蒸养条件下水泥-粉煤灰复合胶凝材料的水化性能研究

通过测定不同龄期净浆的化学结合水量和抗压强度,并结合SEM,研究在蒸养条件下粉煤灰掺量、细度对水泥-粉煤灰复合胶凝材料水化性能的影响。试验结果表明:蒸养条件提高了水泥粉煤灰复合胶凝材料的水化速度,同时也提高了粉煤灰的活性;蒸养条件下,粉煤灰的细度对水泥粉煤灰复合胶凝材料的早期水化没有显著影响,其后期水化速度随粉煤灰细度的增加而增加;粉煤灰掺量的增加,降低了其早期水化速度,掺入适量的粉煤灰其后期水化程度可以超过纯水泥的水化程度;粉煤灰的掺入有利于水泥的水化,且水泥的水化速度随粉煤灰掺量的增加而增加。     

活化煤矸石/粉煤灰水泥水化过程及性能差异

用水化热、热分析、化学结合水量、压汞法和扫描电镜研究了20℃养护条件下硅酸盐水泥和活化煤矸石/粉煤灰硅酸盐水泥的水化过程、硬化浆体孔结构和微观结构,并研究了浆体抗压强度和收缩值随龄期的发展规律.结果表明:与粉煤灰相比,活化煤矸石较大的比表面积及其所含有的多孔或致密的惰性物质,使其对水泥熟料水化的早期稀释效应有所削弱,也使其后期火山灰反应对水泥熟料和活化煤矸石混合材整体水化程度的提高幅度有所下降,并且活化煤矸石硅酸盐水泥水化1 a后其硬化浆体的毛细孔含量高于粉煤灰硅酸盐水泥,其抗压强度和收缩值则低于粉煤灰硅酸盐水泥.     

水泥-粉煤灰复合胶凝材料水化程度的研究

通过化学结合水量和粉煤灰反应程度的测定,研究了水泥-粉煤灰复合胶凝材料的水化程度.结果表明:粉煤灰的掺入降低了复合胶凝材料的总水化程度,但促进了复合胶凝材料中水泥的水化程度;粉煤灰掺量越大,粉煤灰自身的反应程度越低,水泥水化的程度越高;高温养护对早期复合胶凝材料总水化程度以及粉煤灰的反应程度均有显著的提高作用,但却阻碍了后期复合胶凝材料总水化程度的进一步提升;水胶比对各水化程度趋势的影响较小;90 d粉煤灰反应程度的突增降低了复合胶凝材料中水泥水化程度相对指数,水泥水化对于复合胶凝材料化学结合水量的贡献更多体现在水化早期(28 d前),而粉煤灰的贡献则体现在水化后期(28 d后).     

基于各相矿物组成含量的水泥早龄期化学收缩预测研究

基于Tennis的Jennings的水泥水化微结构演化过程,并借助水化速率与水化程度的关系,提出了水泥基材料早龄期的化学收缩预测模型,可用于预测硅酸盐水泥早龄期化学收缩变化趋势。     

大掺量矿物掺合料对铝酸盐水泥浆体性能的影响

研究了大掺量矿物掺合料与铝酸盐水泥复合浆体的抗压强度、电阻率、化学收缩和XRD的变化规律。结果表明,在淡水和海水环境下,一定量(40%以内)矿渣的掺入有利于促进铝酸盐水泥强度的发展,有效抑制了铝酸盐水泥后期强度倒缩;矿物掺合料可提高铝酸盐水泥抗海水侵蚀性能;铝酸盐水泥浆体的电阻率与化学收缩之间存在良好的相关性,水泥浆体的电阻率和化学收缩随着矿物掺合料掺量的增大而减小;在水化早期,矿渣和粉煤灰均未参与铝酸盐水泥的水化过程;矿渣在后期生成稳定的水化产物C_2ASH_8,其抑制晶相转变的效果较粉煤灰更为显著。     

矿粉、高钙灰及脱硫石膏对水泥收缩性能的影响

研究了50.0%(质量分数,下同)矿粉和高钙粉煤灰等量替代水泥对水泥净浆早期自收缩性能的影响及水泥砂浆的长期干燥收缩性能和初始开裂敏感性.结果表明,在水泥-矿物材料体系中,自收缩与矿物材料的水化活性成正相关性,用50.0%的矿粉和高钙粉煤灰替代水泥后,水泥浆体的自收缩率随着矿物材料活性的降低而降低;硫酸盐激发材料既具有增加水化程度和提高化学收缩的作用,又具有增加AFt量和产生膨胀的作用,因而对水泥浆体的自收缩影响不大;掺50.0%矿粉及1.0%元明粉可显著提高干燥收缩;脱硫石膏和煅烧脱硫石膏按照一定比例复合能显著降低干燥收缩;初始开裂时间、自收缩与矿物材料水化活性的相关性较大,自收缩越高则其开裂敏感性越大,早强措施增加开裂风险;采用矿物材料尤其是采用低活性矿物材料替代水泥可使水泥水化减缓,自收缩和干燥收缩减少,开裂敏感性降低.     

水泥-粉煤灰复合胶凝材料的水化性能研究

通过测定不同龄期净浆的化学结合水量和抗压强度，探讨了低水胶比条件下粉煤灰细度、掺量对水泥－粉煤灰笔合胶凝材料水性能的影响，试验结果表明：粉煤灰掺量的增加虽然促进了水泥的早期水经，但仍然降低了硬化浆体中化学结合水总量，同时，随粉煤灰掺量的增加，硬化浆体的早期强度下降；粉煤灰细工的增加并没有提高水泥－粉煤灰复合胶凝材料的水化程度，而超细粉煤灰的密实填充和微休料效应对硬化浆体后期抗压强度的增加起到了重要的作用。     

蒸汽养护条件下水泥-粉煤灰复合胶凝材料的水化性能研究

通过测定不同龄期净浆的化学结合水量和抗压强度。研究了在蒸汽养护条件下粉煤灰掺量、细度对水泥-粉煤灰复合胶凝材料水化性能的影响。试验结果表明：蒸汽养护条件提高了水泥-粉煤灰复合胶凝材料的早期水化速度，并且提高了硬化浆体抗压强度。在蒸汽养护条件下，细度不同的粉煤灰对水泥-粉煤灰复合胶凝材料的化学结合水量影响不大，而超细粉煤灰的密实填充和微集料效应增加了硬化浆体的抗压强度；粉煤灰掺量的增加，降低了水泥一粉煤灰复合胶凝材料的化学结合水量和硬化浆体的抗压强度，但促进了水泥的早期水化。     

粉煤灰和矿粉对水泥胶砂自收缩的影响

试验研究了粉煤灰和矿粉对水泥胶砂自收缩的影响.结果表明:当胶砂比(质量比)为1:0.5,水胶比(质量比)为0.3时,随水化龄期延长,水泥胶砂自收缩增大,早期自收缩发展急剧.粉煤灰降低了水泥胶砂的自收缩,随着粉煤灰掺量(质量分数)增大,水泥胶砂自收缩减小;掺10%和20%粉煤灰水泥胶砂的21 d自收缩较纯水泥胶砂分别下降了21.1%和29.5%.水化早期(5d前),矿粉掺量(质量分数)在10%～20%时,随着矿粉掺量增大,水泥胶砂自收缩降低;掺10%和20%矿粉水泥胶砂的21 d自收缩较纯水泥胶砂分别增加了11.1%和6.6%.     

中低强度自密实混凝土干缩与化学结合水的关系研究

进行了中低强度自密实混凝土的配制,分析了自密实混凝土的收缩与化学水损失、水泥石水化程度的关系。试验表明:浆体化学结合水与自密实混凝土的收缩之间存在良好的对应关系。随着水泥化学结合水量的增大,自密实混凝土的收缩值也增大。随着粉煤灰掺量的增加,化学结合水量也就相应降低。     

高钙粉煤灰中f-CaO对砂浆收缩的补偿作用

通过对高钙粉煤灰水泥砂浆和低钙粉煤灰水泥砂浆干燥收缩和自生收缩的系统试验和比较分析 ,发现高钙粉煤灰中的f CaO水化产生的膨胀可补偿砂浆的干燥收缩和自生收缩 ,对低水胶比水泥基材料自生收缩的补偿作用更加明显。高钙粉煤灰可能是解决低水胶比高性能混凝土过大自生收缩难题的一种廉价有效的活性掺合料     

表面改性粉煤灰对水泥浆体强度和自收缩的影响

在生石灰激发下,采用水热-煅烧处理对粉煤灰进行表面改性,利用X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等测试方法时表面改性粉煤灰的物相结构和化学组成进行了表征,并采用背散射扫描电镜和压汞仪研究了掺表面改性粉煤灰水泥浆体的微观结构.试验测定了掺表面改性粉煤灰的硅酸盐水泥浆体的抗压强度、自收缩和孔隙率.结果表明,表面改性粉煤灰颗粒表面生成了具有水化活性的β-C2S,其水化产生凝胶,明显改善了复合水泥浆体中粉煤灰颗粒与水泥基体的界面,降低了复合水泥浆体的孔隙率和自收缩,提高了掺表面改性粉煤灰复合水泥浆体的早期强度.     

粉煤灰在硅酸盐水泥浆体中的化学反应

定量测试1~360d纯硅酸盐水泥及掺粉煤灰水泥浆体中胶凝组分的反应程度、生成的氢氧化钙(CH)量及化学结合水(Wn)量;确定单位质量水泥及粉煤灰完全反应生成(或吸收)的CH或Wn量,并以此验证粉煤灰化学反应模型的精确性.结果表明:1g水泥完全水化生成0.242 5g的CH和0.235 1g的Wn,1g粉煤灰完全反应吸收0.508 9g的CH和0.183 9g的Wn,试验结果与现有的粉煤灰化学反应模型计算值差别较大;经修正,获得计算值与试验值较吻合的粉煤灰化学反应模型,该模型更能真实反映粉煤灰在水泥浆体中的化学反应.     

矿物掺合料对硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥复合体系性能的影响

研究了矿粉、硅灰和粉煤灰3种矿物掺合料对硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥复合体系的标准稠度用水量、凝结时间、水化放热、胶砂抗折及抗压强度、砂浆干缩率、抗硫酸盐侵蚀性能和水化产物的影响。结果表明:随矿物掺合料掺量的增加,复合体系的标准稠度用水量增大,凝结时间延长;掺加矿物掺合料后水化放热峰出现时间延后,总水化放热量减少,其中掺加矿粉和硅灰的试件初期水化速率减慢程度较掺加粉煤灰试件更明显;3种矿物掺合料对复合体系强度的影响差别较大,掺加3%硅灰的试件3 d抗压强度增长较快;硅灰的掺加会使砂浆干缩率增大,矿粉、粉煤灰的掺加可以减小砂浆试件的干缩;矿物掺合料的掺加会提高胶砂试件抗硫酸盐侵蚀性能,掺粉煤灰的试件抗硫酸盐侵蚀性能最好。     

粉煤灰和磨细矿渣对北京地铁5号线清河斜拉桥大体积混凝土性能的影响

本文研究了粉煤灰和磨细矿渣对大体积承台混凝土抗压强度、水化热、收缩率的影响。试验结果表明：在水泥掺量一定时,随矿渣粉掺量的增加水化放热量、最大放热速率和干缩率均增大;水泥用量为200kg／m^3、粉煤灰为140kg／m^3、矿渣粉为50kg／m^3时,混凝土水化热较小、干缩率较小;SEM形貌图表明,粉煤灰和磨细矿渣的综合效应,使火山灰反应更加充分,Ca(OH)2含量降低,在水泥用量200kg／m^3时,混凝土28天结构致密。     

高碱度水泥基材料早期开裂敏感性研究

选用粉煤灰、减缩剂和减水剂，采用五路裂缝测定仪和非接触式电阻率测定仪，分别测试了相同水灰比、不同碱类型的水泥砂浆在干燥条件下约束收缩开裂的初始时间与水泥浆体早期水化24h内的电阻率变化，并测定了水泥砂浆在干燥环境下的抗压、抗折强度．结果表明：碱度增加会加速水泥的早期水化硬化以及微结构的形成与发展；Na^ 提高水泥砂浆早期强度、增加约束收缩开裂敏感性的作用要比K^ 的明显，尤其在低水灰比、掺减水剂时其影响更为明显；粉煤灰和减缩荆可延缓水泥(尤其是高碱度的水泥基材料)的早期水化硬化，降低水泥砂浆强度的发展，推迟初始开裂时间．     

贝利特硫铝酸钙水泥的收缩性能

以碳酸钙、黏土和铝矾土为主要原料制备贝利特-硫铝酸钙(BCSAF)水泥,测定了BCSAF熟料的矿物组成、标准稠度用水量和凝结时间,研究了BCSAF水泥以及基准水泥净浆、砂浆的自收缩和干燥收缩,分析了粉煤灰对BCSAF水泥净浆收缩性能的影响.利用低场核磁技术,研究了BCSAF水泥和基准水泥净浆在早龄期的内部孔结构.结果 表明:BCSAF水泥净浆的自收缩大于基准水泥净浆,干燥收缩小于基准水泥净浆;粉煤灰可以有效减少BCSAF水泥净浆的自收缩和干燥收缩;BCSAF水泥砂浆60d龄期的干燥收缩小于基准水泥砂浆.