外加材料对乳化沥青再生水泥稳定碎石混合料性能的影响

通过室内试验评价了水泥、消石灰和消石灰矿渣粉3种外加材料对乳化沥青再生水（泥）稳（定）碎石混合料（乳化沥青再生混合料）路用性能的影响,利用扫描电镜观察了水泥乳化沥青胶浆与水稳碎石再生集料界面的微观结构,分析了乳化沥青再生混合料的强度形成机理.结果表明：水泥对乳化沥青再生混合料劈裂强度、水稳性和疲劳寿命提高最大,消石灰矿渣粉次之,消石灰最小.乳化沥青再生混合料中除乳化沥青外,水泥或消石灰矿渣粉也具有明显的胶结材料的作用,但消石灰不具有胶结材料的作用.水泥和乳化沥青水化产生的水化产物,在提高水泥乳化沥青胶浆黏度的同时,能与再生集料上的旧水化产物直接黏结,增大乳化沥青再生混合料中水泥乳化沥青胶浆与再生集料界面的黏结强度.     

外加材料对乳化沥青冷再生混合料路用性能的影响

研究了水泥、消石灰和消石灰矿渣粉3种外加材料对乳化沥青冷再生混合料路用性能的影响.采用扫描电镜观察了掺水泥乳化沥青冷再生混合料中新旧胶浆界面的显微结构,分析了外加材料对乳化沥青冷再生混合料强度的改善机理.结果表明：水泥对乳化沥青冷再生混合料的劈裂强度、高温稳定性、水稳性和疲劳寿命提高作用最大,消石灰矿渣粉次之,而消石灰最小.水泥或消石灰矿渣粉产生的水化产物与乳化沥青相互交织形成新胶浆,新胶浆劲度模量与严重老化的旧(沥青)胶浆劲度模量差别不大,同时水化产物能在新旧胶浆之间起“桥梁”作用,这促进了新旧胶浆之间的受力协调,大大改善了新旧胶浆之间的黏结,从而极大地提高了乳化沥青冷再生混合料的强度性能和路用性能.     

水泥改善乳化沥青混合料的使用性能

研究了不同水泥掺量对乳化沥青混合料稳定度、抗压强度和抗压回弹模量、抗折强度和抗折回弹模量、高温稳定性、水稳性和低温抗裂性能的影响.使用扫描电镜观察了掺水泥前后乳化沥青胶浆及胶浆与集料界面微观结构的变化.结果表明:随着水泥掺量的增加,乳化沥青混合料的力学性能和路用性能明显提高;水泥水化产物与沥青胶浆形成的复合胶浆增大了沥青胶浆黏度,改善了胶浆与集料界面黏结情况,提高了乳化沥青混合料的使用性能.     

梯级粉磨制备铁尾矿矿渣基胶凝材料

运用梯级粉磨技术制备铁尾矿矿渣基胶凝材料(TSBC）,研究了梯级粉磨时间组合、材料配比和助磨剂对TSBC粉料粒度分布与浆体强度的影响,通过压汞、X射线衍射(XRD）和扫描电镜(SEM）研究了TSBC浆体的亚微观结构及水化产物,探讨了利用TSBC和铁尾矿砂制备活性粉末混凝土的可行性.结果表明：合理的梯级粉磨时间组合有利于TSBC粉料的颗粒分布宽化和亚微米级铁尾矿颗粒含量的增加,可改善TSBC浆体的孔结构和提高强度;材料配比主要通过影响TSBC的水化活性而影响浆体早期强度;掺入适量助磨剂使TSBC粉料粒径细化,增强组分的胶凝活性和填充效应,利于改善TSBC浆体的孔结构和提高强度;TSBC和原状铁尾矿砂可用于制备活性粉末混凝土.     

水泥与乳化沥青对冷再生强度的影响及作用机理

通过室内模拟试验揭示恒定环境条件下乳化沥青冷再生强度的发展状况,并研究了水泥和乳化沥青在不同时期对其强度的影响及贡献,借助环境扫描电镜等微观检测手段分析了水泥乳化沥青胶浆中的水化反应、乳化沥青破乳过程.结果表明:乳化沥青冷再生强度呈先快后慢且长期增长的趋势;水泥掺量越大,乳化沥青冷再生早期和后期强度越高;水泥可促进早期强度快速提升,破乳后的沥青提供主要的强度来源;乳化沥青用量存在最佳值,在该值早期和后期强度最大;乳化沥青虽然延缓了水泥的早期水化,但水泥可促进乳化沥青团聚破乳,其水化产物与破乳后的沥青形成加筋结构,从而使强度进一步提高.     

粉煤灰、矿渣对水泥水化热的影响

研究了不同水灰比硅酸盐水泥净浆的水化放热过程,以及用粉煤灰、矿渣粉配制成的混合水泥的水化放热过程,并研究了硅酸盐水泥和混合水泥的强度发展规律.试验结果表明:用粉煤灰、矿渣粉等量取代部分水泥,胶凝材料的水化热比硅酸盐水泥的水化热要低,但降低的幅度不完全与粉煤灰、矿渣粉的掺量成比例.单从降低胶凝材料水化热的角度看.掺粉煤灰的效果最好,掺矿渣粉的效果次之.强度试验结果表明,用粉煤灰和矿渣取代部分水泥的试件比同水灰比的水泥净浆试件的早期抗压强度小,但是后期强度增加快,从28 d强度看还是不及纯水泥净浆的强度.     

水泥乳化沥青混合料性能的影响因素

针对外界因素对乳化沥青混合料性能的不同影响,通过室内试验研究了成型工艺和结合料等因素对密级配水泥乳化沥青混合料力学性能的影响,并结合扫描电镜(SEM)分析了相关机理.结果表明:采用四步成型工艺制备的混合料其马歇尔性能指标最优.水泥、乳化沥青用量明显影响混合料力学性能,乳化沥青用量不变时,增加水泥用量,混合料稳定度、抗压强度和抗压模量、抗折强度和抗折模量均明显提高;水泥用量不变时,随着乳化沥青用量的增加,混合料相应性能指标降低;推荐水泥、乳化沥青用量分别为3%和8%(以集料质量计).结合料的影响机理总结为水泥加速乳化沥青破乳、水化产物改善浆体结构、提高浆体与集料界面黏结和乳化沥青延缓水泥水化等四个方面.     

水泥-双掺料胶凝体系碾压混凝土孔结构试验研究

将磨细水淬矿渣与石灰石粉按一定比例混合制成双掺料,利用扫描电镜、压汞测孔技术研究了水泥-双掺料胶凝体系水化硬化浆体的密实度和孔结构发展规律,同时进行大掺量双掺料碾压混凝土强度及抗渗性随龄期变化试验。结果表明,随着水化龄期的增长,双掺料与粉煤灰相似,具有优化浆体孔结构的作用,硬化浆体无害孔比例明显增加,浆体密实度改善,混凝土强度及抗渗性能均有显著提高。     

三异丙醇胺-碳酸钠协同激发矿渣-粉煤灰体系的力学性能和水化历程

碳酸钠激发矿渣-粉煤灰体系是一种弱碱激发的低碳胶凝材料,与强碱激发胶凝材料相比,具有更低的碳排放,但其早期水化活性差、强度发展缓慢。提出了采用三异丙醇胺(TIPA)加速体系离子溶出,进而促进胶凝材料体系水化及强度发展的技术思路。通过抗压强度测试,研究了TIPA对碳酸钠激发矿渣-粉煤灰体系力学性能的影响规律;通过水化热测试,分析了该体系的水化动力学过程;通过XRD、TGA等测试手段,分析了水化产物特征;通过SEM观测了硬化浆体的微观形貌,并讨论了离子溶出与pH值的变化规律。结果表明,掺0.03%TIPA可显著促进矿渣-粉煤灰体系的离子溶出,加速水化,提高其早期强度。     

钢渣粉取代矿渣粉配制水泥混凝土的试验研究

在采用矿渣粉和粉煤灰复掺的基础上,以钢渣粉等比例取代矿渣粉,研究钢渣粉对混凝土工作性能、抗压强度、劈裂抗拉强度、微观结构和水化产物的影响。结果表明,钢渣粉与矿渣粉复掺有利于提高混凝土的流动性、抗压强度和劈裂抗拉强度,掺钢渣粉混凝土微观结构致密,钢渣粉水化速度介于矿渣粉和粉煤灰之间。     

高性能混凝土配合比设计及力学强度试验研究

为提高混凝土的抗压强度和抗冲磨强度,通过不同配合比对普通混凝土进行试验分析。通过试验得出:石粉、灰土和钢渣对混凝土的抗压强度影响并不显著。随着石粉比例的增多,混凝土的抗压强度几乎无明显变化;随着灰土比例的增高,混凝土的抗压强度会出现降低趋势;而随着钢渣比例的增多,混凝土的抗压强度也会出现下降趋势,但影响较小;水灰比对混凝土的抗压强度的变化具有显著性,而砂率和用水量比例则对抗压强度的影响不大。当水灰比逐渐增大时,混凝土的抗压强度逐渐减小;砂率比例逐渐增大时,混凝土的抗压强度无明显变化;用水量比例增多时,混凝土的抗压强度会逐渐上升,但影响较小;石粉、灰土和钢渣对混凝土的抗冲磨强度影响并不显著。随着石粉比例的增加,混凝土抗冲磨强度增大,当石粉比例逐渐增加时,混凝土抗冲磨强度明显增大;随着灰土比例的增多,混凝土的抗冲磨强度减小,并且随着时间的增加,其强度减小趋势便更加明显;随着钢渣比例的增加,混凝土的抗冲磨强度下降,但影响不大。通过试验结果得出最佳混凝土配合比,并通过分析高性能混凝土与混凝土的微观特征得出:普通混凝土内部结构疏松并且有大量的孔洞、分布排列杂乱;而高性能混凝土内部结构较为密集,孔洞较少,高性能混凝土水化后,Ca和Si含量最多,而这两种元素能够形成稳定的结构,因此使得高性能混凝土抗压强度和抗冲磨强度提高。     

脱硫石膏矿渣粉在混凝土中的应用研究

本文从活性指数、水化热、XRD分析、混凝土坍落度、与外加剂适应性、抗压强度、耐久性能等方面系统研究了脱硫石膏矿渣粉在混凝土中的应用,结果表明:脱硫石膏作用机理主要是促进更多钙矾石的生成和加快早期水化反应速度。脱硫石膏对矿渣粉混凝土流动性影响不明显,但有利于提高矿渣粉混凝土的抗压强度和耐久性能。研究结果有利于脱硫石膏和矿渣粉两种废料在混凝土中应用,具有良好的经济、社会和环境效益。     

古建筑修复用熟石灰性能优化及机理研究

研究了矿渣、循环流化床锅炉燃烧脱硫灰(CFBC脱硫灰)和硅灰对熟石灰性能的影响及作用机理,并与理想的古建筑修复材料——强度等级为NHL2的天然水硬性石灰(简写为NHL2)进行性能对比,探讨了改性熟石灰用于古建筑修复的合理性.结果表明:由于火山灰反应及对熟石灰微观结构的影响,矿渣、CFBC脱硫灰和硅灰均可明显改善熟石灰的力学性能、防水性和耐候性;与NHL2相比,掺矿渣的熟石灰力学性能、防水性、耐候性和柔性均有所提高,掺CFBC脱硫灰的熟石灰性能优势较小,掺硅灰的熟石灰抗压强度和耐候性能较好,但防水性和柔性较差.在古建筑修复中,可利用质量分数为20%的矿渣作为熟石灰的添加剂.     

可再分散乳胶粉对钢渣砂砂浆性能的影响

通过试验,就可再分散乳胶粉(简称“乳胶粉”)掺量对钢渣砂砂浆的流动性、抗压强度、抗折强度、拉伸黏结强度和柔韧性的影响进行了研究.结果表明:随着乳胶粉掺量的增加,钢渣砂砂浆的流动性提高,抗压强度下降,早期抗折强度降低,28 d抗折强度提高,拉伸黏结强度大幅增加,柔韧性得到改善.由此可知,对于钢渣砂砂浆,可掺入一定量乳胶粉来提高其抗折强度,改善柔韧性,并大幅增加拉伸黏结强度.     

水泥石对废混凝土蒸压试样强度的影响

模拟废混凝土进行蒸压处理,研究了水泥石对蒸压试样强度的影响.结果表明,水泥石的存在显著提高了蒸压试样的强度.当水泥石量较少(＜12.5%)时,其蒸压试样强度随着水泥石量的增加而增加;水泥石量＞12.5%以后,其蒸压试样强度随着水泥石量的增加没有明显变化.由于普通混凝土的水泥用量按水化水泥量计算均超过12.5%,普通混凝土磨细制成蒸压试样的强度受废混凝土中水泥石量的影响很小.     

矿渣-钢渣发泡混凝土的制备及反应机理

为了实现高炉矿渣、转炉钢渣的高附加值综合利用,以水淬高炉矿渣和转炉钢渣为主要原料,加入少量的脱硫石膏、石灰和水泥熟料,通过铝粉发气制备发泡混凝土。测试了不同矿渣钢渣掺量制备的发泡混凝土制品3、7、28d的抗压强度和容重,并用扫描电子显微镜和X射线能谱仪分析了发泡混凝土制品养护过程中的水化产物和微观结构的变化。结果表明,钢渣掺量为30%、矿渣掺量为45%时,两者的协调性比较强,制品的抗压强度达到5.1MPa,绝干容重为625kg/m3;该凝胶体系中有钙矾石和C-S-H凝胶协同生成,且转炉钢渣的水硬活性明显低于水淬高炉矿渣。     

钢渣矿渣复合粉在商品混凝土中的应用研究

本文研究了钢渣矿渣复合粉取代矿渣粉作为商品混凝土掺合料,对混凝土工作性和抗压强度的影响。试验结果表明:采用复合粉取代矿粉对混凝土的工作性和抗压强度无不利的影响,采用复合粉取代矿渣粉作为混凝土掺合料具有良好的经济社会效益。     

The effect of slaked lime,anhydrous gypsum and limestone powder on properties of blast furnace slag cement mortar and concrete

Basic properties of blast furnace slag cement mortar and concrete are investigated by adding inorganic activators. The result of this research concludes that slag cement mixed with suitable activator agents such as lime, gypsum and limestone powder could accelerate the compressive strength and tighten pore structure at early age. The addition of activator into mortar and concrete containing slag cement produces superior properties, reduced shrinkage and less carbonation compared to mortar and concrete containing slag cement without the addition of activator. Consequently, there are possibilities for manufacturing blast furnace slag cement, which could compensate the weak properties at early curing age. When compared with ordinary Portland cement, this cement has superior characteristics for long curing age.     

高温后纤维矿渣微粉混凝土抗压强度

通过纤维矿渣微粉混凝土高温后的抗压试验,分析了温度、矿渣微粉置换水泥率、纤维类别和掺量、混凝土基体强度等级等对混凝土高温后抗压强度的影响.结果表明:随着温度的升高,高温后纤维矿渣微粉混凝土的抗压强度以及高温后与常温下抗压强度比均不断降低,且400℃后降低幅度急增;矿渣微粉、钢纤维和聚丙烯纤维的掺入在不同程度上提高了高温后纤维矿渣微粉混凝土的抗压强度.在试验研究的基础上,建立了考虑温度、矿渣微粉置换水泥率、钢纤维体积分数和聚丙烯纤维掺量共同影响的高温后纤维矿渣微粉混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度的计算模型,为纤维混凝土结构的抗火设计及灾后处理提供了理论依据.