水泥浆体早期的自收缩和干燥收缩

水泥浆体早期(<7 d)收缩行为已受到越来越多的关注,利用波纹管法测量自收缩,通过测量不同水灰比净浆的自收缩和干燥收缩来评价早期收缩.试验结果表明,与其他方法相比,波纹管法能直接准确地测量早期自收缩.养护1 d后测量初长为基准测量自收缩会忽略水泥浆体早期很大一部分自收缩,初凝后10 min开始测量较为合理.由于很多工程中实际养护条件不足,以养护3 d初长为基准测得的干燥收缩不能准确反映真实的早期干燥收缩.     

抑制水泥浆体早期自收缩的方法

水泥浆体早期自收缩已受到越来越多的关注,本文分别检验了掺减缩剂、膨胀剂和纤维抑制浆体3种样品早期自收缩的效果.试验结果表明,单掺钙钒石类膨胀剂对抑制早期自收缩作用不明显.单掺二元醇醚类减缩剂减缩效果最高可达80%,但强度随龄期增长而损失较大.在不需要浆体早期强度很高时,可以用二元醇醚类减缩剂和JM Ⅲ膨胀剂复掺来抑制浆体早期自收缩;在需要考虑浆体早期强度时,可以用二元醇醚类减缩剂和长度3mm的聚丙烯纤维复掺来抑制浆体早期自收缩.     

煤矸石对硬化水泥浆体早期自收缩的影响

研究了煤矸石对硬化水泥浆体早期收缩的影响。结果表明:在实验温度为20℃的封闭环境中,硬化水泥净浆的自收缩主要发生在消化初期,3D后试样的收缩趋于稳定;掺煤矸石后,硬化水泥浆体试样的自收缩显著增加。     

水泥浆体早期收缩的试验研究

开发了一套采用高精度LVDT位移传感器测定水泥浆体长度变化的仪器,并用该仪器对不同水灰比和不同混合材的水泥浆体的收缩行为进行了研究。结果表明,该仪器能够准确、连续地测量水泥浆体终凝后的自收缩和干燥收缩的发展过程。早期自收缩和干燥收缩随着水灰比降低而明显增加,在20℃相对湿度50%的环境下,水泥浆体的自收缩占干燥收缩的10%左右;掺粉煤灰可以少量降低水泥浆体的自收缩和干燥收缩,而掺入石灰石和矿渣则不同程度的增大了水泥浆体早期收缩率。     

高性能混凝土的自收缩

自收缩是混凝土初凝后水泥水化引起胶凝材料宏观体积的减少，不包括因物质的损失或侵入，温度的变化或外部力量引起的体积变形。无论水胶比的大小，只要在外界水无法满足胶凝材料继续水化时，自收缩可产生于任何混凝土中。具有低水胶比、高胶凝材料量或活性掺合料置换率较高的高性能混凝土，自收缩现象是非常显著的。     

矿物超细粉对水泥浆体化学收缩的影响研究

通过笔者自行设计的化学收缩测量装置分别对掺硅灰、磨细矿渣、超细粉煤灰的水泥浆体化学收缩进行了测定。结果表明，硅灰的掺入增大了水泥浆的化学收缩；磨细矿渣的掺入使水泥浆体的化学收缩稍有增长，但不十分明显；而超细粉煤灰则可以较好地抑制水泥浆体的化学收缩。对掺矿物掺合料的水泥浆体强度的测试结果从另一个角度论证了化学收缩是由水化引起的，即水化程度的大小反映了化学收缩的大小。     

矿物外加剂及测试方法对硬化水泥浆体自收缩值的影响

分别采用两种不同试验方法对比研究了单掺粉煤灰、硅灰和矿渣微粉这三种常用的矿物外加剂(即水泥混合材)对水泥浆体早期自收缩的影响。研究结果表明,单掺粉煤灰、硅灰和矿渣微粉后,硬化水泥浆体的自收缩值分别随其掺量的增加而减小、增大和增大。本文分析研究了这三种常用的矿物外加剂对硬化水泥浆体自收缩产生影响的原因,并对比分析了本试验采用的两种试验方法,发现波纹管法更能准确地测量水泥浆体的早期自收缩,参照现行行业标准JC/T313-1982测试无法正确地反映硬化水泥浆体更早期的收缩现象。     

粗骨料对高性能混凝土早期自收缩的影响

采用带数据采集系统的涡流位移传感器测量了砂率、针片状骨料含量和最大粒径不同的高性能混凝土的早期自收缩,同时采用热电偶测量了混凝土内部的温度变化.结果表明:骨料性能与含量的变化对高性能混凝土的早期自收缩有较大影响.高性能混凝土的早期自收缩随测试时间、砂率和针片状骨料含量的增加而增大,随骨料最大粒径的增大而减小.     

预湿水泥浆颗粒内养护材料对混凝土早期自收缩及抗压强度的影响

制备不同粒径和水灰比的水泥浆颗粒作为低水灰比混凝土内养护材料.以最佳内养护水灰比原则,设计了使用三种水灰比分别为0.6、0.7和0.8的同粒径水泥浆颗粒等体积取代砂子的混凝土.研究了不同水灰比水泥浆颗粒对混凝土早期自收缩、抗压强度和内部微结构的影响.结果表明:颗粒吸水率与其水灰比正相关、与其粒径负相关;预湿水泥浆颗粒可显著降低混凝土早期的自收缩,颗粒水灰比越大,自收缩降低效果越明显;但是掺入水泥浆颗粒也会降低混凝土的抗压强度,颗粒水灰比越高抗压强度降低越多,应用中应优化选择预湿颗粒的水灰比;水泥浆颗粒作为高性能混凝土内养护材料,可改善微观界面的孔隙结构,提高界面的密实性,减少混凝土早期的收缩和开裂.     

熟料细度对粉煤灰水泥浆体强度和自收缩的影响

通过实验室球磨机制备出比表面积分别为280m2/kg、370m2/kg和670m2/kg的3种水泥熟料,与不同掺量的粉煤灰配制成不同颗粒级配的粉煤灰水泥,并测试了粉煤灰水泥浆体的抗压强度、自收缩、孔隙率和显微结构。结果表明：提高熟料细度能在很大程度上降低粉煤灰水泥浆体的孔隙率并提高复合水泥浆体早期抗压强度;粉煤灰的掺入降低了水泥体系的自收缩,提高了粉煤灰水泥浆体的体积稳定性;粉煤灰水泥浆体背散射图像表明,提高熟料细度可显著减少粉煤灰水泥浆体中未水化的水泥颗粒含量,并在一定程度上减少未水化粉煤灰颗粒含量。     

Drying Shrinkage Mechanisms in Portland Cement Paste

The shrinkage mechanisms of portland cement paste were investigated from shrinkage, weight loss, and pore structure measurements using nitrogen sorption and mercury intrusion porosimetry (MIP). Thin samples (2.3 mm) of well-hydrated (165 d) pastes of 0.4 and 0.6 water-to-cement (W/C) ratios were dried directly from saturated surface dry state to 75%, 50%, 11%, and 0% relative humidity (rh). From equilibrium shrinkage vs calculated increase in surface free energy curves two active stress mechanisms were identified. The Gibbs-Bangham (surface free energy) effect is the major stress mechanism, which is active in the entire rh range investigated, whereas the capillary stress effect is active above 25% rh. From elastic modulus calculations it can be concluded that true Gibbs-Bangham shrinkage accounts for only 33% of total first drying shrinkage. Thus nearly 67% of first drying shrinkage may be due to a decrease in interlayer spacing caused by Gibbs-Bangham and capillary induced stresses. Further, nitrogen measures the true external surface area, and total external pore volume can be obtained from combined measurements using nitrogen sorption and MIP.     

掺减缩剂水泥浆体水化产物生成的定量计算

作为一种新型的化学外加剂,减缩剂通过降低水泥石孔溶液的表面张力,明显改善了水泥基材料的自收缩、塑性收缩及干缩,但其对水泥浆体水泥水化进程及水化产物生成的影响却缺少相应机理的研究.本研究以DSC-TG的测试结果为主要评价指标,结合扫描电镜下微观形貌分析,对不同养护条件下减缩剂对氢氧化钙及总化学结合水的量进行了计算,阐明了减缩剂对水泥浆体初始结构形成及不同养护条件下水泥结构发展的影响.     

高掺量橡胶集料水泥砂浆收缩性能研究

为研究高掺量橡胶粉与膨胀剂对水泥砂浆收缩性能的影响,在水泥砂浆中分别单掺10％、20％、30％(体积分数)的20目(0.83 mm)、50目(0.27 mm)橡胶粉和4％、7％、10％(质量分数)的膨胀剂,在此基础上进行正交试验,测试复掺橡胶粉及膨胀剂砂浆的自由收缩性能.结果 表明:单掺时,水泥砂浆的自由收缩率随橡胶粉粒径减小、掺量增大而减小;20目橡胶粉掺量在30％、50目橡胶粉掺量大于10％、膨胀剂掺量为4％时,自由收缩率显著降低;复掺时,影响自由收缩的主要因素是橡胶粉;28 d前膨胀剂对自由收缩的影响较为明显,高掺量橡胶粉补偿后期收缩的作用显著,且对同期膨胀剂有一定促进作用;膨胀剂发挥最佳补偿收缩作用的掺量为2％,这一结果为膨胀剂在干旱地区橡胶砂浆中的应用提供了依据.     

减缩剂预饱和轻骨料对水泥砂浆自收缩的影响及机理

使用内养护(IC)和减缩剂(SRA)是两种可有效降低水泥基材料自收缩的方法,但两者单独采用时存在明显不足.试验研究了减缩剂预饱和的轻骨料对水泥砂浆自收缩、强度、水化程度以及骨料一水泥石基体界面过渡区域的影响.结果表明:由于减缩剂降低溶液表面张力并增加溶液黏度,减缩剂溶液相比水从轻骨料中释放速率明显降低;与直接内掺减缩剂...     

矿物掺合料对水泥系统泌水性能的影响

通过研究矿物掺合料对净浆泌水性能的影响,探索利用适宜的掺合料解决新拌混凝土泌水.试验结果表明:矿物掺合料钢渣、粉煤灰和石灰石等量替代水泥时可以降低水泥系统的泌水,而含不同品种和不同掺量的矿物掺合料水泥系统泌水性能存在明显差异.     

高能球磨活化硬化水泥浆体的研究

研究了硬化水泥浆体的高能球磨机械力化学活化，借助于XRD、SEM和DTA等，测定了硬化水泥浆体的结构和力学性能随球磨时间的变化。试验结果表明，在球磨过程中．强烈的机械力作用首先使水泥石中的各水化物发生脱水作用。DTA测定结果证明，脱水程度随球磨时间的而增大，球磨至60min时，Ca(OH)2已完全脱水；同时，脱水温度随球磨时间而降低。进一步球磨使水化物的晶体结构发生严重的畸变和破坏，最终成为无定形态物质。球磨80min后粉体净浆的3d和28d抗压强度分别达28，33MPa和38．85MPa，说明硬化水泥浆体经高能球磨机械力活化后可重新作为胶凝材料使用。     

高钙粉煤灰硬化水泥浆体耐硫酸盐性的研究

研究了高钙粉煤灰对硬化水泥浆体耐硫酸盐性的影响。结果表明 :随浸渍龄期延长 ,高钙粉煤灰硬化水泥浆体的耐硫酸盐性一般变差 ;高钙粉煤灰硬化水泥浆体的耐硫酸盐性与硫酸盐溶液的种类、浓度有关 ;石膏掺量对高钙粉煤灰硬化水泥浆体的耐硫酸盐性也有影响     

纳米颗粒对新拌水泥浆体性能的影响

研究了单掺纳米SiO2、纳米粘土、纳米Al2O3、纳米CaCO3颗粒对新拌水泥浆体标准稠度用水量、凝结时间、流动性的影响。研究发现t纳米SiO2、纳米粘土、纳米Al2O3导致水泥浆体标准稠度用水量不同程度的增加,且纳米颗粒掺量越大标准稠度用水量越大;纳米颗粒使水泥浆体粘聚性增大,相同水胶比时掺入纳米颗粒使浆体流动性降低;纳米SiO2、纳米CaCO3、纳米Al2O3促进了水泥水化,使初凝和终凝时间提前,但纳米粘土表现出一定的缓凝作用。