碱硅酸反应对水泥基材料力学性能的影响

通过对比活性不同的两种砂制备的砂浆试样在碱硅酸反应中的膨胀率,结合三轴抗压测试研究了碱硅酸反应前后水泥基材料的力学性能变化,分析了碱硅酸反应后材料微观结构演变与力学性能间的关系。结果表明碱惰性砂制备的砂浆试样中骨料周围局部区域形成少量针状凝胶相,由于碱硅酸反应速率较慢且凝胶相较少,因而其膨胀率较小且对水泥基材料力学性能的影响较小。碱活性砂制备的砂浆试样中,骨料周围易生成大量针状凝胶层,且随着碱硅酸反应的进行凝胶相膨胀加剧,促进水泥基材料中骨料周围的水泥浆体中形成大量裂纹,进而明显影响水泥基材料的力学性能。研究表明,三轴抗压测试中,除膨胀率外,极限抗压强度和应变量也可以作为评价水泥基材料碱硅酸反应水平的参量。     

洛河流域安山玢岩碱骨料反应试验研究

碱骨料反应是影响水工混凝土耐久性的重要因素之一.分别采用砂浆棒快速法和碳酸盐骨料碱活性检验法对洛河流域安山玢岩骨料碱活性进行试验研究.采用砂浆棒快速法,取3组安山玢岩骨料试件进行碱活性试验,分析安山玢岩骨料在3,7,14,28 d 4个不同龄期的膨胀率变化,试验结果未能确定安山玢岩骨料碱活性,需采用碳酸盐骨料碱活性检验法进一步试验研究;采用碳酸盐骨料碱活性检验法,取18组安山玢岩骨料试件进行碱活性试验,并分析安山玢岩骨料在3,7,14,28,56,84 d 6个不同龄期的膨胀率变化,编号X-6组试件和编号Z-5组试件84 d龄期的膨胀率均大于0.1%,依据《水工混凝土试验规程》(SL 352—2006)判定,洛河流域安山玢岩骨料具有潜在碱活性.综上试验结果表明,洛河流域安山玢岩具有一定的潜在碱活性危害.     

超细粉煤灰与原灰在水泥砂浆中的水化特征对比研究

主要对比研究了粉煤灰原灰颗粒和超细粉磨后的粉煤灰颗粒在水泥砂浆中的水化过程,利用SEM对水化行为进行了微观观察,并结合砂浆试块3 d7、d、28d抗折、抗压强度.结果表明:粉煤灰的细度对试块的强度影响最大,尤其是后期对抗压强度,在相同掺量下,强度相差达2倍左右;粒径在5μm左右的粉煤灰颗粒在养护初期就已经开始水化,且水化速率较快,在28 d时水化程度已经很充分,粉煤灰原灰颗粒即使养护到28 d龄期时,水化程度仍然很低;掺入细灰的试体各个龄期的结构均比原灰的要致密,且钙矾石的生长更快.     

氯氧镁水泥基材料体积稳定性研究

采用不同掺合料与骨料配制氯氧镁水泥基材料,分别在干燥和潮湿环境下,对氯氧镁水泥基材料的干燥收缩和潮湿膨胀变形进行实验研究与变形机理分析.结果表明,在干燥状态下,氯氧镁水泥净浆42 d的收缩率达到1400×10-6,单掺稻壳粉后收缩率明显提高,单掺粉煤灰后收缩率提高不多.单掺砂和复掺硅灰及粉煤灰后收缩率明显降低;在潮湿状态下,氯氧镁水泥净浆42 d的膨胀率为6898×10-6,单掺稻壳粉水泥的膨胀率比氯氧镁水泥净浆略有提高,单掺粉煤灰、砂和复掺硅灰及粉煤灰的水泥膨胀率均明显降低.     

稻壳灰混凝土的力学性能试验及强度预测

为了降低混凝土成本,改善混凝土性能,将稻壳灰部分替代水泥,并与粉煤灰、硅灰复掺制备混凝土。通过正交试验考察水胶比、稻壳灰掺量、粉煤灰掺量及硅灰掺量对混凝土抗压强度的影响规律。结果表明,水胶比对混凝土强度影响最大,考虑混凝土性能兼顾经济性,混凝土最佳配比为:水胶比为0.3、稻壳灰掺量为20%、粉煤灰掺量为15%、硅灰掺量为5%。采用RBF神经网络的预测模型对混凝土128 d抗压强度进行预测,预测结果与实测结果具有很好的吻合度。     

冻结井壁高性能混凝土性能试验

结合冻结井壁高性能混凝土的特性,测试了14组不同配比混凝土的1,3,7,28 d抗压强度、劈裂抗拉强度及抗渗性能,研究了冻结井壁高性能混凝土外加剂的类型及其掺量、细骨料含泥量、粉煤灰掺量等对矿井建设高性能混凝土的影响.研究表明,3种类型的外加剂均能改善混凝土的早期和后期强度,其中早期强度提高显著,掺加HNT-1型外加剂混凝土的1 d抗压强度提高145%;细骨料含泥量从0%增加到5%,混凝土抗渗性能降低60%,混凝土3 d抗压强度降低30%;粉煤灰的掺入可明显降低混凝土的早期抗压强度,1,3,7 d抗压强度最大降低幅度可达普通混凝土的40%,14%和7.8%.     

水玻璃掺量对油基钻屑灰渣活性的影响与机理研究

为激发出油基钻屑灰渣的火山灰活性和阐明水玻璃掺量对其活性影响的作用机理,研究了灰渣在1.4模数水玻璃下根据不同碱掺比所制备的胶砂试件强度性能,并通过XRD、SEM和FTIR等测试技术分析试件的微观结构特征。结果表明：1.4模数水玻璃碱掺比在2%左右时,试件的3 d抗压强度和抗折强度较基准组分别提高了7.1%和16.7%,28 d龄期时的抗压强度提高了2.3%,碱掺比超过2%后,胶砂体系抗压与抗折强度均快速降低;微观测试结果表明2%的碱掺比能有效促进灰渣中的高聚态硅氧四面体解聚成低聚态,使得更多活性SiO₂、Al₂O₃参与二次水化反应,从而增加水化产物数量,提高整体结构密实性;过大碱掺比直接阻碍了水泥水化进程,体系内的Ca(OH)₂、AFt晶体和C-S-H凝胶数量大大减少,结构疏松多孔。     

稻壳灰固化红黏土的路用性能及微观机理

为响应建设节约的发展思路，向红黏土中掺入稻壳灰，并通过一系列实验探讨稻壳灰对红黏土力学性能的影响，分析稻壳灰对红黏土的微观作用机理。试验结果表明，掺入稻壳灰后红黏土液塑限变化较小；其最优含水率与渗透系数随稻壳灰掺量的增加而增高，最大干密度降低；掺入稻壳灰的红黏土抗压强度随掺量的增加呈先增后减的趋势，当稻壳灰掺入量为15%，养护时间为28 d时达到最大值。电镜扫描试验发现：稻壳灰表面覆盖大量的胶凝物质，红黏土结构密实性相应提升。用稻壳灰改良红黏土能节约路基的建设成本，同时也有利于保护环境，实现资源的可持续利用。     

植生型生态混凝土配合比正交设计及性能研究

通过正交试验,利用方差分析的方法,研究骨料粒径、设计空隙率、水胶比、粉煤灰掺量对植生型生态混凝土28d立方体抗压强度的影响程度及规律,进而得出优化方案.结果表明:正交试验中最小的抗压强度为8.83MPa,能够满足设计指标要求;四因素中,设计空隙率对抗压强度的影响最为显著,其次是粉煤灰掺量,水胶比、骨料粒径虽存在一定影响,但影响效果不显著,抗压强度随骨料粒径、设计空隙率、粉煤灰掺量的增大而减小,而随水胶比的增大呈先增大后减小的趋势;在强度指标下,通过性能分析得出由骨料粒径为13.2～16mm,设计空隙率为22%,水胶比为0.30,粉煤灰掺量为10%配合比制备的生态混凝土性能最优.     

高活性稻壳灰的制备及其对水泥性能的影响

通过研究煅烧制度对稻壳灰火山灰活性的影响 ,提出了一种有效制备高活性稻壳灰的方法。采用这种方法 ,可以稳定地实现半工业化生产 Si O2 含量大于 90 %且主要为非晶态的白色多孔状稻壳灰 ,其火山灰活性很高。在稻壳灰的粉磨过程中 ,必须加入助磨剂 ,否则细颗粒的二次团聚会使稻壳灰的活性降低。在水泥中掺入不同比例的稻壳灰 ,可以大幅度地提高水泥胶砂强度 ,而且水胶比越大 ,强度提高率越大。     

矿物掺合料对自密实混凝土基本性能的影响

为探讨粉煤灰、硅灰掺量对自密实混凝土工作性能和力学性能的影响,对单掺粉煤灰自密实混凝土和复掺粉煤灰硅灰自密实混凝土进行了工作性能测试、抗压强度和抗折强度试验.结果表明:粉煤灰和硅灰的掺入可以提高水泥浆体的流动性,改善自密实混凝土的填充性、间隙通过能力和抗离析性能;3d龄期时,自密实混凝土的抗压强度和抗折强度随粉煤灰掺量...     

粉煤灰对砂岩碱硅酸反应的抑制及机理研究

以砂浆棒快速法和混凝土棱柱体法为基础，研究了粉煤灰对砂岩骨料碱硅酸反应（ASR）膨胀的抑制作用，采用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDAX）分析了砂岩的ASR反应及粉煤灰抑制机理，通过混凝土强度和抗冻性测定讨论了粉煤灰对砂岩ASR抑制的可靠性问题。结果表明：粉煤灰能有效地抑制砂岩的ASR膨胀，抑制原因在于：碱与粉煤灰发生强烈的反应而使碱得到了“耗散”，且碱与粉煤灰生成的碱硅铝凝胶不具备膨胀能力。经受加速ASR的混凝土试件，掺粉煤灰越多，强度越低，抗冻等级越低。     

河南地区混凝土集料碱-硅酸反应及抑制试验

为有效防止混凝土结构中的碱-硅酸反应,按照河南地区的山系和水系分布,依据规范JGJ52—2006,在砂、石砂资源丰富的地区,对混凝土用砂、石取样,采用快速碱活性试验法和砂浆长度法,对砂石集料进行碱活性测试.试验表明,这些地区的石子碱活性基本合格;大多地区砂的碱活性检验合格,少数地区的砂有潜在的碱活性.采用掺加粉煤灰的方法对有潜在碱活性的砂进行碱活性抑制试验,指出了粉煤灰掺量对砂的碱活性有抑制作用,当掺量为30%时效果最佳,并提出了工程应用建议.     

稻壳灰对本地化高延性水泥基材料性能的影响

为了降低高延性水泥基复合材料的生产成本和提高废弃稻壳的建材资源化利用，首先利用国产涂油PVA纤维和天然河砂分别替代进口PVA和石英砂探究了本地化高延性水泥基复合材料的配制工艺，在此基础上试验研究了稻壳灰作为辅助胶凝材料替代部分水泥（10%、30%和50%，质量分数）对高延性水泥基复合材料流动度、抗压强度、拉伸性能和弯曲性能的影响规律。研究结果表明：采用国产涂油PVA纤维和天然河砂可成功配制强度等级可达C30且14 d的极限拉伸应变可达到1.44%的国产化高延性水泥基复合材料。水胶比和PVA纤维掺量分别是影响高延性水泥基复合材料抗压强度和拉伸强度的主要因素。相比对照组，随着稻壳灰替代率的增加，浆体流动度由于稻壳灰的吸水性逐渐下降，最大可降低10%；基体14 d抗压强度略有提高后大幅降低；试件抗拉强度呈略微下降趋势，而极限拉伸应变则显著提高可高达2.94%；基体弯曲强度呈先增加后逐渐降低的趋势，，且纯弯段裂纹数量明显增多，且裂纹宽度均低于100μm。可见，稻壳灰替代10%的水泥有利于高延性水泥基复合材料抗压强度、极限拉应变和弯曲强度的提高，同时对浆体流动度影响较小。微观分析可知，具有良好火山灰活性的稻壳灰可与水泥水化产物反应提高胶凝产物总量，同时降低Ca(OH)2数量，进而增强了高延性水泥基复合材料的强度。     

砂岩骨料的碱活性检测与抑制试验

用岩相法、砂浆棒快速法、溶胶-凝胶膨胀法和混凝土棱柱体法,联合研究了砂岩骨料的碱硅酸反应(ASR)活性,评价了粉煤灰对该砂岩ASR膨胀的抑制效果.试验结果一致表明了该砂岩骨料具有潜在的ASR活性,其碱活性主要来自于玉髓状微晶石英和波状消光石英.采用20%的Ⅰ级粉煤灰替代水泥,可以把这种砂岩的ASR膨胀量控制在非碱活性范围之内.     

500密度等级轻质陶粒混凝土的实验研究

为研制一种轻质、保温、节能等多功能的建筑墙体材料,着重研究了陶粒的粒径及掺量、粉煤灰用量、泡沫掺量等因素对轻质陶粒混凝土强度、容重以及导热系数等性能的影响.研究结果表明：掺入一定量的陶粒可以提升抗压强度,降低表观密度和坍落度;掺入一定量的粉煤灰可以提高混凝土抗压强度,对表观密度和坍落度影响较小;泡沫掺量对混凝土的抗压强度、表观密度、坍落度和导热系数影响较大.最终确定5～10 mm陶粒粒径,30%陶粒掺量,20%粉煤灰掺量和30%泡沫掺量为最佳配比,此时其抗压强度为3.7 MPa,坍落度为87 mm,表观密度为545 kg/m3,导热系数为0.106 W/（m·K）.     

不同细度铁尾矿粉对水泥基材料性能的影响

本文研究了掺入四种平均粒径分别为110μm、90μm、45μm、25μm的铁尾矿粉(ITP1、ITP2、ITP3、ITP4)的水泥基材料的力学性能、微观结构和水化产物.研究结果表明,当铁尾矿粉以5%的质量百分比替代水泥时,掺加ITP1、ITP2、ITP3、ITP4的砂浆28 d抗压强度与纯水泥砂浆相比分别提高了11%,3%,13%和29%.当铁尾矿粉替代水泥的质量百分比大于5%时,随着铁尾矿粉掺量的增加,掺四种不同细度铁尾矿粉的砂浆强度都会逐渐降低.为了保证铁尾矿粉砂浆的强度不低于纯水泥砂浆强度,ITP1、ITP2、ITP3、ITP4替代水泥的质量百分比分别不应超过10%、5%、10%和20%.此外,通过背散射扫描电镜观察到,铁尾矿粉在28 d龄期时虽未发生明显水化,但较细的铁尾矿粉末与水泥临界区生成了少量胶凝成分C-S-H,说明机械研磨对铁尾粉火山灰活性有少许激发作用.扫描电镜结果显示,铁尾矿粉的细度越细,其填充效果越好,掺少量铁尾矿粉的水泥基材料力学性能的提高主要归因于铁尾矿粉的填充效果.     

废玻璃粉对混凝土力学性能的影响试验研究

为提高玻璃废弃物的有效利用率,顺应可持续发展要求,将废玻璃粉作为辅助胶凝材料替代混凝土中的水泥,研究不同玻璃粉掺量下混凝土的力学性能,并探讨粉煤灰与玻璃粉复掺对废玻璃粉混凝土力学性能的影响.试验结果表明:废玻璃粉的掺入降低了混凝土的坍落度和抗压强度,但其后期火山灰活性效应增强,玻璃粉掺量为10%～20%的混凝土28 d抗压强度接近基准混凝土;随着粉煤灰在玻璃粉混凝土中掺量的增多,混凝土7 d、28 d的强度均呈减小趋势,掺量为20%～25%时可提高混凝土的和易性;废玻璃粉作为掺合料在混凝土中具有良好的应用前景.     

偏高岭土和硅灰影响砂浆干燥收缩的对比研究

采用偏高岭土、硅灰取代水泥制备砂浆,经不同预养护时间后测试砂浆干燥过程中的收缩和质量损失,对比分析偏高岭土和硅灰对砂浆干缩的影响。结果表明,偏高岭土和硅灰均减小了砂浆90d干缩,偏高岭土改善砂浆抗干缩性更优,延长预养护时间有利于提高偏高岭土和硅灰降低砂浆干缩的效果;在一定掺量范围内,随掺量上升,掺偏高岭土砂浆干缩不断变小,掺硅灰砂浆则先变小后变大;硅灰和偏高岭土砂浆中复掺粉煤灰能进一步改善砂浆抗干缩性,而复掺矿粉则不利于降低砂浆干缩。预养护3d的偏高岭土砂浆和硅灰砂浆质量损失在一定范围内与干缩呈线性关系,粉煤灰和矿粉的加入降低了线性拟合度;预养护14d的砂浆干燥质量损失与干缩线性关系良好。     

高低温稻壳灰对水泥砂浆性能的影响

为了研究高低温稻壳灰对水泥砂浆性能的影响,按一定的比例分别掺入高温稻壳灰、低温稻壳灰到水泥砂浆中制备稻壳灰水泥砂浆,并对试件的基本性能和微观结构进行了对比与测试研究.试验结果表明:低温稻壳灰可以增大水泥砂浆的稠度值,高温稻壳灰则减小其稠度值,且稠度值均随着掺量的增加而增大;低温稻壳灰水泥砂浆的保水率优于高温稻壳灰水泥砂...