养护湿度对混凝土内氯离子传输的影响

为得出早期养护湿度对混凝土内腐蚀介质传输的定量影响,以氯盐侵蚀为例,从水化度及孔隙率角度分析了混凝土养护湿度与氯离子扩散系数之间的相互关系,建立了不同养护湿度下氯离子扩散系数的计算模型.对制作的普通混凝土及掺纤维混凝土试件采用不同湿度进行养护,然后将试件在Na Cl溶液中分别浸泡60 d和180 d,测试得到的氯离子质量分数表明,早期养护湿度越大,混凝土的表观氯离子扩散系数越小.相对于正常浇水养护,饱水养护可降低氯离子扩散系数10%~20%,而不养护将使氯离子扩散系数增大14%~29%.纤维的加入能减弱不正常养护对混凝土耐久性的影响.最终利用试验数据回归得出了模型中不同材料所对应的参数,给出了不同湿度养护后混凝土的表观氯离子扩散系数计算公式.     

快速失水条件下纤维素醚改性水泥浆体水化规律

以泡沫混凝土为高吸水性基体,研究了薄层纤维素醚改性水泥浆体在快速失水条件下的水化规律.从水泥浆体表面至与基体界面处,将水泥浆体平均分为3层,利用失水速度、含水率、XRD、FTIR和TG-DSC-DTG等测试方法对每层6h、12 h、1d和3d的试样进行分析.结果表明:水化时间小于6h时,各层水泥浆体快速失水,只在第2和第3层中检测到Ca(OH)2的特征衍射峰.当水化时间大于12 h时,失水速度显著降低,在3层水泥浆体中均可检测到Ca(OH)2的特征衍射峰,且从浆体表层至与基层界面处,水化产物衍射峰的强度不断增大,水化产物C-S-H凝胶中硅氧四面体的聚合态发生变化.随着水化时间延长,水化产物Ca(OH)2的衍射峰和振动峰不断增强.     

矿物掺和料对混凝土抗渗和抗碳化性能影响的研究

通过试验,研究了不同标准养护时间和湿度下,矿渣粉替代粉煤灰比例对混凝土吸水率、氯离子渗透系数和不同碳化龄期碳化深度的影响.试验结果表明,养护时间越长,养护湿度越大,混凝土的抗渗性能和抗碳化性能越好;随着矿渣粉替代比例的增多,混凝土抗渗性能和抗碳化性能逐渐增强,当替代比例超过60%时,混凝土的抗渗性能和抗碳化性能会得到明显改善;碳化深度和吸水率之间有较好的线性相关性,当矿渣粉替代比例超过40%时,回归系数k值会明显减小.所以,矿渣粉替代粉煤灰比例不宜小于60%.     

磷铝酸盐水泥混凝土表面透气和吸水性能研究

研究磷铝酸盐水泥混凝土表面透气和表面吸水性能,利用XRD,MIP和交流阻抗分析对混凝土水化产物物相组成、孔结构特性和电性能进行了分析.结果表明:磷铝酸盐水泥混凝土具有较佳的表面性能,其表面抗透气和吸水性能优于普通硅酸盐水泥.养护28 d的磷铝酸盐水泥混凝土表面透气为1.37×10-2 Ln(P)/min,表面吸水系数为4.56×10-9 m3/min0.5.这是由于PAC和PC属于不同体系,其水化生成物和反应机理不同造成的.与PC相比,PAC具有快硬、早强特性,生成大量的水化产物相互交联形成的致密三维网络结构,连通孔的数量较少,结构较致密.随着养护时间的增加,PAC透气和吸水系数随之减小,这是由于不断生成的水化物填充内部孔隙,提高结构致密度造成的.     

低水胶比条件下水泥基复合材料的微结构形成机理

超高性能水泥基复合材料(UHPCC)由于其水胶比极低,水化进程明显与普通混凝土不同,故采用多种分析测试手段以期揭示其水化过程及微结构形成机理。结果表明,低水胶比条件下的UHPCC材料水化反应一直持续进行,随着养护龄期的延长,火山灰反应消耗了Ca(OH)2,孔隙率得以进一步降低(4%以下),界面得到强化。纳米力学性能测试分析表明,UHPCC材料存在大量未水化的水泥颗粒,且绝大部分水化产物为UHD C-S-H凝胶,未发现类似普通混凝土材料中的LD C-S-H凝胶,存在少量的HD C-S-H凝胶,且未水化水泥颗粒被水化产物UHD C-S-H凝胶紧密包围,不会对后期的耐久性能产生过多影响,因此UHPCC才显示出优异的力学性能和耐久性能。     

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、28 d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5.1 MPa,绝干容重为625 kg/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.     

碱激发免蒸压加气混凝土的研究

对碱激发磷渣制备免蒸压加气混凝土进行了研究,讨论了粉煤灰掺量、碱含量、水玻璃模数、养护制度等因素对加气混凝土发气速度、稠化速度及容重、强度等性能的影响。并使用SEM、XRD等手段对水化产物进行了微观分析。研究结果表明激发剂的碱含量是影响加气混凝土性能的主要因素,同时在水玻璃模数为1.2、碱含量为6%和60℃蒸汽养护的条件下可以制备出28 d强度高达11.9 MPa容重为806 kg/m3的加气混凝土。     

超缓凝剂对硅酸盐水泥砂浆性能的影响

目的为配制一种新型有机复合超缓凝剂，研究不同掺量及养护条件下其缓凝效果和硬化机理．使之可有效地应用于大体积混凝土及缓黏接预应力混凝土工程中．方法利用XRD和SEM等微观手段，对掺入超缓凝剂水泥砂浆的缓凝性能进行了测试和表征．结果超缓凝剂在不同养护条件下，可使水泥水化“休眠”20～40d，“休眠”结束后能迅速水化而结构不发生变化．XRD图谱表明并未发现异常水化物产生；SEM图像表明，掺超缓凝剂的水泥硬化结构更加致密．结论在标准养护条件下，掺量0．035％的超缓凝剂可使水泥水化“休眠”34d，“休眠”结束后59d可达空白试件28d强度．随养护温度增加和超缓凝剂掺量的降低，水化“休眠”期降低．超缓凝剂并未使水化产物发生本质变化，其耐久性应是可靠的．     

高地温隧洞对喷射混凝土性能影响的研究

针对奇热哈塔尔水电站引水隧洞在不同洞段温度和湿度相差较大,对喷射混凝土的性能产生不同程度的影响的问题,通过模拟试验方法,模拟现场不同温湿度环境,采用浇筑法混凝土和喷射法混凝土两种对比实验,对试块养护、试压,并从微观上分析温湿度对混凝土试块的影响,高温环境养护的试块可以提高混凝土的前期强度,同时也能促进混凝土内部的水化反应。     

重晶石粉对防辐射超高性能混凝土性能的影响

超高性能混凝土具有高密实度、超高强度和高韧性的特点,是建设超高强射线屏蔽建筑的理想材料,掺入少量重骨料后表观密度较小,且其胶凝材料用量高,水化放热大。因此,采用重晶石粉取代部分胶凝材料(替代粉煤灰微珠体积比例为0%、10%、20%、30%、40%)制备了防辐射超高性能混凝土。结果表明,随着重晶石粉取代粉煤灰微珠量的增加,混凝土工作性能和力学性能逐渐降低,表观密度逐渐增加,水化放热量先增加后逐渐降低,水化放热量在取代量为10%时达到最大,3d的水化热值为139.526J/g。综合考虑,推荐重晶石粉取代粉煤灰微珠量为20%,坍落度/扩展度达到255mm/620mm,表观密度为2 660kg/m~3,28d抗压强度135.4MPa,28d抗折强度25.9MPa,3d的水化放热量为121.650J/g,长期耐久性能良好,~(137) Cs放射源(0.662MeV)线性吸收系数为0.182cm-1,预湿高钛重矿渣砂的内养护作用促进了周围水泥浆体的水化,从而加强了界面过渡区,显著提高了多孔集料制备的UHPC的力学性能和耐久性能。     

固硫灰免蒸压加气混凝土性能影响因素的研究

利用循环流化床燃煤固硫灰制备了免蒸压无水泥加气混凝土,并对影响其性能的因素进行了研究。讨论了石灰掺量、激发剂掺量、料浆初始温度、养护制度、固硫灰细度、铝粉掺量等因素对无水泥固硫灰免蒸压加气混凝土性能的影响;并使用SEM和XRD等手段对制品的水化产物进行了形貌和矿物成分分析。研究结果表明:激发剂掺量是影响加气混凝土性能的主要因素;在生石灰掺量为12%,激发剂掺量为2.1%和60℃蒸汽养护1d的条件下,可以制备出容重为705kg/m3,强度达5.44MPa的无水泥固硫灰免蒸压加气混凝土。     

碱渣复合胶凝材料制备无熟料混凝土

碱渣作为氨碱法制备纯碱过程中产生的固体废弃物,目前无较好的大规模处理利用方法.本文以最大限度利用碱渣为目的,利用碱渣、矿渣、钢渣和脱硫石膏为复合胶凝材料,铁尾矿砂和废石为骨料制备无熟料混凝土.胶凝材料中碱渣掺量30%、矿渣45%、钢渣15%、脱硫石膏10%时,无熟料混凝土的28 d抗压强度可达38.33 MPa.通过XRD、SEM-EDS、TG-DSC和IR等表征方法研究了复合胶凝材料体系的水化产物及水化过程,结果表明该复合胶凝材料的水化产物主要为C-S-H凝胶、钙矾石（AFt）和 Friedel盐（FS）.对碱渣、矿渣、钢渣和脱硫石膏4种固废之间的协同反应机理进行分析,阐述了水化产物的生成过程.对全固废混凝土做耐久性分析发现,混凝土抗冻性及抗碳化性能良好,但干燥收缩性能和抗硫酸盐侵蚀性能不佳.分析了碱渣无熟料混凝土的制备条件、应用方向和应用前景,为固体废弃物的无害化和资源化利用提供科学依据.     

硅灰-粉煤灰-废石粉对透水混凝土性能的影响

采用硅灰、粉煤灰、废石粉单掺及三元复合等质量代替部分水泥, 研究其对透水混凝土力学性能、透水系数及砂浆流动性的影响。结果表明: 随着硅灰掺量增加, 砂浆流动度先增加后减小, 透水混凝土强度逐渐增大, 透水系数先减小后增大, 当硅灰掺量超过6%时, 强度不再增加, 透水系数增大, 砂浆流动度 下降; 随着粉煤灰掺量的增加, 砂浆流动度不断增加, 透水混凝土强度与透水系数不断降低, 单掺粉煤灰时, 掺量不宜超过10%; 随着废石粉掺量的增加, 透水混凝土的抗压强度先增加后减少, 透水系数一直减小, 在掺量为 15%时强度最高。硅灰-粉煤灰-废石粉三元复合体系中, 掺6%硅灰、10%粉煤灰、10%废石粉的透水混凝土, 砂浆流动度为162mm, 28d 强度达到38. 4 MPa, 透水系数达到 4. 4 mm/ s。SEM 分析发现, 三元复合体系主要水化产物有水化硅酸钙凝胶和板状氢氧化钙, 还有少量针状钙矾石, 各水化产物之间连接较好, 浆体密实,水化产物发育较好, 浆体水化较完全。     

高温对水泥石结构和性能的影响及机理分析

采用空气养护、水中养护(标准养护)两种养护方式和0.35,0.45,0.55三个水灰比模拟通用C30混凝土结构中的不同位置(表面、水泥浆体和界面区),利用DSC、XRD和SEM等测试分析方法,研究其在火灾发展的不同阶段(20℃,100℃,200℃,300℃,400℃,500℃,600℃,700℃)强度、水化产物和微观结构的变化.结果分析表明,在相同养护条件和冷却方式下,水泥石的强度随水灰比的降低而增加,不同水灰比水泥石的强度随灼烧温度变化趋势类似;水灰比相同时,水中养护的水泥石强度比空气养护的水泥石的强度大、抗高温破坏性能好;水泥石结构在高温下破坏的极限温度范围在500℃~550℃,主要受水泥石中C-S-H凝胶、Ca(OH)2等水化产物在高温下分解程度影响.     

超强吸水聚合物在砂浆与混凝土中的应用研究

内养护是解决高性能混凝土自收缩过大的有效措施.试验采用一种具有超强吸水性的聚合物材料(SAP)吸水后对混凝土进行内养护.结果表明,超强吸水聚合物能够显著降低混凝土的自收缩变形.当因水泥水化导致水泥石内部湿度降低而影响水泥水化时,聚合物材料可释放出所蓄水分,为水泥的进一步水化提供水源,延缓水泥的自干燥进程.加入SAP后,混凝土的工作性尤其是保水性能够得到明显改善.混凝土硬化后SAP在混凝土内部留下形状相对规则的封闭孔,这使混凝土强度有一定程度的降低,     

养护条件对再生混凝土抗压与收缩性能的影响研究

为研究不同养护条件下全再生粗骨料再生混凝土的抗压性能和收缩性能,试验采用了薄膜覆盖养护、干湿循环养护和浸水养护3种养护条件,在这3种养护条件下进行了1、3、7、14、28、45、60、90和120d的再生混凝土抗压强度与收缩性能研究。结果表明:在3种不同的养护条件下,随着养护龄期的增长,再生混凝土的抗压强度和收缩应变不断增加。7 d时再生混凝土抗压强度在3种养护条件下区别不明显,14 d时薄膜覆盖养护和浸水养护与干湿循环养护的抗压强度相比分别降低了8.7%和14.2%;3种养护条件下再生混凝土90 d时的收缩应变均趋于稳定,120 d时薄膜覆盖养护较干湿循环养护的收缩应变增加了11.18%,浸水养护呈现湿胀现象。     

矿物掺合料对蒸压加气混凝土力学性能的影响

为提高蒸压加气混凝土砌块的抗压强度，改善制品气孔结构和优化性能，通过讨论钙硅比确定了粉煤 灰蒸压加气混凝土的基本配合比，在此基础上，用硅灰、矿渣两种掺合料等量取代粉煤灰，研究了蒸压加气混 凝土的抗压强度、气孔结构、XRD、SEM。研究结果表明，当掺加 5%的硅灰时，蒸压加气混凝土的绝干容重为 670kg/m3，强度高达 9.72MPa，增加了 16.27%；当掺加 5%的矿渣时，蒸压加气混凝土的绝干容重为 690kg/m3， 强度高达 9.38MPa，增加了 12.2%。蒸压加气混凝土的主要水化产物为水化硅酸钙、托贝莫来石、水石榴子石 以及未反应完全的二氧化硅。     

高温后碳纳米管混凝土力学性能及细观结构变化

为了探究多壁碳纳米管（MWCNTs）对高温后混凝土力学性能和细微观结构的作用机制,采用单轴压缩、计算机断层扫描（X-ray CT）和电镜扫描（SEM）对高温后MWCNTs增强混凝土的抗压强度、孔径、孔隙率、微观形貌及水化产物的变化趋势进行试验研究.结果表明,高温后MWCNTs增强混凝土强度损失比普通混凝土降低了11.15%～27.60%;MWCNTs的填充和桥接作用可以阻碍并延缓混凝土内部裂缝的扩展,并对600℃以下混凝土内部孔隙网络的形成具有有利影响.分析冷却方式对混凝土性能的影响发现,浸水冷却引发强烈的热冲效应导致混凝土的性能急速下降,短时间的喷淋冷却有利于高温后混凝土性能的恢复,混凝土试样在空气中自然冷却的损伤程度介于上述两者之间.     

蒸压加气混凝土性能比较及微观分析

研究3种不同蒸压加气混凝土产品性能之间的差异,从而对加气混凝土的选用起到指导作用。通过对不同种类蒸压加气混凝土进行性能测试、X射线衍射分析及SEM微观观察,研究其力学性能、收缩性能、抗冻性能和水化产物,并分析其性能差异。结果表明:3种加气混凝土的力学性能、收缩性能不存在显著差异;砂加气混凝土的抗冻性能优于其它两种加气混凝土;3种加气混凝土的主要水化产物均为托勃莫来石,但是晶相形态存在差异。     

养护方式对再生混凝土抗碳化性能的影响

通过实验室加速碳化试验,研究了养护方式和再生粗骨料取代率对混凝土抗碳化性能的影响。结果表明,在其他条件不变的情况下,养护剂养护下混凝土的碳化深度最小,洒水养护和覆膜养护下混凝土的碳化深度依次增大。混凝土碳化深度随再生粗骨料取代率的增加而增大,与普通骨料混凝土相比,再生粗骨料取代率为50%的混凝土部分碳化区尺寸和碳化前沿深度分别增大了7.5%和23.7%,而再生粗骨料取代率为100%的混凝土两者分别增大了21.3%和55.3%。通过吸水特性试验分析了养护方式及再生骨料取代率对混凝土抗碳化性能的影响机理,结果表明,养护剂养护下的混凝土毛细吸水系数最小,洒水养护和覆膜养护下混凝土的毛细吸水系数依次增大;混凝土毛细吸水系数随再生粗骨料取代率的增加近似呈线性增大。