限制条件下砂浆中MgO膨胀剂的膨胀特性

本文研究了掺MgO膨胀剂(MEA)的限制砂浆试件在不同温度水养护条件下的限制膨胀率,对不同活性的MEA的膨胀特性进行了评价.结果表明,随着MEA掺量的增加,砂浆试件的限制膨胀率也随之增大;MEA活性越高,试件膨胀率增长越快;养护温度的升高缩短了膨胀稳定的时间,活性反应时间为68 s的MEA在20℃、30℃、40℃、60℃和80℃水养护条件下膨胀终止时间分别约为180 d、120 d、90d、14 d和7d,可见,养护温度的升高对MEA的水化加速作用明显;同时,养护温度的升高对掺MEA砂浆试件的最终膨胀率有一定影响.高温养护与低温养护条件下MEA的膨胀特性具有一定的关联性.     

高镁水泥制备及其膨胀性能

制备MgO质量分数分别为6%、9%、12%和15%的高镁水泥,通过扫描电镜（SEM）、扫描电镜/能谱联合仪（SEM/EDS）、X射线衍射（XRD）等检测方法和膨胀性试验分析MgO质量分数对熟料煅烧和净浆膨胀性能的影响.结果表明：随着MgO质量分数增加,熟料煅烧时液相量增加,熟料密实度提高.当熟料中MgO质量分数为12%时,养护温度由20℃增加到38℃,试件90d龄期膨胀率由0.120%增加到0.244%;38℃养护时,掺入35%粉煤灰的试件90d龄期膨胀率由0.244%降至0.070%.当MgO质量分数高于12%时,尽管存在粉煤灰的抑制作用,但高镁水泥依然能产生一定膨胀,可以有效地补偿混凝土的温降收缩.     

掺多膨胀源膨胀剂复合胶凝体系的膨胀性能及力学性能研究

为研究不同膨胀源膨胀剂对复合胶凝体系膨胀性能及力学性能的影响,对单掺及复配多膨胀源膨胀剂补偿收缩复合胶凝体系的限制膨胀率及抗折、抗压强度等开展了试验研究.结果表明:氧化镁和氧化钙-硫铝酸钙(简称CA膨胀剂)两种膨胀剂在单掺情况下,CA膨胀剂膨胀量远大于氧化镁;CA膨胀剂的膨胀速率随掺量的减小而变缓,膨胀稳定期变长,而MgO膨胀剂的膨胀速率不受掺量的影响.复掺情况下,高活性MgO的限制膨胀率始终大于低活性MgO,且后期膨胀差距会随着MgO膨胀剂掺量的增加逐渐增大.当CA、MgO两种膨胀剂在质量比为1:1复配情况下,可采用叠加原理来较为准确地预测多膨胀源膨胀剂的膨胀经时发展规律以及膨胀量.对于强度而言,相同掺量下MgO膨胀剂对强度的影响小于CA膨胀剂.此外,复掺试验组限制膨胀与限制强度随龄期发展的协调性取决于该配合比中对膨胀能贡献更大的单类型膨胀剂的协调性.     

掺新型生态膨胀剂水泥浆体的膨胀性能研究

以菱镁矿、白云石尾矿为原料,经适宜工艺,制备了新型生态膨胀剂,用以补偿大体积混凝土由于温度应力引起的收缩.研究掺入不同配比的膨胀剂和粉煤灰的水泥浆体,在不同水化龄期的膨胀性能以及在20℃或60℃水中膨胀率的变化过程和趋势.结果表明:膨胀材料煅烧温度为950 ～ 1050℃,保温1～1.5 h,自然冷却.在膨胀源含量一定的情况下,CaO含量越高,早期膨胀率越大,后期膨胀率越小;MgO含量越高,早期膨胀率越小,后期膨胀率越大.水化温度越高,在相同龄期下水泥浆体膨胀率越大.粉煤灰对MgO和CaO膨胀均具有明显的抑制作用,且随着粉煤灰掺量的增加,抑制作用加强.     

超细粉煤灰水泥改良膨胀土试验研究

通过超细粉煤灰水泥对膨胀土进行改良,研究了不同掺量超细粉煤灰水泥对膨胀土击实性能、自由膨胀率和力学性能的影响。研究结果表明:激发剂Na OH一定时,随着超细粉煤掺量的增加,膨胀土的最大干密度及最优含水量逐渐降低;超细粉煤灰水泥的掺入可以有效改善膨胀土的自由膨胀率,当超细粉煤灰水泥掺量为12%时,与素膨胀土相比,其自由膨胀率降低了83.06%,而养护龄期对自由膨胀率几乎没有影响。当超细粉煤灰水泥掺量为12%时,其膨胀土无侧限抗压强度最大,掺量超过12%之后,其抗压强度有所降低。随着超细粉煤灰水泥掺量的增加,膨胀土的三轴抗剪强度先增大后减小,建议超细粉煤灰水泥合理掺量为12%。试验研究成果可为改良膨胀土工程性质的研究人员提供参考。     

废砖粉改性MgO膨胀剂及其对砂浆性能的影响

采用白云岩和废砖粉为原料,研究了煅烧制度对废砖粉改性MgO膨胀剂的影响(方镁石和贝利特为主要煅烧产物,故简称PB),并测定了PB对砂浆变形和强度的影响.结果表明,在950～1050℃内,煅烧制度对PB中MgO含量无明显影响,提高煅烧温度或延长保温时间均有助于降低PB的f-CaO和石英含量,增加β-C2 S含量.掺PB砂浆试件的膨胀率随PB掺量的增加而增大,随着养护龄期的延长而增大.延长PB的保温时间或提高煅烧温度均使掺PB砂浆60 d之前的膨胀减缓.掺PB砂浆试件的抗压强度随PB掺量的增大而降低,随着养护龄期的延长,抗压强度降低百分数趋于减小.掺20％PB砂浆试件的28 d抗压强度降低百分数均小于10％;掺950℃煅烧1 h制备的PB砂浆试件在60 d之前具有最大的膨胀率并且抗压强度降低百分数最小.     

养护温度和粉煤灰对补偿收缩混凝土膨胀效能的影响

研究了养护温度和粉煤灰掺量对补偿收缩混凝土的膨胀效能和强度的影响。结果表明：20、40℃养护时混凝土的各龄期强度均匀增长;60℃养护能极大地促进早期强度增长,后期强度增长缓慢。粉煤灰在不同养护温度下对混凝土的早期强度发展都有抑制作用;长期高温养护后,粉煤灰活性逐渐显现,显著促进混凝土的强度增长,且粉煤灰掺量越大,混凝土强度增幅越大。硫铝酸钙–氧化钙类膨胀剂的膨胀效能发挥对温度非常敏感,养护温度越高,膨胀剂的水化速度越快,膨胀作用发挥越早;适量掺加粉煤灰有利于膨胀效能的发挥,掺量越大,膨胀随温度增长的增幅越大。大掺量粉煤灰补偿收缩混凝土的强度发展和限制膨胀率的温度敏感性均很高。     

石膏掺量对三元胶凝体系水泥基自流平砂浆的影响

研究了不同石膏掺量对硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、石膏组成的三元胶凝体系制备的水泥基自流平砂浆工作性能、力学性能、收缩性能、水化产物、水化热的影响.结果 表明:石膏掺量基本不会影响自流平砂浆的流动度和凝结时间,石膏掺量≤40 g/kg时,自流平砂浆各龄期的抗折强度、抗压强度和28 d拉伸粘结强度随着石膏掺量的增加而增大,但石膏掺量≥50 g/kg时自流平砂浆因膨胀开裂各龄期的抗折强度、抗压强度和28 d拉伸粘结强度随着石膏掺量增加而降低.随着石膏掺量的增加自流平砂浆各龄期的收缩值由负变正,即由收缩变为膨胀.24h之前三元胶凝体系的水化放热速率及水化放热量均随着石膏掺量的增加而增大,当石膏掺量为60 g/kg时,因膨胀使得容器胀裂,三元胶凝体系的水化放热量在30 h出现最高峰后逐渐减小.     

不同养护条件下掺循环流化床固硫灰硬化水泥浆的膨胀性能

为探讨掺循环流化床固硫灰(简称固硫灰)硬化水泥浆的体积变化规律,将固硫灰以不同质量取代水泥制备水泥浆试件,结合扫描电子显微镜、压汞仪、X射线衍射仪及TG-DSC同步热分析仪分析了固硫灰及试件的微观形貌、矿物组成和热效应,对三种养护条件下试件的体积膨胀性能进行了试验研究。结果表明：固硫灰的掺入能显著提高浆体标稠用水量,固硫灰掺量80%(质量分数,下同)的浆体标稠用水量是基准组的1.6倍;封闭养护时,硬化浆体体积随固硫灰掺量的增加由收缩(掺量低于40%)变为膨胀(掺量高于60%),且收缩率高于基准组;相较于封闭养护,标准养护使硬化浆体内部水化更充分,大毛细孔含量减少,微观结构更密实,硬化浆体体积膨胀,固硫灰掺量80%的试件28 d膨胀率最高达0.42%;空气养护的试件体积均呈收缩趋势,80%固硫灰掺量的试件水灰比较大,但干燥引起的收缩变形高于膨胀产物产生的膨胀变形。     

流化床燃煤固硫灰渣膨胀控制因素研究

分别用线性膨胀率和XRD研究固硫灰渣净浆试件的膨胀特性和固硫灰渣水化产物随龄期变化趋势,并在结合二者试验结果的基础上对膨胀控制因素进行探讨。结果显示:固硫灰渣净浆试件的线性膨胀率在14～28 d前增加迅速,而后趋于平缓。试验表明,固硫灰渣的膨胀特性可分为两个阶段:14～28 d前主要受钙矾石量所控制,而随后龄期则主要受二水石膏量所控制。     

矿渣油井水泥的早期膨胀性能研究

研究了石膏、镁质膨胀剂对矿渣油井水泥的早期膨胀性能的影响.随着矿渣掺量的增加,油井水泥的早期膨胀率逐渐降低;随着石膏掺量的增加,矿渣油井水泥早期膨胀率显著增大.在初期,50℃养护下,膨胀率增加;80℃养护下,膨胀率降低.煅烧氧化镁的掺入改善了高温养护下矿渣油井水泥的膨胀性能,水泥石早期膨胀率随着氧化镁含量的增加而显著增大.     

硫铝酸盐水泥膨胀性能与水化胶凝特性的 关系研究*

利用XRD和TG/DTG等实验方法，对硫铝酸盐水泥膨胀性能与水化产物及抗压强度的关系进行研究，并通过Rietveld分析法对水化产物进行定量分析。结果表明，二水石膏与硫铝酸钙物质的量比达到2.0及以上时，试件膨胀速率可达0.05%/d以上，且膨胀持续时间延长；试件强度是影响膨胀量大小的外在因素，强度增大会制约水泥试件膨胀发展，强度小的试件膨胀率较大；钙矾石（AFt）增长速率是影响膨胀率变化的内在因素，铝凝胶（AH3）不具有膨胀特性。     

QXRD方法定量分析水泥浆体中MgO的水化程度

采用QXRD法(Quantitative X-ray diffraction)对掺两种MgO膨胀剂水泥浆体中主要水化产物进行定量分析,以ZnO为内标物计算水化产物中非晶相的含量,并计算养护不同龄期水泥浆体中MgO的水化程度.结果 表明:40℃水养条件下,60 d时掺高活性MgO水泥浆体中MgO基本水化完全,而掺低活性MgO水泥浆体中MgO还有15％未水化;水泥浆体中MgO在早期具有较快的水化速率,后期水化速率变缓;相同龄期内,高活性MgO具有较快的水化速率,水化程度较高,但产生的膨胀量小于低活性MgO产生的膨胀量.     

焙烧锂辉石对碱硅酸反应的抑制效果

以试验室焙烧锂辉石(DS)为原材料,研究了在40℃和80℃养护条件下,单掺DS和双掺DS与粉煤灰(FA)取代部分水泥,对沸石化珍珠岩集料和某高活性集料M成型不同砂浆碱集料反应膨胀的影响.试验表明:碱含量为2.5%时,在40℃和80℃养护条件下,DS掺量10%对沸石化珍珠岩集料砂浆试件ASR有效抑制,90 d龄期时试件膨胀值仍小于0.1%.DS掺量10%对高活性集料M砂浆试件ASR抑制效果不大.养护温度不同膨胀值变化趋势不同.DS掺量固定,随着FA掺量的增加,对2种集料砂浆碱集料反应膨胀抑制效果越好.     

钢渣砂对砂浆流动性能和膨胀性能的影响

将钢渣砂等体积取代河砂配制砂浆,研究了钢渣砂砂浆的流动性能及其在80℃水热加速养护条件下的膨胀性能。结果表明：钢渣砂砂浆拌合物的需水量随钢渣砂掺量的增大而呈线性增加;在整个龄期内砂浆的线性膨胀率,随钢渣砂掺量的增加都不同程度的增大,其膨胀率的增长率随龄期的增长先是小幅度地逐渐减小而后快速增大,钢渣砂的掺量越大,钢渣砂砂浆膨胀开始加速的龄期越短。     

水养温度对外掺MgO水泥浆体膨胀性能的影响

研究了外掺不同活性MgO水泥浆体在20℃和40℃水养条件下的膨胀率、膨胀增长率的变化特性。试验表明:在相同水灰比条件下,外掺MgO水泥浆体的膨胀量随着养护温度的升高而增加,养护温度越高,高活性值的MgO的膨胀量激发作用越强。这一结论为实际工程在不同温度条件下掺加不同活性MgO的选择提供了理论参考。     

活性与养护温度对氧化镁膨胀剂膨胀性能的影响

采用X射线衍射和扫描电镜,观测不同活性的氧化镁膨胀剂在不同水化龄期的产物,结合胶砂试件的限制膨胀率和强度测定结果,探究了不同活性的氧化镁膨胀剂的水化过程、膨胀特性和机理。结果表明:氧化镁的活性高,会减小生成的氢氧化镁晶体的体积,降低膨胀能力;水泥浆体中的碱性环境会抑制氧化镁膨胀剂的水化;高温养护有助于氢氧化镁的原位生成并使晶体致密,有助于膨胀发展。     

磷渣替代矿渣对水泥孔溶液pH值及水化进程的影响

针对不同掺量磷渣对矿渣水泥浆体水化行为的影响,测试了磷渣掺量0％～30％制备水泥浆体的各龄期强度,并对比了不同龄期浆体孔溶液的PH值,以及水化产物的差异.结果表明:磷渣可用作活性掺合料替代部分的矿粉,在考虑磷渣用量及保证浆体强度的同时,磷渣掺量不宜超过20％,此时浆体的7d、28 d强度保证率分别在80％、90％以上,对应龄期抗压强度分别在30 MPa、50 MPa以上.而试件孔溶液pH值基本是随着磷渣替代矿渣量的增加呈现减小趋势.XRD图谱表明,随着磷渣替代矿渣掺量的增加,钙矾石晶体衍射峰强度变化有所减弱,说明磷渣掺量过多时,水化速率减慢.热重结果显示:同一龄期时,磷渣达30％时,C-S-H凝胶、钙矾石的形成有所减少;随着龄期的增长,水化产物逐渐增多,热重失重量依次增大.     

菱镁矿尾渣煅烧MgO膨胀剂在一维限制砂浆中的膨胀性能

为探讨菱镁矿尾渣在制备MgO膨胀剂(MEA)应用上的可能性,研究了辽宁海城菱镁矿尾渣煅烧MEA的活性及其在不同温度水养护砂浆试件中的一维限制膨胀率.结果表明,利用废弃菱镁矿尾渣经高温煅烧可制备出不同活性的混凝土用MEA,且煅烧温度越高,活性越低;不同养护温度下MEA表现出不同的膨胀性能,掺低活性MEA的砂浆试件的膨胀受养护温度的影响更为显著;相较于菱镁矿煅烧得到的MEA,由菱镁矿尾渣煅烧的MEA中有效方镁石成分较低,同掺量情况下膨胀性能较差,实际应用中可通过适当提高MEA掺量以保证对混凝土收缩的有效补偿.     

硫铝酸盐水泥基复合体系的胶凝膨胀性能

研究了硫铝酸盐水泥熟料、二水石膏和氢氧化钙的不同复合胶凝体系水化产物与其膨胀性能及抗压强度的关系,利用XRD及Rietveld全谱拟合法和TG/DTG技术,对水化产物进行定性定量分析,得出硫铝酸盐水泥熟料-二水石膏体系（简称CG体系）和硫铝酸盐水泥熟料-二水石膏-氢氧化钙体系（简称CGL体系）水化产物中钙矾石（AFt）、单硫型水化硫铝酸钙（AFm）、铝凝胶（AH3）等物相含量的变化规律,并进行比较。结果表明,CGL体系水化产物中AH3和AFm生成量多于CG体系,而AFt生成量在二水石膏与硫铝酸钙摩尔比为0.5和1.0时少于CG体系,达到1.5摩尔比时两个体系相差不大;CGL体系中,掺加氢氧化钙会降低试件早期抗压强度,后期其抗压强度赶上甚至超过未掺加氢氧化钙的试件;随着二水石膏掺量增加,CG体系中AFt早期生成速率和试件膨胀率均呈增大趋势,而CGL体系中AFt早期生成速率和试件膨胀率均呈减小趋势。