粉煤灰-偏高岭土水泥基复合材料性能研究

为提高粉煤灰(fly ash,FA)的综合利用率,通过选用硫酸钠(Na2SO4)作为激发剂,并掺入一定比例的偏高岭土(metakaolin,MK)来提高固结体的早期强度。通过对浆液进行流动度测试及对固结体进行早期强度测试,对比分析粉煤灰和偏高岭土在不同比例掺量下对浆液流动度和固结体早期强度的影响规律。结果表明:Na2SO4的掺入降低了浆液的流动度与浆液经时损失率,而对固结体的早期强度具有提升作用;粉煤灰掺量为10%时,浆液的流动度提升更为明显;当粉煤灰掺量小于20%时,偏高岭土的掺入对固结体的早期强度具有提升作用;当偏高岭土掺量小于4%时,固结体的早期强度有明显提升。     

偏高岭土混凝土力学性能研究

研究了0、5%、10%和15%四种掺量下单掺偏高岭土和偏高岭土与粉煤灰、矿渣粉按不同比例复掺后混凝土的抗压强度和抗折强度。结果表明,在单掺偏高岭土时,低掺量的偏高岭土有利于混凝土的早期强度,而高掺量的偏高岭土则有利于混凝土的后期强度。在复掺偏高岭土中,偏高岭土和粉煤灰、矿渣粉三种矿物掺合料复掺时具有最好的效果,能够显著增强混凝土的早期和后期强度。     

黏土及石灰石粉对水泥浆体性能的影响

通过不同掺量的黏土及石灰石粉对水泥浆体性能的影响研究,探讨石灰石粉对掺入黏土的水泥浆体性能的改善效应。结果表明:随着黏土掺量的增加水泥净浆流动度明显降低,随着石灰石粉掺量的增加水泥净浆流动度明显增加。当黏土与石灰石粉复掺时,掺入石灰石粉能够改善黏土对水泥净浆流动性不利的影响,提高水泥净浆流动度。当黏土等质量替代机制砂时,黏土掺量小于4%时,水泥胶砂3、28d的抗折、抗压强度并没有降低,当黏土掺量大于4%时,水泥胶砂3、28d的抗折、抗压强度随着黏土掺量的增加明显降低。当石灰石粉等质量替代机制砂时,水泥胶砂各龄期的抗折、抗压强度随着石灰石粉掺量的增加而降低。当掺入2%黏土,石灰石粉的掺量对于水泥胶砂3、28d抗折强度影响较小,水泥胶砂3、28d抗压强度随着石灰石粉掺量的增加而降低。综合水泥净浆流动度和水泥胶砂强度的变化规律,当有黏土存在时,石灰石粉的掺量小于12%时水泥净浆流动度和胶砂强度综合效果较好。     

偏高岭土掺合料对高强混凝土抗压强度的影响

通过控制混凝土的偏高岭土掺量、龄期、水胶比和矿物掺合料组合等条件,进行偏高岭土单掺,偏高岭土与矿渣复掺及偏高岭土、矿渣与粉煤灰复掺等量取代水泥试验,研究偏高岭土对高强混凝土抗压强度的影响。结果表明:水胶比分别为0.18、0.21和0.24时,较于基准混凝土,3组试验制配的高强混凝土3、7和28d抗压强度都显著增强。偏高岭土、矿渣与粉煤灰三元复掺时,偏高岭土与矿渣的掺量控制在20%左右,能明显提高混凝土的早期强度,最佳水胶比均为0.18。通过单一降低水胶比不能显著提升偏高岭土混凝土的抗压强度。偏高岭土混凝土三元复掺的抗压强度一般大于其二元复掺的抗压强度,其二元复掺的抗压强度一般大于其单掺的抗压强度。     

碱激发地聚合物双液注浆材料试验与应用研究

为解决传统注浆材料抗侵蚀性差、后期体积倒缩等问题,提出新型碱激发地聚合物双液注浆材料。通过室内试验,分析水玻璃体积掺量与粉料比例对浆液初、终凝时间、单轴抗压强度、抗侵蚀性及干缩性的影响规律;通过现场试验,研究该注浆材料的可行性及治理效果。结果表明,碱激发地聚物注浆材料的凝胶时间可控制在几十秒到几十分钟内;特定条件下,当水玻璃体积掺量为20%或矿渣:偏高岭土(质量比)为1∶2时,固结体的抗压强度最高;在酸溶液中,水泥浆固结体的强度损失达50%,该材料固结体的强度损失仅为20%;碱激发地聚物浆液固结体的干缩率随偏高岭土含量的增加而逐渐下降,但当含量超过30%后,对固结体干缩率的影响程度明显减小;碱激发地聚合物双液注浆材料充分利用工业废渣,可依据工程要求调整配比,且其各项性能满足注浆治理的要求。     

偏高岭土对混凝土力学性能及耐久性的研究

基于偏高岭土的微集料效应和活性效应,系统研究了偏高岭土不同掺量对混凝土力学性能的影响,并通过加速碳化试验和冻融循环试验研究了偏高岭土混凝土的耐久性。采用压汞法探究了偏高岭土对混凝土孔结构的影响。结果表明:掺加15%偏高岭土能增加水泥水化放热总量;当掺加15%偏高岭土时,抗压强度和抗折强度达到最大,继续增加偏高岭土掺量,混凝土的抗压强度和抗折强度降低;当掺加35%偏高岭土时,混凝土在冻融循环300次时的质量损失率达到1. 89%;掺加不高于15%掺量的偏高岭土时,随着掺量的增加,混凝土的孔隙率和最可几孔径均减小。     

偏高岭土混凝土碳化及其力学性能

将偏高岭土以同等质量替代水泥（0、5%、10%、15%）掺入混凝土中,对偏高岭土混凝土进行了不同龄期（0、7、28 d）的碳化试验以及碳化后的抗压和抗折强度试验。研究了不同偏高岭土掺量下混凝土的碳化性能,探讨了混凝土抗压强度、抗折强度、脆性系数随碳化龄期和偏高岭土掺量的变化规律,预测了偏高岭土混凝土碳化深度、抗压和抗折强度的模型。结果显示：偏高岭土可有效提高混凝土的抗碳化性能。随偏高岭土掺量的增多,试件抗压强度、抗折强度及脆性系数均逐渐增大,随碳化龄期的不断增长抗压强度和脆性系数先增大后逐渐减小,抗折强度逐渐降低。     

矿物掺合料对水泥基自流平砂浆性能影响研究

研究了不同掺量粉煤灰、矿渣、硅粉对水泥基自流平砂浆抗压强度、抗折强度和流动性的影响。结果表明:在砂浆中掺入粉煤灰时,砂浆流动性及强度随粉煤灰掺量的增加呈现先增大后减小的趋势;复掺时,等量矿渣和粉煤灰双掺及等量矿渣、粉煤灰和硅粉三掺砂浆的流动度提高最为显著,均达到350 mm,并且其抗压强度高于同龄期基准水泥及单掺粉煤灰10%的砂浆。     

超高性能混凝土工作及力学性能分析北大核心

为研究水胶比、减水剂和矿物掺合料掺量对超高性能混凝土(UHPC)工作性能的影响以及水胶比、矿物掺合料和钢纤维掺量对UHPC力学性能的影响,分别进行净浆流动度试验和UHPC抗折、抗压强度试验。结果表明:提高水胶比和增加粉煤灰掺量可以改善浆体的流动性,但会降低UHPC的抗折强度和抗压强度;增加矿渣粉掺量可以在改善浆体流动性的同时,提高UHPC后期的抗折强度和抗压强度;随着硅灰掺量的增加,浆体的流动性不断降低,而UHPC的抗折强度和抗压强度呈现先上升后下降的趋势,当硅灰掺量为25%时,UHPC的强度达到峰值,抗折强度和抗压强度分别提高23.7%和32.0%;钢纤维掺量的增加会提高UHPC强度,当掺入2%的钢纤维时,UHPC的抗折强度与抗压强度分别提高39.7%和59.1%。综合考虑,建议硅灰掺量在20%~30%之内为宜,矿渣粉掺量不超过30%,粉煤灰掺量不超过20%,钢纤维掺量宜取2%。     

硅粉和偏高岭土对混凝土抗压强度影响的试验研究

本文对不同掺量的硅粉和偏高岭土进行单掺和复掺,测试混凝土立方体抗压强度,并对试验结果进行分析。试验结果表明:硅粉和偏高岭土均能增加混凝土的抗压强度,当单掺掺量为10%时抗压强度达到最大值;同等掺量下,相比于单掺硅粉和偏高岭土,将其复掺可以更大幅度地提高混凝土抗压强度;将硅粉和偏高岭土复掺的火山灰效应低于同等掺量下其各自单掺的火山灰效应,也低于总掺量相等时其各自单掺的火山灰效应之和。