不同颗粒群匹配时粉煤灰-水泥复合体系的强度预测模型

用一系列不同细度的粉煤灰与纯硅酸盐水泥按4：6比例组成各个复合胶凝体系试样．以各试样的早期水化结合水指标作为化学活性匹配参数、各试样实测堆积密度与计算堆积密度之比作为颗粒群堆积密实程度参数，将各试样28d胶砂活性分别与化学活性匹配参数、颗粒群匹配密实程度参数进行灰色关联分析。结果表明：（1）复合体系颗粒群的化学活性匹配以及颗粒群堆积密实程度与28d胶砂活性的关联度较为相近，对强度影响的权值也较为相近；（2）由权值可以获得归一化的复合体系28d活性预测值Hi，并以Hi为立面指标，水泥与粉煤灰颗粒群的匹配为平面指标，运用Origin软件能进行复合体系活性与颗粒群匹配分布趋势的预测分析.     

多元胶凝粉体复合效应的研究

在水泥中掺人具有不同颗粒分布和活性的细掺合料可以获得多元胶凝粉体材料。采用标准稠度用水量法和环境扫描电镜研究了多元粉体体系的紧密堆积效应。提出用标准稠度需水量比作为确定紧密堆积效应的实验方法。用水化热和抗压强度实验研究了多元胶凝粉体材料各组分的水化进程匹配和复合胶凝效应,测定了多元胶凝粉体大体积混凝土的强度和绝热温升过程。实验结果表明：改变胶凝组分的品种、含量和细度可以调控多元胶凝粉体的绝热温升和强度发展过程。以满足配置高性能混凝土的特殊技术需求。     

粉煤灰组成与其胶砂活性的灰色关联分析

采用不同化学成分的粉煤灰试样,通过遴选试样及粉磨,使它们的细度及颗粒群分布基本一致,以50％的比例掺入纯硅酸盐水泥中,制成粉煤灰硅酸盐水泥。参照水泥标准测其各龄期的胶砂强度。采用灰色关联分析的方法,以粉煤灰水泥各龄期胶砂抗压强度为母序列,以相应的粉煤灰各组分含量为子序列,分析了粉煤灰各组分与其水泥胶砂宏观强度的关联度。本文进一步以XRD物相鉴定、酸溶解法等测试手段研究了粉煤灰矿物成分以及玻璃体含量与化学成分的关系,证实了灰色关联的分析结果。     

水泥颗粒分布对其使用性能的影响

研究了水泥的颗粒分布对I型硅酸盐水泥标准稠度用水量、凝结时间、水化热、强度、与外加剂适应性及砂浆干缩性能的影响。研究结果表明:同一比表面积的水泥,颗粒分布越窄,则标准稠度用水量越大,凝结时间越长,1d水化热越小,1d胶砂强度越低,与外加剂适应性越差,砂浆干缩率越大。随着比表面积增大,凝结时间缩短,1d水化热增大,强度提高,砂浆干缩率增大。当颗粒分布较窄时,随着比表面积增大,1d胶砂强度增幅不大,与外加剂适应性显著变差。     

超硫酸盐水泥实际与最密集堆积的灰色关联度与抗压强度的关系

本文采用激光粒度分析仪测试超硫酸盐水泥粉体粒径,用以反映超硫酸盐水泥的粒径分布;采用机械压力法制备的超硫酸盐水泥干粉压实体,其空隙率可以宏观上反映颗粒间的物理堆积密实度;根据Dinger-Funk数学模型得出粉体最佳颗粒群分布即最紧密堆积颗粒群分布;运用灰色关联分析原理考察粉体实际颗粒群分布与最紧密堆积颗粒群分布的相关性;基于以上分析建立水泥净浆抗压强度与超硫酸盐水泥堆积效应的关系.试验结果表明:超硫酸盐水泥粉体实际颗粒群分布与最紧密堆积颗粒群分布的相关性越高,压实体空隙率越低,抗压强度越高.     

环保型套筒灌浆料的配合比设计及性能研究

选用碱矿渣水泥作为胶凝材料,结合Dinger-Funk方程的最紧密堆积理论,用粉煤灰漂珠作为矿物掺合料,并用铜尾矿砂部分取代天然砂来提高粉体的堆积密度,制备套筒灌浆料.研究了塑性膨胀剂掺量、粉煤灰漂珠掺量、铜尾矿掺量、砂胶比对套筒灌浆料性能的影响,并对最紧密堆积设计配合比进行了验证.结果表明:随着塑性膨胀剂掺量的增加,...     

矿渣-水泥胶凝体系颗粒群匹配与其活性的关系研究

将矿渣粉磨后,以不同的比例与一定细度的水泥混合,配成一系列的矿渣-水泥胶凝粉体。以Fuller曲线得到的粉体颗粒群分布作为矿渣-水泥胶凝粉体的最佳紧密堆积颗粒群分布。利用水泥与矿渣激光粒度检测结果来计算矿渣-水泥胶凝粉体的颗粒群分布,运用灰色关联分析方法计算矿渣-水泥胶凝粉体与最紧密颗粒群堆积颗粒群分布的关联度,同时测定不同矿渣掺量下矿渣-水泥胶凝体系的不同龄期的活性指数。结果表明:矿渣-水泥胶凝粉体的实际颗粒群分布与最紧密堆积颗粒群分布关联度最高时,该胶凝体系的28d矿渣活性指数最为理想。     

高钙粉煤灰颗粒群分布与其活性关系研究

将纯硅酸盐水泥、高钙灰按不同的粉磨时间和球配处理成若干个不同颗粒群分布的试样 ,高钙灰和水泥以各种颗粒群匹配 (高钙灰掺量均为 5 0 %)制成一系列粉煤灰硅酸盐水泥 ,进行胶砂强度检验。采用灰色关联分析方法研究了粉煤灰各粒径范围颗粒与粉煤灰水泥强度的相互关系。结果表明 :( 1 )高钙灰粒径在 1 0 μm以下的颗粒体积百分数与粉煤灰水泥的强度均为正关联 ,而大于 1 0 μm的颗粒与粉煤灰水泥的强度均为负关联 ,说明小于 1 0 μm的颗粒对强度增长有积极贡献 ,而大于 1 0 μm的颗粒对强度增长不利 ;( 2 )R -R分布表明 :在粉煤灰达到一定细度的条件下 ,宽分布试样可以有较多的小于 1 0 μm颗粒 ,从而对强度增长更为有利。     

颗粒级配对高掺量粉煤灰干混砂浆性能影响的研究

依据颗粒紧密堆积理论,一般采用Andreasen方程计算粉体紧密堆积用于表征粉体颗粒的级配作用.通过研究不同粒径粉煤灰对高粉煤灰掺量干混砂浆的性能影响,研究得出:颗粒太细的粉煤灰,会更加偏离原来的紧密堆积状态,不但不能充分发挥其微观填充的补强作用,反而大大降低强度.因此,使用粉煤灰与水泥复合掺配时,特别是高粉煤灰掺量,需要考虑颗粒与颗粒之间的相互补充作用,使胶凝材料的颗粒粒径分布更趋近于紧密堆积,从而提高基体材料的密实度,保持较高干混砂浆性能.     

磷酸盐对粉煤灰-水泥体系影响的研究

本文研究了不同掺量磷酸盐对粉煤灰-水泥体系的强度、工作性能等宏观性能以及水化程度等微观性能的影响,结果表明:1随着磷酸钠掺量的增大,粉煤灰-水泥体系胶砂流动度随之增大,且胶砂流动度经时损失有所改善,各体系的初凝时间和终凝时间延长,标准稠度用水量略有降低;2粉煤灰-水泥体系掺入磷酸钠后,7d强度提高达15%,28d强度最多提高14%,粉煤灰激活效果显著;且化学结合水含量的变化规律与胶砂抗压强度发展变化是一致的;3掺加磷酸钠的胶砂试样安定性良好;将磷酸钠与硫酸钠等量复掺于粉煤灰-水泥体系后相互补偿缺陷,有效地激活了粉煤灰早期和后期强度,证明磷酸钠与硫酸钠相容性较好;4磷酸钠的掺入使粉煤灰反应程度在7d即高于基准组,28d龄期下相较硫酸钠仍体现了良好的促进水化进程的效果,佐证了磷酸盐对粉煤灰的激活作用。     

粉煤灰粒度分布对水泥性能的影响

主要研究了不同粉磨时间的粉煤灰密度、比表面积、粒度分布等颗粒特性的变化规律,以及研究了将不同粉磨时间的粉煤灰按30％比例掺人硅酸盐水泥中的水泥性能变化情况.结果表明：随着粉磨时间的增加,粉煤灰颗粒的密度、比表面积和粒度分布都呈有规律的变化;其中粉磨60 min时的粉煤灰水泥性能达到最佳.     

熟料和粉煤灰的颗粒尺寸分布与水泥性能的灰色关联分析

将不同比表面积的熟料和粉煤灰分别混合制得不同比表面积的粉煤灰水泥,分别测定粉煤灰水泥胶砂强度和熟料、粉煤灰的颗粒尺寸分布.运用灰色系统原理分别就熟料和粉煤灰的颗粒尺寸分布对水泥强度的影响进行数学分析.研究表明:熟料颗粒粒径在0～30 μm为正关联,>30 μm为负关联,其中10～20 μm颗粒对水泥强度的影响最大;粉煤灰颗粒粒径在0～40 μm为正关联,且其活性较高,>40 μm颗粒为负关联,其活性没有得到充分发挥.     

机械活化粉煤灰性能的研究

研究了机械活化时间对粉煤灰的视密度、比表面积、粒度分布及活性的影响。将不同时间机械活化的粉煤灰按 3 0 %比例掺入硅酸盐水泥中 ,测定其净浆强度。结果表明 ,球磨时间以 2 0min～ 3 0min为宜     

分别粉磨对粉煤灰水泥性能及能耗的影响

在半工业化试验球磨机中对粉煤灰水泥的组分进行了单独粉磨,然后在混合机中进行混合配制,研究了分别粉磨工艺和传统共同粉磨工艺磨制的粉煤灰水泥在颗粒分布、水泥性能及粉磨电耗等方面的差异,探讨了利用分别粉磨工艺生产粉煤灰水泥的最佳技术方案。结果表明,采用分别粉磨工艺,是解决传统共同粉磨的粉煤灰水泥需水量大、早期强度低等缺点的有效措施。选择合适的配制方案,不仅能够显著改善水泥的物理性能和与减水剂的适应性,也可适当提高水泥中粉煤灰的掺量和节约一定的粉磨电耗。     

生物质灰对水泥硬化浆体抗压强度影响的试验研究

对比研究了生物质灰与普通粉煤灰在粒度分布、颗粒形态、化学组成、活性指数等方面的不同,并开展了不同掺量生物质灰对水泥硬化浆体抗压强度的影响研究.结果表明:生物质灰颗粒形状不规则、平均粒径及粒径分布范围较大,具有特有的细长纤维状颗粒,且其活性组分Al2O3不足普通粉煤灰的三分之一;生物质灰的火山灰活性小于普通粉煤灰;相同掺量下,生物质灰-水泥复合胶砂各龄期的抗压强度均小于普通粉煤灰-水泥复合胶砂,生物质灰掺量越大,复合胶砂的强度相比纯水泥组下降程度越大;与普通粉煤灰相比,掺加生物质灰的硬化水泥浆体微观结构更为疏松多孔,特别是其特有的细长纤维状颗粒的存在.     

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。     

分选与磨细粉煤灰对水泥胶砂性能的影响

研究了分选与磨细粉煤灰的颗粒分布与形貌的差异及对水泥胶砂性能的影响。研究结果表明:当勃氏比表面积相近,磨细粉煤灰的中位粒径大于分选细粉煤灰,其圆珠状颗粒较少,表面较为粗糙。在相同水胶比的条件下,掺分选粗粉煤灰的水泥胶砂流动度及强度均低;分选粗粉煤灰磨细后,不仅减少了颗粒的粘连,增加了比表面积,而且提高了粉煤灰的反应活性和水泥胶砂流动度及强度,虽其水泥胶砂流动度仍小于掺分选细粉煤灰的水泥,3d水泥胶砂强度也略低,但其28d水泥胶砂强度略高于掺分选细粉煤灰的水泥;在相同水泥胶砂流动度的条件下,掺磨细粉煤灰配制的水泥胶砂3d强度低于掺分选细粉煤灰的水泥,但随着水化龄期的增长,其差距逐步缩小,至60d时可超过后者。     

Influence of particle size distributions on yield stress and viscosity of cement–fly ash pastes

The rheological properties of blended cement-based materials depend strongly on mixture proportions and the characteristics of the components. In this study, design of experiments is used to investigate the influence of three variables (cement particle size distribution (PSD), fly ash PSD, and ratio of fly ash to cement) at each of four levels on the yield stress and viscosity of blended pastes. Both rheological parameters are seen to vary over several orders of magnitude for the evaluated design space. Physical characteristics of the powders, such as cement and total particle densities and total particle surface area, are computed for each mixture. A percolation-type relationship is observed between yield stress and cement particle (number) density. While neither apparent nor plastic viscosities were particularly well described by the commonly employed Kreiger–Dougherty equation, plastic viscosities were found to be linear functions of either total (cement + fly ash) particle surface area or total particle density.