磷石膏-熟料-粉煤灰道路基层水泥的生产与应用

研究不同磷石膏掺量对道路基层水泥凝结时间、强度以及体积变形率的影响,并对其在工程中的应用进行实践。结果表明:随着磷石膏掺量的增加,道路基层水泥的凝结时间明显延长,各龄期抗折和抗压强度呈现下降的趋势,累积膨胀率随着磷石膏掺量的增加而增大。通过试验路段施工发现,磷石膏-熟料-粉煤灰道路基层水泥能够很好地满足工程实践的要求。     

石膏对掺高钙粉煤灰水泥基材料力学性能的影响

试验研究了石膏对掺高钙粉煤灰的水泥水化的影响。结果表明,石膏可以促进掺高钙粉煤灰水泥基材料的水化,但也会导致其自由膨胀率增大,石膏掺量过大时还会使其早期强度下降,但对后期强度影响不大。在利用高钙粉煤灰作为水泥混合材料或混凝土掺合料时必须通过试验确定适宜的石膏掺量,以达到最佳的力学性能和好的体积稳定性。     

水泥-磷石膏基复合胶凝体系早期强度及体积稳定性研究

通过分析养护方法、水泥掺量等工艺参数或方法,研究了磷石膏复合胶凝材料早期强度及在不同环境条件下体积的变化规律。研究结果表明:掺加水泥不能有效提高复合胶凝材料的强度,反而会降低其早期强度;水泥掺量低于5%的水泥-磷石膏基复合胶凝材料在养护过程中呈现收缩性,而水泥掺量高于10%的复合胶凝材料呈现膨胀性,且在14d时收缩率达到最大,此后膨胀率逐渐降低。在湿度较大的养护环境中,水泥-磷石膏复合胶凝材料体积趋于膨胀;而在湿度较低的养护环境中,水泥-磷石膏复合胶凝材料体积趋于收缩。     

基于响应面法的可控低强度材料配合比优化研究

针对混凝土再生细骨料利用率不高的问题,可将再生细骨料用于制备可控低强度材料(CLSM),并利用响应面分析(RSM)为CLSM配合比设计提供一种新的方法。以水固比、聚羧酸减水剂掺量、水泥占胶凝材料比例(灰胶比)为试验因素,以流动度和泌水率的比值(流泌比)和28 d抗压强度为响应值,进行多指标优化。单因素试验表明,水固比和聚羧酸减水剂掺量提高会导致CLSM流动性和泌水率上升,而随着灰胶比提高CLSM流动度和泌水率呈逐渐减小的趋势。双响应面分析结果表明,水固比和灰胶比、减水剂掺量和灰胶比对流泌比交互作用显著,而各参数之间对28 d抗压强度的交互作用一般。最后,通过对两个响应值同时优化得到CLSM的最优配合比,经验证与实际基本一致,实现了对CLSM工作性能和抗压强度的多指标优化。     

渣土掺量对粉煤灰地聚合物力学性能的影响

研究了不同渣土掺量对粉煤灰地聚合物力学性能的影响并对试样的微观结构进行分析.研究结果表明:(1)当渣土掺量为0时,粉煤灰地聚物试样的28 d抗压强度可达到43.6 MPa,当渣土掺量为100％时,无法合成地聚合物;(2)粉煤灰地聚合物的抗压强度随着渣土掺量的增加而降低;当渣土掺量低于60％时,水化产物中N-A-S-H凝胶的含量随着渣土掺量的增加而降低,而C-S-H凝胶、钙矾石晶体和石膏晶体的含量随着渣土掺量的增加而增加;当渣土掺量高于60％时,水化产物中的C-S-H凝胶、N-A-S-H凝胶、钙矾石晶体和石膏柱状晶体的含量均随着渣土掺量的增加而降低,且抗压强度随着养护龄期的增加而降低.     

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.     

粉煤灰对脱硫石膏基砂浆物理力学性能的影响

研究了粉煤灰掺量变化对脱硫石膏基砂浆的稠度、体积密度、抗压强度、抗折强度、粘结拉伸强度、干燥收缩性能等物理力学性能的影响规律。结果表明,粉煤灰对脱硫石膏基砂浆物理力学性能具有显著影响,能使得脱硫石膏基砂浆稠度明显增大,新拌砂浆体积密度和硬化砂浆体积密度略微增大,抗压强度、抗折强度和粘结拉伸强度均显著提高;粉煤灰也能显著改善脱硫石膏基砂浆的干燥收缩性,降低干燥收缩率;且当粉煤灰掺量为20%~30%时,其对脱硫石膏基砂浆的上述物理力学性能改善效果最佳。     

硅酸盐水泥对脱硫石膏基砂浆物理力学性能的影响

研究了硅酸盐水泥掺量变化对脱硫石膏基砂浆的稠度、体积密度、抗压强度、抗折强度、软化系数、黏结拉伸强度、干燥收缩性能等物理力学性能的影响规律.结果表明,硅酸盐水泥能显著提高脱硫石膏基砂浆稠度,增大流动性,使得新拌砂浆体积密度和硬化砂浆体积密度略微增大;显著提高脱硫石膏基砂浆的抗压强度、抗折强度和软化系数,尤其是后期强度;能明显提高黏结拉伸强度,显著降低干燥收缩率,改善干燥收缩性能,甚至使得砂浆早期具有微膨胀特点;硅酸盐水泥在脱硫石膏基中的掺量宜控制在20％以内.     

再生骨料砂浆附着率及取代率对混凝土强度和干缩的影响

试验以不同取代率、不同水泥砂浆附着率为变量对C30再生混凝土的强度及干燥收缩耐久性能进行了试验研究.通过与普通混凝土试验相对比,探究砂浆附着率对再生混凝土强度及干燥收缩性能的影响.结果表明,再生粗骨料取代率相同时随着砂浆附着率的增加,C30混凝土的抗压强度也呈下降趋势;再生粗骨料砂浆附着率相同时随着再生粗骨料取代率的增加,C30混凝土的抗压强度也会略有降低.当采用同一种砂浆附着率再生粗骨料时,随着再生粗骨料取代率的增加混凝土的干燥收缩也会增大;再生粗骨料取代率相同时砂浆附着率越大,混凝土干燥收缩长度变化率也会变大.     

不同掺量废弃陶瓷混凝土的坍落度和强度试验研究

本文以陶瓷废弃物中的陶质制品和瓷质制品作粗骨料,对不同取代率的陶瓷混凝土的配合比及其立方体抗压强度进行了试验研究,结果表明:水灰比相同时,不同掺量的瓷质混凝土和陶质混凝土抗压强度均能满足同一设计等级普通混凝土的强度要求;陶质混凝土坍落度与普通混凝土接近,瓷质混凝土坍落度随着瓷质粗骨料掺量的增加而增大。     

钢渣-杂填土基层材料的性能研究

将钢渣、矿渣微粉与废弃混凝土碎料混拌制备钢渣-杂填土基层,并对其性能开展研究。体积安定性试验表明,矿渣微粉具有明显抑胀作用,掺入50%(质量分数,下同)钢渣、50%杂填土以及外掺钢渣质量30%矿渣微粉的试件的10 d高温水浴膨胀率仅为1.32%,而未掺矿渣微粉的试件3~5 d膨胀率均超过2%限值。7 d无侧限抗压强度和28 d劈裂强度正交试验表明:7 d无侧限抗压强度、28 d劈裂强度影响因素大小顺序为钢渣、水泥掺量、混凝土碎料占比、土壤固化剂;各组试件中7 d无侧限抗压强度、28 d劈裂强度最大值分别为12.41 MPa、2.24 MPa;钢渣-杂填土基层最佳配比为50%钢渣、50%杂填土(m(混凝土碎料)∶m(素土)=6∶4),外掺钢渣质量40%的矿渣微粉、5%水泥、0.018%固化剂,此时试件具有良好的水稳定性。强度影响因素试验表明,矿渣微粉对试件强度的增幅影响最大。X射线衍射及扫描电子显微镜分析表明,在矿渣微粉和土壤固化剂的作用下,钢渣中f-CaO被有效消解,团聚体与混凝土碎料、钢渣颗粒的密实包裹阻止了内部水分的挥发和外部自由水的侵入,既保证了钢渣-杂填土基层的强度,又有效抑制了膨胀。     

实验参数对固废基发泡混凝土试块性能的影响研究

以超细粉煤灰和钢渣超微粉为主要原料,配加少量水泥和铝粉发泡剂制备发泡混凝土试块.实验系统考察了不同水灰比、发泡剂掺量、发泡温度对发泡混凝土试块的绝干密度、抗压强度、吸水率和孔隙率的影响.结果表明,铝粉发泡剂掺量从1‰增加到7‰,所得试块的绝干密度和抗压强度分别降低36％和84％;而对应的吸水率和孔隙率增加幅度分别高达79％和30％.水灰比从0.65增加到0.95,所得试块的绝干密度和抗压强度分别降低26％和82％;而对应的吸水率和孔隙率均出现"先增后减"趋势,其中吸水率增加幅度为34％,降低幅度为24％;孔隙率增加幅度为18％,降低幅度为9％.发泡温度从25 ℃增加到90 ℃时,试块的绝干密度和抗压强度整体上呈"先降后升"趋势,绝干密度降幅约为30％,升幅约为60％;抗压强度降幅为50％,升幅高达140％.优化后的实验条件为:铝粉掺量1‰～3‰、水灰比65％～75％、发泡温度40 ℃左右.试块抗压强度与绝干密度随制备条件变化幅度不一致,这说明有可能通过制备工艺优化获得"高强度、低密度"的发泡混凝土产品.     

高强石膏3D打印浆体材料的制备与性能研究

使用预先混合的高强石膏浆体材料进行3D打印的工艺具有制品强度高、打印周期短等优点,但仍存在石膏初凝时间过短、浆体可堆叠性不足等问题。在此基础上研究了植物蛋白类缓凝剂和多聚磷酸盐缓凝剂对材料抗压强度、流动性和可打印时间的影响,并研究了增塑剂羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)对浆体流变性能和3D打印构件体积稳定性的影响。结果表明,两种缓凝剂对石膏水化的延缓机理不同,植物蛋白类缓凝剂可以延长流动度的稳定时期,多聚磷酸盐缓凝剂则不能很好地增加可打印时间,浆体在初凝前8~12 min就已失去流动性。HPMC的加入可显著提升浆体材料的表观粘度和屈服应力并消除缓凝剂造成的泌水现象,但对塑性粘度增幅不大,且会降低材料的抗压强度。高HPMC掺量下的高强石膏3D打印构件的体积稳定性较好,在0.020%(质量分数)植物蛋白类缓凝剂和0.60%(质量分数)HPMC掺量下3D打印构件的体积变形率为0.09。     

粉煤灰对再生骨料混凝土抗压性能影响研究*

研究用破碎、筛分处理后的建筑垃圾作为混凝土的粗骨料，代替天然粗骨料配制C20级再生混凝土，测试其抗压强度是否满足混凝土正常使用标准。再生骨料的取代率设计为0，35%，65%，100%，每个取代率做3组试件共24组试件，进行了混凝土的抗压强度试验，并探讨掺入粉煤灰对其抗压强度的影响。试验结果表明：C20级再生混凝土的抗压强度会随再生骨料取代率的增大而降低，粉煤灰可以减少水泥用量但对抗压强度影响不大。     

Effect of fly ash–gypsum blend on porosity and pore size distribution of cement pastes

Abstract

Abstract

This paper reports results on the porosity and pore size distribution (PSD) of cement paste containing simulated desulphurised waste (SDW). The SDW was chosen due to the variability in chemical composition of real desulphurised waste. The SDW is a combination of fly ash and gypsum. The content of fly ash in the SDW changed from 0 to 100% by weight. The water to binder ratio was 0·5. The binder consists of cement and SDW. Cement in the pastes was partially replaced with 25 wt-% SDW. The porosity and PSD of cement pastes at 28 days of curing is reported. Increasing amount of gypsum does not seem to greatly change the pore volume; however, there is tendency of obtaining coarser pore structure in the presence of gypsum. The compressive strength increases with increasing amounts of gypsum. Correlation between strength and PSD is conducted.     

矿物掺合料对UHPC性能的影响

传统超高性能混凝土(UHPC)的硅灰用量一般都比较高,导致其制作成本较高,而且自收缩比较大,对实际工程应用造成了一定的影响。本文用粉煤灰和矿粉部分或全部替代硅灰制备UHPC,并对其工作性能、力学性能、自收缩及孔结构特征进行了试验研究。结果表明:采用粉煤灰或矿粉替代硅灰可以改善UHPC拌合物的流动性,替代率越高,拌合物的流动度越大;当采用粉煤灰或矿粉替代50%(质量分数)硅灰时,在标准养护下,对28 d抗压强度的影响较小,而在高温蒸养下,则会导致28 d抗压强度下降,当替代率达到100%(质量分数)时,无论是标准养护还是高温蒸养,都会显著降低28 d抗压强度;采用粉煤灰或矿粉替代硅灰能降低细孔的占比,增大孔径,减少自收缩,且粉煤灰对于自收缩的抑制效果优于矿粉。     

CFB灰渣抹灰砂浆的组成设计与性能研究

为了提高抹灰砂浆的强度和体积稳定性,研究了水泥用量和灰渣比(循环硫化床(CFB)飞灰和CFB炉渣的质量比)对CFB灰渣抹灰砂浆2 h稠度损失率、抗压强度和体积稳定性的影响,并采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪对砂浆的微观形貌、元素分布和物相组成进行测试表征。结果表明,当水泥用量为5%、8%、12%(质量分数)时,CFB灰渣抹灰砂浆分别达到抹灰砂浆M10、M15、M20的强度等级。当胶凝材料用量一定时,随着水泥用量增大,砂浆2 h稠度损失率减小;当水泥用量一定时,随着灰渣比增大,砂浆2 h稠度损失率增大,膨胀效应减弱。CFB灰渣抹灰砂浆中生成的膨胀性钙矾石有效填充了颗粒之间的孔隙,从而提高砂浆的强度和体积稳定性。     

矿粉气泡混合轻质土组成设计及性能试验研究

通过正交试验提出了用于路基换填的矿粉气泡混合轻质土配合比设计参数,并研究了当水胶比在0.5~0.6范围内时胶凝材料用量、矿粉掺量、水胶比对其抗压强度的影响规律,进一步通过系统试验对其干缩和抗冻性进行了研究。结果表明：矿粉气泡混合轻质土的初步配合比为：水泥∶矿粉∶发泡剂∶水=1∶0.54∶0.03∶0.85;对气泡混合轻质土抗压强度影响的顺序大小为：胶凝材料用量>矿粉掺量>水胶比;随水胶比增大,其各龄期干缩率先增大后减少再增大,水胶比0.55的干缩率最小,而其冻融循环后的抗压强度损失率先增大后减小,水胶比0.6的抗压强度损失率最小;随矿粉掺量增加,其各龄期干缩率先减小后增大,矿粉掺量35%的干缩率最小,而其冻融循环后的抗压强度损失率逐渐增大,矿粉掺量15%的抗压强度损失率最小。     

不同影响因素下粉煤灰再生保温混凝土力学与导热性能分析

制备了粉煤灰再生保温混凝土,分析了其抗拉压强度和导热性能随再生骨料替代量、粉煤灰掺量、玻化微珠掺量和水胶比等因素的变化规律。研究成果表明:粉煤灰再生保温混凝土的抗压和抗拉强度随再生骨料取代量和水胶比的增大而呈指数衰减式减小,随粉煤灰掺量和玻化微珠掺量的增大是先增大而后减小;粉煤灰再生保温混凝土的导热性能随再生骨料取代量、玻化微珠掺量和水胶比的增大而减小,随粉煤灰掺量的增大则先增大而后减小。