紧密堆积理论与表征方法在水泥复合胶凝材料中的应用

水泥复合胶凝材料的堆积密实度将直接影响新拌净浆、砂浆、混凝土的工作性能以及硬化体的强度、耐久性。阐明了固体颗粒紧密堆积理论,比较了水泥复合胶凝材料体系堆积密实度评价方法的特点,从颗粒形状、颗粒粒径以及粒度分布3个方面,阐述了影响水泥复合胶凝材料堆积密实度的关键因素,指出了水泥复合胶凝材料密实填充效应研究存在的问题。     

高性能填充轻集料混凝土试验研究

为了解决钢管混凝土结构高性能填充材料的制备问题,选用高强水泥、粉煤灰、硅灰、膨胀剂、页岩陶粒、页岩陶砂与天然砂组成的混合细集料、高效减水剂和增稠剂制备出具有轻质、微膨胀和自密实性能的高强混凝土,设计18个试验组对比分析了混合细集料中天然砂体积分数、胶凝材料用量和体积砂率对混凝土工作性能、物理力学性能和硬化变形性能的影响规律.研究结果表明:选用上述原材料,采用内掺法和松散体积法进行掺合料和混合细集料用量设计,调整混合细集料中天然砂和陶砂的体积比来改良颗粒级配,每m3混凝土掺入540~570 kg胶凝材料,体积砂率取值47%左右,可制备出适用于钢管轻集料混凝土结构的高性能填充轻集料混凝土.     

湿磨处理对粉煤灰物化性能及胶砂强度的影响

对于化学反应活性较低的矿物掺合料，颗粒细化程度对其掺舍料效应的发挥有重要影响。因研磨效率较高，采用搅拌磨对矿物掺合料进行湿磨处理，制备了一种浆状掺合料，主要探讨湿磨对粉煤灰物化性能及胶砂强度的影响。研究表明，在湿磨及放置过程中，粉煤灰玻璃体表面可向低聚度方向转化，结构变疏松，可促进其二次水化反应。激光粒度分析结果显示，湿磨的粉煤灰粒径分布较窄，有利于改善胶凝材料粒子的初始紧密堆积效果。强度实验结果也显示，干、湿磨处理的同等细度粉煤灰胶砂强度差别不大，均较原灰有一定提高；而且干、湿磨粉磨时间数据也表明，湿磨处理更适合粉煤灰的超细化处理，有利于其掺合料效应的发挥。     

研磨对生物质灰粒度和胶凝活性的影响

首先通过机械研磨方式对生物质电厂焚烧飞灰(以下简称生物质灰)进行改性;其次研究了不同生物质灰的化学成分、微观形貌、粒度分布特性,开展了不同掺量替代水泥胶砂强度试验,最后考察了生物质灰的潜在胶凝活性。结果表明,研磨处理明显改善了生物质灰的粒度分布及微观形态;宏观上反应为高硅型生物质灰用于水泥掺合料表现出了较高的火山灰活性。经过研磨处理的低硅灰在胶砂试件中等量替代水平下,改性低硅型生物质灰与Ⅱ级粉煤灰强度贡献水平相当,粒度分布、SEM图像观察结果与其胶砂试件的强度发展规律基本一致。就强度试验结果而言,高硅型和低硅型生物质灰分别可替代SF85微硅粉、Ⅱ级粉煤灰在水泥制品中得到应用。     

减水剂对高掺量粉煤灰砂浆性能的影响

研究了萘系高效减水剂（FDN）和木质素磺酸钙（LS）对高掺量粉煤灰砂浆性能的影响,测定了减水剂在胶凝颗粒表面的吸附、对水泥颗粒表面zeta电位等方面的影响。结果表明,和FDN相比,LS对砂浆的减水率较低,而对砂浆流动度保持能力较优;当掺量为0.4 wt%时,两者对砂浆稳定性的影响几乎一样。当掺量低于0.4 %时,LS的减水率和FDN接近是因为其具有较强的引气作用和FDN在胶凝颗粒表面吸附不完全;LS保持砂浆流动性能力较好是由于它的缓凝作用以及吸附LS的水泥颗粒表面zeta电位较稳定导致的。为了更好地将LS应用在高掺量粉煤灰砂浆中,可以从提高其减水率方面对其进行改性。     

冶金渣制备生态型人工鱼礁混凝土的试验研究

通过正交试验研究了矿渣钢渣熟料石膏体系胶凝材料的强度。胶凝材料正交试验表明：矿渣：钢渣的复合比为7∶1,矿渣和钢渣的比表面积分别为480 m 2·kg -1和550 m 2·kg -1,并与10%的水泥熟料和10%的脱硫石膏复合的胶凝材料具有较高的强度。以优化后的胶凝材料代替水泥,并以热闷法稳定化的钢渣颗粒为骨料,可以制备出抗压强度达到65 MPa以上的人工鱼礁混凝土。利用XRD和SEM方法分析胶凝材料的水化过程,结果表明,水化反应主要生成AFt相和C-S-H凝胶,钢渣、水泥熟料和脱硫石膏的协同作用对矿渣的火山灰活性反应具有重要促进作用。     

低温升抗裂C40海工大体积混凝土研究应用

研究了水胶比、胶凝材料组成、水泥分散增强组分以及侵蚀性离子传输抑制剂对海工大体积混凝土工作性能、力学性能、体积稳定性能、耐久性能的影响规律,探讨了水泥分散增强组分及侵蚀性离子传输抑制剂对混凝土力学性能和耐久性能提升机理,设计制备出胶凝材料用量400kg/m~3,其中水泥用量130kg/m~3,28d电通量为540C,28d碳化深度3.0mm,抗硫酸盐侵蚀等级KS150的低温升抗裂C40海工大体积混凝土,应用于虎门二桥承台施工,降低了工程造价,提高了混凝土耐久性。     

表面改性对橡胶颗粒超高性能混凝土性能的影响

探究了表面改性对橡胶颗粒超高性能混凝土性能的影响规律及机理。通过SEM橡胶颗粒表面形貌分析、橡胶颗粒-胶凝材料基体界面分析,表面水接触角分析,发现NaOH改性、KH570改性和NaOH+KH570复合改性3种改性方式均可通过提升橡胶颗粒表面粗糙度和亲水性,并改善橡胶颗粒-胶凝材料基体界面粘结性能,进而提升UHPC材料各项性能;NaOH+KH570复合改性效果最佳。     

提高混凝土韧性与抗裂性的研究

通过由单矿物、硅酸盐水泥组成复合胶凝材料,在大量强度试验的基础上,优化单矿材料的掺量及比例,同时进行了该胶凝材料所配制混凝土力学性能试验,从理论上分析了掺入单矿的胶凝材料所配制的混凝土抗拉强度高的原因及其作用机理．     

提高混凝土韧性与抗裂性的研究

通过对单矿物，硅酸盐水泥组成复合胶凝材料，在大量强度试验的基础上，优化单矿材料的掺量及比例，同时进行了该胶凝材料所配制混凝土力学性能试验，从理论上分析了掺入单矿的胶凝材料所配制的混凝土抗拉强度高的原因及其作用机理。