等28d抗压强度条件下粉煤灰和矿渣对C50混凝土后期性能的影响

在28 d抗压强度相近的前提下,制备了纯水泥混凝土、大掺量粉煤灰混凝土、大掺量矿渣混凝土,测定了不同混凝土的后期抗压强度、抗氯离子渗透性,以及胶凝材料的化学结合水、硬化浆体中的Ca(OH)2含量.结果表明:含大掺量矿物掺合料的混凝土的后期强度和抗氯离子渗透性均明显高于纯水泥混凝土;大掺量矿渣混凝土的后期强度高于同掺量的大掺量粉煤灰混凝土;复合胶凝材料的后期水化程度增长率明显高于纯水泥;复合胶凝材料硬化浆体中后期Ca(OH)2含量明显低于纯水泥硬化浆体.     

温度匹配养护对大掺量矿物掺合料混凝土抗压强度及早期水化性能的影响

大体积混凝土由于胶凝材料水化放热,其内部温升对混凝土强度发展规律有很大影响.采用温度匹配养护和标准养护两种不同的养护方式,研究了单掺40％粉煤灰、单掺50％矿粉以及复掺30％粉煤灰和20％矿粉三种大掺量矿物掺合料混凝土与纯水泥、单掺20％粉煤灰两种普通混凝土在不同温度养护条件下的抗压强度差异,并对胶凝材料水化早期的浆体进行了扫描电镜和化学结合水测试.结果 表明:与纯水泥混凝土相比,温度匹配养护对大掺量矿物掺合料混凝土早期强度发展的促进作用要显著得多,且大掺量矿物掺合料混凝土温度匹配养护方式下的各龄期强度均比标准养护方式下的要高,然而纯水泥混凝土温度匹配养护条件下的后期强度却要低于标准养护条件下的后期强度.温度匹配养护方式下较高的早期水化温度显著加速了大掺量矿物掺合料混凝土的水化反应进程,从而使大掺量矿物掺合料混凝土的早期强度提高.     

化学驱动与热力学驱动下复合胶凝体系的水化特性研究

为了解复合胶凝材料体系水化放热特性,以及化学驱动与热力学驱动对复合胶凝材料体系的水化放热影响,研究了不同掺量的粉煤灰/矿粉-水泥二元复合胶凝体系的水化热发展,同时探究了不同早强剂掺量以及不同温度对粉煤灰-水泥二元复合胶凝体系水化放热的影响.结果表明:粉煤灰、矿粉均会降低二元复合胶凝体系水化放热速率,但矿粉活性比粉煤灰高...     

铁尾矿微粉对低熟料胶凝材料混凝土性能的影响研究

以铁尾矿微粉和低熟料胶凝材料体系为对象,主要研究了基准水泥-粉煤灰-矿渣粉组成的低熟料胶凝材料体系在铁尾矿微粉不同掺量下对混凝土的和易性、抗压强度、体积稳定性、耐久性,以及早期水化热的影响规律.结果 表明,在混凝土相同流动状态下,掺20％的铁尾矿微粉不会增大混凝土减水剂用量,28 d混凝土强度满足强度等级要求.掺15％的铁尾矿微粉能延长净浆和胶砂体系首次开裂时间,能够减小混凝土的后期干燥收缩.将铁尾矿微粉控制在20％的掺量以内时,不会降低混凝土的耐久性能.通过水化热试验发现,低熟料胶凝材料体系能够明显降低浆体早期水化热和最大放热速率.即便在大掺量下,铁尾矿微粉低熟料胶凝材料混凝土长龄期强度仍可以满足要求,具有应用的技术可行性.     

废弃混凝土磨细粉对水泥性能的影响

利用废弃混凝土制备全组分混凝土细粉,研究细粉对水泥标准稠度需水量、凝结时间、胶砂强度和化学结合水的影响,并采用XRD、TG-DSC等测试技术,研究其对水泥水化产物的影响.研究结果表明:细粉不影响水泥的标准稠度需水量,但缩短了水泥的凝结时间;低掺量下细粉对胶砂强度影响不大,但掺量超过10％时,胶砂强度随着掺量的增大不断降低;细粉的掺入虽然促进了浆体中水泥的水化,但却降低了浆体的总水化程度;细粉中的石灰石可以与水泥水化产物发生反应,生成单碳水化铝酸钙.     

高性能碱激发胶凝材料的正交试验研究

利用正交试验研究了Ca(OH)2,Ca SO4·2H2O和硅灰的掺量对碱激发胶凝材料强度的影响;同时借助扫描电子显微镜(SEM)对胶凝材料微观结构进行分析。试验结果表明:在水化初期,Ca SO4·2H2O掺量对碱激发胶凝材料的强度影响起较大作用,其次是Ca(OH)2掺量的影响,再次是硅灰;而随着水化反应进行程度的不断加深,碱掺量逐渐起较大作用,Ca SO4·2H2O次之,硅灰再次之。随着水化反应的不断进行,矿渣中的玻璃体不断被消耗而生成C-S-H凝胶,而生成的C-S-H凝胶不断搭接融合,形成整体的组织结构,使胶凝材料不断密实,强度逐渐提高。另外通过试验得出了配制强度达到50MPa的碱激发胶凝材料的具体配合比,即Ca(OH)2掺量为8%,Ca SO4·2H2O掺量为3%,硅灰掺量为3%。     

水化热抑制剂对水泥-粉煤灰胶凝材料水化和混凝土性能的影响

探究了水化热抑制剂(TRI)对水泥-粉煤灰胶凝材料水化过程和混凝土性能的影响。通过改变粉煤灰在胶凝材料中的占比和水化热抑制剂的掺量,观察了胶凝材料的水化过程以及混凝土的绝热温升、力学性能和干燥收缩特性。胶凝材料的水化热测试结果表明,在含有粉煤灰的胶凝材料中,水化热抑制剂降低胶凝材料的放热速率峰值、延后放热峰出现时间的作用更加明显。硬化浆体的相组成和微观结构测试表明,水化热抑制剂对胶凝材料水化程度的抑制主要发生在7 d前。混凝土试验结果表明,水化热抑制剂会放缓混凝土的绝热温升速率,降低粉煤灰混凝土的早期强度并增加干燥收缩。     

水化热抑制剂对水泥-粉煤灰胶凝材料水化和混凝土性能的影响EI北大核心CSCD

探究了水化热抑制剂(TRI)对水泥-粉煤灰胶凝材料水化过程和混凝土性能的影响。通过改变粉煤灰在胶凝材料中的占比和水化热抑制剂的掺量,观察了胶凝材料的水化过程以及混凝土的绝热温升、力学性能和干燥收缩特性。胶凝材料的水化热测试结果表明,在含有粉煤灰的胶凝材料中,水化热抑制剂降低胶凝材料的放热速率峰值、延后放热峰出现时间的作用更加明显。硬化浆体的相组成和微观结构测试表明,水化热抑制剂对胶凝材料水化程度的抑制主要发生在7 d前。混凝土试验结果表明,水化热抑制剂会放缓混凝土的绝热温升速率,降低粉煤灰混凝土的早期强度并增加干燥收缩。     

大掺量超细矿渣粉水泥基胶凝材料的性能与结构及磷石膏的影响

研究了用50%～80%(质量分数,下同)超细矿渣粉和20%～50%的P·Ⅱ42.5水泥配合的胶凝材料的性能及添加磷石膏对其性能的影响.结果表明:用50%～80%超细矿渣粉等量取代水泥,对水泥的凝结时间影响不大,但会较大幅度降低其3 d和7 d的抗压强度和抗折强度:而超细矿渣粉的取代量为50%～60%时,胶凝材料的28d强度与硅酸盐水泥持平甚至超过后者,并可减小胶凝材料的早期收缩:掺加超细矿渣粉量的2%～3%的磷石膏可以较大幅度提高大掺量超细矿渣粉胶凝材料的早期强度,而对其后期强度和干缩性能无不利影响,对大掺量超细矿渣粉胶凝材料硬化后期浆体水化产物和结构也无显著影响.     

补偿收缩混凝土的自收缩特性

通过对比掺与不掺膨胀剂的混凝土的早期自收缩及其胶凝材料体系的水化热和化学结合水量发展规律,研究了膨胀剂对低水胶比混凝土自收缩的补偿作用效果。结果表明:8%掺量(质量分数)的钙矾石系膨胀剂(U型)对硅酸盐水泥混凝土和粉煤灰混凝土的自收缩有一定程度的补偿效果,而对矿渣混凝土的自收缩没有补偿。在较早期,膨胀剂促进复合胶凝材料的水化,在后期,膨胀剂也促进了矿渣–水泥体系的水化,其总放热量和化学结合水量均高于未掺膨胀剂的,但抑制了硅酸盐水泥和粉煤灰–水泥体系的正常水化,使其水化放热速率降低,总放热量和化学结合水量减小。     

石膏矿渣水泥混凝土抗硫酸钠侵蚀性能研究

石膏矿渣水泥具有低水化热、良好抗化学侵蚀性能等优点,是一种低碳绿色胶凝材料。为了明确原材料对石膏矿渣水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,对比研究了不同化学组成及活性矿粉制备的石膏矿渣水泥混凝土的强度发展及抗硫酸钠侵蚀性能。结果表明:提高矿粉中Al₂O₃含量可以有效提高石膏矿渣水泥混凝土早期3 d强度;石膏矿渣水泥混凝土在硫酸钠环境下表现出强度软化型劣化;提高水泥用量、降低水灰比可以有效提高低活性矿粉制备的石膏矿渣水泥混凝土的抗硫酸钠侵蚀性能,但不利于高活性矿粉制备的石膏矿渣水泥混凝土的抗硫酸钠侵蚀性能。研究为低活性矿粉制备石膏矿渣水泥混凝土及其寿命预测提供试验数据支撑。     

矿渣-粉煤灰混合材料水化产物、微观结构和性能

用X射线衍射仪和扫描电子显微镜等对矿渣、粉煤灰混合材料的水化产物、硬化体微观结构及强度进行了检测和分析,确定了水化产物的组成及微观结构特点,揭示了矿渣粉煤灰材料的水化作用特点及强度特征.结果表明:矿渣在激发剂作用下使玻璃体首先发生表面水解,产生水化反应,进而引发粉煤灰的火山灰作用;混合材料的水化产物组分以水化硅酸钙凝胶为主,硬化体具有与油井水泥相类似的网络状微观结构;随养护时间增长,混合材料后期强度持续增加.     

氧化钙高温改性磷石膏对水泥基胶凝材料性能的影响研究*

磷石膏是磷化工产业过程中产生的固体废弃物，其主要成分为CaSO4 ·2H2O，具有产量大、组分复杂等特征，阻碍了其在胶凝材料中的应用。本研究利用氧化钙的碱性来去除磷石膏中的酸性杂质，探究氧化钙改性磷石膏的机理，对磷石膏水泥基胶凝材料的物理性能进行考察，结合SEM分析胶凝材料水化产物情况。结果表明：氧化钙能够消除磷石膏中的酸性杂质，减弱其对二水石膏晶体定向生长的抑制作用；掺入氧化钙后胶凝材料的安定性合格，初凝时间和终凝时间均下降；氧化钙的掺入有利于水泥基胶凝材料强度的发展，最佳的氧化钙掺量为2%；SEM结果显示，氧化钙消除了杂质的抑制作用，水化作用增强，层状的二水石膏晶体出现，有利于胶凝材料强度的发展。     

纳米SiO2对钢渣水泥基胶凝材料的影响

钢渣和水泥具有相似的矿物组成,可以作为一种潜在的胶凝材料,然而钢渣掺量较高时并不利于混凝土早期性能的发展。以钢渣质量分数为30%的钢渣水泥基胶凝材料为研究对象,探讨纳米SiO₂对其早期性能的影响。主要通过测量流动度、凝结时间和抗压强度评估物理力学性能,并利用微量热分析、X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC-TG)等方法对掺有纳米SiO₂的钢渣水泥基胶凝材料的水化过程和水化产物进行分析。结果表明,当纳米SiO₂掺入的质量分数为3%时,纳米SiO₂可充分发挥火山灰活性,消耗大量Ca(OH)₂,同时由于纳米SiO₂颗粒的结晶成核作用和微集料填充作用,促进了钢渣和水泥的水化,水化初期的放热速率有所提高,从而提高钢渣水泥基胶凝材料的力学性能,28 d的抗压强度提高了14.0%。     

磷酸镁水泥耐水性的影响因素与改进措施

镁水泥(MPC)是一种新型的早强快硬胶凝材料,可作为修补材料应用于工程修补.从磷酸镁水泥的水化机理出发,讨论磷酸镁水泥主要水化产物鸟粪石( MgNH4PO4·6H2O)的性质、形成及影响因素,及其与磷酸镁水泥耐水性的关系.从理论上提出了通过选择合适活性、粒度和低CaO含量的原材料、优化配合比、控制体系pH值和掺加粉煤灰...     

垃圾焚烧飞灰胶凝活性和水泥对其固化效果的研究

垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧后烟气除尘器收下的物质,其主要成分属CaO-SiO_2-Al_2O_3-Fe_2O体系,与目前常用的高炉矿渣、粉煤灰等辅助性胶凝材料非常接近,因其中含有能被水浸出的重金属物质而被认为是危险废物,必须对之进行稳定及固化处理。通过试验研究了掺入垃圾焚烧飞灰的硬化水泥浆体的力学性能和水化机理,考察了水泥固化垃圾焚烧飞灰的效果,探讨了垃圾焚烧飞灰作为辅助性胶凝材料利用的可行性。研究表明:垃圾焚烧飞灰的水化反应活性较低,它的掺入在一定程度上延缓了水泥的水化过程,虽然其水化过程可以形成适量的钙矾石,对强度发展有利,但掺量较大时会显著降低水泥强度;采用水泥稳定及固化垃圾焚烧飞灰的效果良好,垃圾焚烧飞灰中重金属可以通过包容、替代或吸收等形式固化进水化产物结构中。     

聚合铝改性再生胶凝材料力学性质与微结构

采用800℃脱水净浆模拟废弃混凝土中的胶质组分,与矿渣粉复合制成再生胶凝材料,以聚合氯化铝为添加剂,采用抗压强度测试、XRD分析、TG-DSC分析、扫描电镜等方法研究了再生胶凝材料的水化产物微结构和砂浆力学性能,对再生胶凝材料的水化过程及聚合氯化铝的作用机理进行了分析研究.结果表明掺加2%聚合氯化铝后,生成新的水化产物Friedel盐,胶凝材料水化产物数量增加,水泥浆与砂的粘结界面密实程度提高.     

Vertical Scanning Interferometry: A New Method to Measure the Dissolution Dynamics of Cementitious Minerals

The aqueous dissolution rate is a key indicator of a portland cement's reactivity, and is relevant in predicting the progress of reactions and property development in cementitious materials. Though a valuable material property, the dissolution rates of the individual cement phases and their mixtures have been seldom determined. This work for the very first time applies vertical scanning interferometry (VSI) as a new method, aptly suited to measure dissolution dynamics of cement relevant minerals. Special emphasis is placed on measuring the first dissolution rate (DR_F), i.e., when water initially and for a short duration (i.e., on the order of tens of seconds) contacts the mineral surface. DR_F, mol·m^?2·s^?1) are measured for a variety of fast and slower dissolving minerals including (1a) natural limestone (CaCO₃), (1b) reagent‐grade gypsum (CaSO₄·2H₂O); (2) alite (impure, MIII‐Ca₃SiO₅); and (3) an ASTM C150, Type I/II ordinary portland cement across a range of solution pHs. Detailed aspects of image acquisition, processing and interpretation are presented to emphasize the methodological and statistical treatment of the results. The outcomes develop quantifications of aqueous dissolution rates—inputs valuable in simulating cement hydration, and forward a new means to study correlations between chemical composition, crystallography, and the reactivity of cementitious materials.     

多元胶凝粉体复合效应的研究

在水泥中掺人具有不同颗粒分布和活性的细掺合料可以获得多元胶凝粉体材料。采用标准稠度用水量法和环境扫描电镜研究了多元粉体体系的紧密堆积效应。提出用标准稠度需水量比作为确定紧密堆积效应的实验方法。用水化热和抗压强度实验研究了多元胶凝粉体材料各组分的水化进程匹配和复合胶凝效应,测定了多元胶凝粉体大体积混凝土的强度和绝热温升过程。实验结果表明：改变胶凝组分的品种、含量和细度可以调控多元胶凝粉体的绝热温升和强度发展过程。以满足配置高性能混凝土的特殊技术需求。     

粉煤灰和矿渣粒度分布对混凝土微观结构和抗氯离子渗透性的影响

针对胶凝材料比表面积和粒度分布等物理性质存在的差异,将P·Ⅱ水泥,Ⅰ级、Ⅱ级粉煤灰和S95级、S105级矿渣进行互掺,固定水泥用量,设计了4种粉煤灰和矿渣的组合方式,通过流动度试验分析了组合方式对净浆流动性的影响,并将粒度分布曲线与Fuller分布曲线进行了比较。在净浆配合比的基础上,对不同组合方式的混凝土进行了工作性、力学性能及自由氯离子浓度测试,探讨了粉煤灰和矿渣的粒度分布对混凝土强度和抗氯离子渗透性的影响,并对硬化浆体水化产物的微观形貌和化学组成进行了分析,揭示了影响机理。研究结果表明,矿物掺合料的粒度分布是决定颗粒级配优劣的重要因素。Ⅰ级粉煤灰具有更强的滚珠效应,在提高流动性方面起了关键性作用。粉煤灰和矿渣的水化及火山灰反应程度影响着混凝土的力学性能和耐久性能,由于Ⅰ级粉煤灰有更大的比表面积,火山灰活性也较高,因此Ⅰ级粉煤灰和S95/S105级矿渣组合的净浆流动度,混凝土的工作性、抗压强度和抗氯离子渗透性均明显高于Ⅱ级粉煤灰和S95/S105级矿渣组合。其中Ⅰ级粉煤灰和S95级矿渣组合的胶凝材料粒度分布曲线与Fuller曲线最为接近,粒度分布最优,水化浆体中Ca(OH)₂含量最低,火山灰反应最为充分,对应的混凝土微观结构致密,抗氯离子渗透性最好。