下降.与未掺矿物掺合料的再生混凝土相比,单掺粉煤灰对再生混凝土力学性能提升效果较弱,单掺矿渣、硅灰的再生混凝土力学性能提升效果显著.养护龄期90 d时,矿渣再生混凝土劈裂抗拉强度最高提升12.7％,硅灰再生混凝土立方体抗压强度最高提升21.3％.粉煤灰-矿渣复掺对再生混凝土立方体抗压强度无提升效果,20％粉煤灰-10％矿渣复掺抗压强度甚至下降18.8％,粉煤灰-矿渣复掺对再生混凝土劈裂抗拉强度略有提升,最高为5.9％.粉煤灰-硅灰复掺对再生混凝土力学性能提升效果较好,立方体抗压强度和劈裂抗拉强度最高分别提升9.7％和18.6％.     

低温养护下矿物掺合料湿喷混凝土力学性能及配比优化研究

为系统研究粉煤灰掺量、硅灰掺量及养护温度对湿喷混凝土力学性能的影响规律,通过设计正交试验对湿喷混凝土抗压强度进行极差和方差分析。结果表明:湿喷混凝土抗压强度随养护龄期增加而增大,但抗压强度增幅随养护龄期延长而减弱;增加硅灰和粉煤掺量均能有效提高湿喷混凝土抗压强度,但粉煤灰掺量超过10%(质量分数,下同)后,粉煤灰掺量的增加对混凝土后期抗压强度没有显著的影响;三因素对湿喷混凝土抗压强度影响程度顺序为硅灰掺量>养护温度>粉煤灰掺量;湿喷混凝土抗压强度对矿物掺合料的敏感性与养护温度呈正相关,增大养护温度能够提高矿物掺合料对湿喷混凝土抗压强度的改善效果;随着养护温度的提高,团絮状胶凝物质大量生成,水化产物黏结得更为密实,混凝土的抗压强度和承载性能得到进一步增强;构建多元非线性回归模型能够对混凝土抗压强度进行预测,并且湿喷混凝土在硅灰掺量、粉煤灰掺量及养护温度分别为15%、15%和10 ℃时具有最佳的抗压强度。