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。     

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。     

温度对补偿收缩复合胶凝材料水化放热特性的影响

采用等温量热法,测定了在低水胶比条件下,不同组成的补偿收缩复合胶凝材料在不同水化温度时的水化放热曲线,探讨了在接近实际结构内部环境时补偿收缩复合胶凝材料的水化特性.在25℃,水胶质量比为0.3的条件下,硫铝酸盐型膨胀剂会抑制复合胶凝材料的正常水化,使其水化放热速率迅速降低,总放热量大幅度减小.提高水化温度消除了膨胀剂对于复合胶凝材料水化反应的抑制作用.在45℃时,掺加膨胀剂的复合胶凝材料的最大水化放热速率和96 h总放热量与纯硅酸盐水泥相当或更高.适当提高水化温度促进了矿物掺和料的水化反应,使得补偿收缩复合胶凝材料的水化硬化过程与膨胀剂效能发挥时间更好地匹配.     

氧化镁膨胀剂对混凝土长期体积变化的影响

观察了外掺不同活性、不同剂量氧化镁膨胀剂混凝土的限制膨胀率曲线,并结合混凝土强度发展和绝热温升特性,补偿收缩胶砂试件的限制及自由膨胀率,分析了不同活性氧化镁膨胀剂的补偿收缩特性。结果表明:适量掺加氧化镁膨胀剂对于补偿收缩混凝土的强度发展基本没有影响,但导致混凝土的温升值较大,温升开始时间延迟。在氧化镁膨胀剂的常用掺量为6%~8%时,导致混凝土的绝热温升增加值约为3~4℃。氧化镁膨胀剂的活性越低,用其制备的补偿收缩混凝土的早期膨胀率越小,但最终膨胀量越大,膨胀稳定期出现越晚,采用"S"型膨胀剂时直到140 d膨胀仍未停止,因而容易造成混凝土结构的后期安定性不良。实际应用时应尽量选用高活性、大掺量的氧化镁膨胀剂,掺量宜控制在6%~8%。     

矿渣-钢渣复合水泥的性能研究

试验利用矿渣和钢渣作为配制复合水泥的辅助性胶凝材料,研究了矿渣、钢渣细度和复合比例对复合水泥强度的影响,并从颗粒堆积和复合胶凝效应的角度探讨了矿渣-钢渣在复合水泥中的作用机理。试验结果表明：在矿渣与钢渣组成的复合体系中,矿渣细度决定了复合水泥的强度,矿渣越细,复合水泥强度越高;在辅助性胶凝材料掺量一定的情况下,矿渣占的比例越高,复合水泥的强度越高;在适宜的复合比例下,用矿渣和钢渣混合配制的复合水泥28d抗压强度高于纯水泥的28d抗压强度。     

水胶比和粉煤灰掺量对补偿收缩混凝土自收缩特性的影响

通过测定基准混凝土和补偿收缩混凝土的自收缩,研究添加硫铝酸钙–氧化钙类膨胀剂的补偿收缩混凝土的自收缩特性,以及水胶比和粉煤灰掺量对于膨胀剂补偿效果的影响。结果显示:在前20h内硫铝酸钙–氧化钙类膨胀剂因为没有足够的强度约束而无法对混凝土自收缩产生补偿作用,在20～168h龄期内膨胀剂开始发挥补偿作用,自收缩减小。膨胀剂对自收缩的补偿效率受水胶比和粉煤灰掺量的影响很大,水胶比越大,膨胀剂对混凝土自收缩的补偿效率越高;粉煤灰掺量越大,膨胀剂的补偿效率越高。水胶比为0.34,粉煤灰掺量为45%时,适当掺量(6%)的膨胀剂产生的膨胀可以补偿全部的自收缩,使混凝土在30h后持续保持膨胀变形。     

脱硫石膏在水泥-粉煤灰-矿渣粉复合胶凝体系普通干混砂浆中的应用研究

本文针对水泥-粉煤灰-矿渣粉复合胶凝体系配制的干混砂浆早期和后期强度较低的难题,选取粉煤灰、矿渣粉两者单掺或复掺取代水泥率为70%的复合胶凝体系,研究脱硫石膏(FGD)对该体系活性的改进效果.结果表明:掺加一定量的FGD对水泥-粉煤灰-矿渣粉复合胶凝体系活性的改进效果明显,能明显提高该体系的早期和后期抗压强度和拉伸粘结强度,且能使胶凝体系的收缩降低10%以上;通过XRD和SEM、孔结构微观分析表明:FGD对粉煤灰或矿渣粉起到了硫酸盐和碱性激发的双重作用,且对水泥水化也有一定的促进作用,胶凝体系水化产物改善了浆体内部结构,使浆体中空隙大大降低.     

复合掺合料与膨胀剂对自密实混凝土性能的影响研究

本文研究了粉煤灰与矿渣粉复掺,以及膨胀剂与矿物掺合料复掺对自密实混凝土工作性、力学性能、抗收缩性能的影响规律.研究表明:在一定范围内,粉煤灰与矿渣粉复掺时,矿渣粉掺量的增加,有利于提高混凝土拌合物的流动性和力学性能;膨胀剂掺量为8％～10％时,对改善自密实混凝土(Self compacting concrete,SCC)收缩性能有显著效果,膨胀剂低于适宜掺量范围时,无明显效果,当掺量高于12％时,混凝土体积稳定性变差,强度下降,确保掺膨胀剂的SCC在成熟过程中水养护对发挥膨胀剂性能十分重要,膨胀剂与掺和料复合使用时,对改善SCC收缩性能更佳.     

水泥-矿渣复合胶凝材料硬化浆体的微观结构

利用压汞法、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了两种不同养护条件下水泥-矿渣复合胶凝材料硬化浆体的微观结构.结果表明:常温养护3d龄期时,随着矿渣的掺入和掺量的增加,硬化浆体的孔隙率越大,大孔含量越多;硬化浆体微观形貌显示,掺矿渣试样的反应程度比纯水泥试样更低,密实程度较差.水化后期,复合胶凝材料的水化程度虽然比纯水泥试样低,但复合试样的孔隙率更低,孔径细化.纯水泥试样中水化硅酸钙(C-S-H)凝胶的微观形貌呈单向分布的纤维状,而复合胶凝材料试样中矿渣反应生成的C-S-H凝胶呈三维分布的箔片状,能更有效的隔断和填充连通的孔隙.在高温养护条件下,掺矿渣复合胶凝材料硬化浆体早期和后期孔隙率均较低,高温激发了矿渣早期的活性.     

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.