超高强水泥基材料

本文根据国际上关于ＤＳＰ、ＲＰＣ、ＭＤＦ等超高强水泥基材料的研究开发情况，介绍了机械／化学方法使水泥等粒子“解聚集化”和“反絮凝化”、优化颗粒级配实现密集堆积、降低孔隙率优化孔径分布，改善ＣＳＨ凝胶性能等实现水泥基材料超高强化的技术途径。     

高强 特高强水泥基材料的研究与应用

中国土木工程学会混凝土与预应力混凝士学会高强混凝土委员会于1992年6月24～27日在清华大学主持召开了“高强混凝土及其应用”第一届学术讨论会。参加会议的有来自全国各地的设计、施工、生产、科研院校等部门的150多名代表。会议交流的论文有56篇。这些论文比较全面地介绍了当前我国高强混凝土的配制技术与有关的性能试验情况。施工技术经验及其在不同工程结构上的应用实例,设计计算方法,有关高强混凝土的基础理论研究等。此外,还对国外当前高强混凝土的技术发展现状与技术展望作了一些介绍。会议中,代表们还对高强混凝土委员会提出的“高强混凝土结构设计计算条例建议”与“高强混凝土施工条例建议”进行了认真的讨论。与会代表一致认为,这次会议对我国在工程建设中推广应用高强混凝土必将起到积极的推动作用。为了使广大读者对当前高强混凝土的技术与应用现状及发展情况有所了解,以指导和促进高强混凝土技术在我国的研究知应用,我刊特从这次会议上组织了部分有代表性的稿件,在本期“高强混凝土及其制品专栏”上发表,以飨读者。     

超高强水泥材料的研制

一、前言超高强水泥材料也称无宏观缺陷水泥材料(MDF)。1979年英国化学工业公司和牛津大学就着手对超高强水泥材料进行研究,之后,瑞典、丹麦、日本和美国等也相继研制这种材料,并报道了他们的成果。现在,已研制出来的超高强水泥材料,其抗压强度可高达200～300MPa,抗折强度高达150～200MPa。同时,这种材料的抗拉、抗冲击、抗渗、耐磨等性能与传统水泥材料相比,都有了明显的改善,这为扩大水泥材料     

超疏水改性自发光水泥基材料的性能与微结构

借鉴稀土长余辉发光材料吸光蓄光发光特性与超疏水材料自清洁特性,以水泥基胶凝材料为主体,制备出既可以在白天吸光夜间发光,也可以在雨季排水除尘的新型超疏水改性自发光水泥基功能材料.采用正交设计方法优选出综合性能最优的材料配比进行疏水改性,研究了该材料的力学性能、发光性能和疏水性能,并使用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)等对其表面微观形貌、表面粗糙度及有机物组成进行了表征.结果表明:最优的材料配比为30%发光粉、5%反光粉和0.44的水胶比;超疏水涂层材料对自发光试件的力学性能与发光性能没有影响;氟硅烷疏水剂处理试件的疏水性能比硅烷类疏水剂处理试件更优,接触角高达159.8°,表面能低至-19.11mJ/m~2;自发光超疏水试件表面粗糙度较大,经过氟化处理后,SiO_2表面成功接入了氟链并形成低表面能的烷基链,随着反应的进行,烷基链不断延长并在基体表面形成大量的微纳米复合二级结构.     

环保型高效水泥基材料

我国国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要将建筑业与建材工业列为支柱产业,并指出建材工业应以调整结构、节能、节地、节水、减少污染为重点,大力增加优质产品,发展商品混凝土,积极利用工业废渣等方针。水泥与以水泥为基材的水泥基材料是近代最大宗的人造建材。由于与其他建材（如钢铁、合金、塑料、木材等）比较,具有节能、成本低、来源广、耐久、应用方便等特点,需求量增长迅     

纤维增强水泥基材料的初裂强度及应变

本文根据线弹性断裂力学,提出了估算复合材料初裂强度的计算公式,其试验值与估算值基本致。通过初裂应变比的概念,统一了混合律法则与纤维间距理论。     

不同养护条件下GBFS高强水泥基材料的力学性能

针对标准养护、70℃蒸汽养护、高温压蒸釜养护3种养护条件下的粒化高炉矿渣（GBFS）高强水泥基材料进行力学性能试验,研究了养护条件、水胶比和代砂率等对GBFS高强水泥基材料抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量等力学性能的影响及其各力学性能之间的关系,并通过激光共聚焦显微镜分析了养护条件对GBFS高强水泥基材料微观结构的影响.结果表明：GBFS高强水泥基材料的强度发展规律与普通石英砂高强水泥基材料相一致,其抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度及弹性模量均随水胶比的降低、养护龄期的增加及养护温度的增高而增大;相同配合比、相同养护条件下,GBFS高强水泥基材料的抗压强度等力学性能低于普通石英砂高强水泥基材料;70℃蒸汽养护和高温压蒸釜养护不仅能提高GBFS高强水泥基材料的早期强度,还使其后期强度的发展高于标准养护;3种养护条件下GBFS高强水泥基材料的抗折强度、抗劈裂拉强度及弹性模量均随着抗压强度的增加而增加,其中弹性模量与抗压强度的关系可用通常混凝土计算公式描述.微观形貌显示：在标准养护条件下,GBFS高强水泥基材料与普通石英砂高强水泥基材料一样,其骨料界面过渡区中的水泥浆体与骨料紧密结合,但可明显分辨;70℃蒸汽养护条件下,其骨料与胶凝浆体界面过渡区发育较致密;高温压蒸釜养护条件下,其骨料与胶凝材料融为一体,界面过渡区已无法分辨.     

3D打印水泥基材料制品的强度各向异性研究

为研究水泥基材料3D打印制品的强度各向异性,制备了具有不同材料组成的3D打印试件。通过测试打印试件在垂直和平行于打印方向上的力学性能,发现水泥基材料3D打印试件存在强度各向异性,提出了定量表征强度各向异性的数学表达式,分析了抗压强度各向异性的规律。养护龄期对强度各向异性的影响相比材料组成的影响更明显。抗折强度各向异性的绝对值在20%左右,并未发现明显规律。     

钢渣粉及其对水泥基材料性能的影响研究进展

钢渣是一种炼钢工业副产品,其含有一定量的硅酸盐、铁铝酸盐,具有一定的水化特性。因此,在水泥基材料方面的应用具有一定潜力。从物理性质、化学成分、活性评价和活性激发等方面介绍了钢渣自身的物化特性和水化活性潜质。从工作性能、力学性能、耐久性和体积稳定性四方面重点综述了钢渣粉对水泥基材料各方面性能的影响,并进行了理论分析与总结。最后分析了钢渣粉在水泥基材料运用中的出现的问题并指出未来的发展趋势。     

养护条件对含SAP高性能水泥基材料强度的影响

高性能水泥基材料的低水胶比使胶凝材料水化非常有限,而外界条件变化会影响体系中含水量及性能发展,这在超高性能混凝土更为明显。采用自然养护、水养、密封养护以及后期短暂水养护,研究了养护方式对水胶比为0.18~0.24的高性能水泥基材料强度的影响,并进一步分析SAP粒径的影响。结果发现:SAP有效消除SAP孔对相同初始水胶比砂浆强度的不利影响,尤其在自然养护下;后期遇水时失水SAP重新吸水,可以弥补早期水养时间不足的缺陷,保证强度进一步增加,且SAP掺量越大,弥补效果越明显。因此,低水胶比水泥基材料早期水养时间较短时,后期短暂的水养非常必要,尤其掺入SAP时。     

不同粒径废玻璃粉对水泥胶砂力学性能的影响

采用3种粒径(20、200、2 000目)的废玻璃粉等体积取代水泥胶砂中的标准砂,体积取代率分别为5%、10%、15%、20%,研究玻璃粉粒径和掺量对水泥胶砂的抗压强度和抗折强度的影响,并对玻璃粉水泥胶砂强度随龄期的变化规律进行了分析讨论。结果表明:不同粒径玻璃粉水泥胶砂的强度随玻璃粉掺量的变化规律存在较大的差异;在玻璃粉掺量相同的情况下,掺入较大粒径玻璃粉的水泥胶砂强度明显降低,玻璃粉粒径越小,强度降低程度越小,当玻璃粉粒径达到微米级,水泥胶砂的抗压强度和抗折强度均显著提高;玻璃粉水泥胶砂的抗压强度随龄期增长,早期强度增加的较快,后期发育增速变缓,而抗折强度早期增长的幅度较大,后期发育比较平缓。     

玻璃纤维增强水泥基复合材料耐水性能的研究

文章研究了掺加外加剂和聚合物乳液对玻璃纤维增强水泥基复合材料耐水性能的影响。通过分析实验数据,发现同时掺加适量的外加剂A和聚合物乳液K,可以显著提高玻璃纤维增强水泥基复合材料的耐水性能。     

水泥基阻尼材料的研究进展

近几年来,国内外对于水泥基阻尼材料的研究较多,成果包含材料、测试方法、阻尼机理等.综述了国内外的相关文献,归纳了影响水泥基阻尼材料的主要因素,并对不同原料在改善阻尼性能的机理方面进行了总结.     

粉煤灰对水泥基材料收缩与开裂影响的研究

通过砂浆收缩率和初始开裂时问等性能的测试,研究了粉煤灰对水泥基材料体系收缩与早期开裂敏感性的影响,并探讨了收缩与开裂的关系。研究表明：粉煤灰可抑制水泥基材料的收缩变形,并在一定程度上降低材料的开裂敏感性。     

不同粒径废玻璃粉对胶砂流动性与强度的影响

为研究不同粒径废玻璃粉对胶砂流动性与抗折抗压性能的影响,将无色废玻璃碾磨并筛分为38~53μm、53~75μm、75~150μm、150~300μm、300~600μm五种粉末状态,作为辅助胶凝材料以内掺法分别替代胶砂中水泥5%、10%、15%、20%、25%、30%的用量,同时以粉煤灰作对比,测量拌合物流动度以及28 d的抗折抗压强度。结果表明,当废玻璃粉粒径小于75μm同时掺量在10%~15%时,对提高胶砂流动性较佳;当废玻璃粉粒径为38~53μm同时掺量为5%~15%时,其胶砂试件28 d抗折抗压强度最佳且与基准组相差无几。     

含废弃玻璃粉活性粉末混凝土的抗折性能研究

研究了玻璃粉作为矿物掺合料替代部分水泥配制活性粉末混凝土(RPC)以及对其抗折性能的影响。测试和分析了玻璃粉细度、掺量以及养护温度对RPC抗折强度的影响;采用数理统计分析方法进行数值处理,得到玻璃粉细度、掺量以及不同养护温度与RPC抗折强度间的多元线性回归方程,分析3个因素的影响规律。试验结果表明,玻璃粉可作为矿物掺合料用于制备RPC,并能提高其抗折强度;当玻璃粉研磨1 h、掺量为10%、养护温度为80℃时,制得的RPC抗折强度最高。     

胶凝材料组成对含钢渣粉RPC强度的影响

针对当前活性粉末混凝土(RPC)的成本高、能耗大的问题,以钢渣粉、超细粉煤灰、硅灰等作活性细掺料、细河砂作集料,进行含钢渣粉RPC的研制.研究了钢渣粉掺量、钢渣粉与超细粉煤灰总掺量,以及两者的比例等胶凝材料的组成参数对RPC强度的影响.结果表明:使用总量达45％的矿物细掺料以及细河砂等原料,掺人体积分数为2％的钢纤维并...