花岗岩石粉对水泥浆体力学性能的影响

以花岗岩石粉(GP)为矿物掺合料,通过X射线衍射仪、扫描电镜、综合热分析仪研究了GP对水泥浆体力学性能、物相组成、微观形貌的影响。结果表明：在标准养护条件下,掺加15%(质量分数,下同)GP的水泥浆体28 d抗压强度最高,为37.0 MPa;与未掺加GP的水泥浆体相比,掺加10%GP的水泥浆体56 d线收缩下降了18.3%,掺加20%GP的水泥浆体初凝时间和终凝时间分别缩短了20.7%、18.2%。在水养条件下,掺加20%GP的水泥浆体28 d抗折强度较标准养护条件下提高了48%。GP通过火山灰效应参与水泥浆体水化过程,形成更多的水化硅酸钙(C-S-H),掺加GP可以促进水泥浆体形成Ⅰ型C-S-H,有利于提高水泥浆体力学性能,缩短凝结时间。     

石粉对自密实混凝土收缩性能的影响

为了研究石粉对自密实混凝土收缩性能的影响,设计了不同水胶比和石粉质量分数的试验,得到了水胶比为0.30、0.34、0.37,石粉质量分数为0%、10%、20%时自密实混凝土28 d龄期内自收缩和干燥收缩的变化规律。结果表明:自收缩随着水胶比的减小而增大,随着石粉质量分数的增加而增大;水胶比在0.30~0.37时,其对干燥收缩的影响不大;适量的石粉对干燥收缩几乎无影响,当石粉质量分数达到20%时,干燥收缩明显增大。在试验的基础上提出了考虑水胶比和石粉质量分数影响的自密实混凝土自收缩与干燥收缩预测模型。     

养护制度对高掺花岗岩石粉UHPC性能的影响

研究了三种养护制度条件下,高掺(22％)花岗岩石粉UHPC力学性能(3 d、28 d和180 d抗压/抗折强度)和胶凝浆体C-S-H凝胶微结构(水化程度、平均分子链长(MCL)和直链中的[SiO4](Q2))的变化规律.结果表明:同一龄期抗压/抗折强度、胶凝浆体水化程度、C-S-H凝胶MCL和Q2相对含量变化规律由高到低依次为压蒸养护、蒸汽养护和标准养护;随着养护温度和压力增加,其后期强度和胶凝材料水化程度增幅逐渐降低,且不利于后期C-S-H凝胶MCL发展.高掺花岗岩石粉的UHPC胶凝浆体中常温下的水化产物主要包括C-S-H凝胶、AFt和Ca(OH)2,随着养护温度和压力的升高,AFt和Ca(OH)2相对含量降低;至210℃2 MPa时,XRD图谱中两相消失且出现Tobermorite衍射峰,即高温高压环境促进了C-S-H凝胶向Tobermorite晶体转化.     

拜耳法赤泥对自密实砂浆工作性能及自收缩特性影响分析

论文研究拜耳法赤泥对自密实砂浆工作性能和收缩特性的影响.试验中,以赤泥取代粉煤灰设计不同配合,研究其对砂浆的流动性能、抗压强度、自收缩性能的影响.结果显示,由于赤泥的高吸水特性,其加入会使自密实砂浆的流动性降低,但正是由于这一特性,减少了砂浆的离析和泌水现象;赤泥的加入,不仅使砂浆的抗压强度得到提高,同时减少了砂浆的自收缩.这可能是由于赤泥的火山灰活性和内养护作用所致.     

海泡石纤维增强高石粉含量机制砂砂浆性能的研究

以高石粉含量机制砂砂浆为研究对象,分析了海泡石纤维体积掺量和长度的变化对砂浆力学性能和干燥收缩的影响规律,并使用压汞仪和扫描电子显微镜研究了砂浆内部孔结构和微观形貌的变化特征。结果表明:适宜体积掺量的短海泡石纤维可显著改善砂浆的抗压强度、抗折强度和抗干燥收缩能力。与空白组相比,长度为1 mm的纤维体积掺量为1.5%时,试件28 d抗压强度和抗折强度分别提高98.9%和36.2%;长度为1 mm的纤维体积掺量为2.0%时,28 d自然干燥收缩值降低72.1%。海泡石纤维试件内部形成了大量针棒状钙矾石和片状氢氧化钙晶体,有效提高了砂浆硬化体系的密实性,砂浆总孔隙率与纤维掺量成反比。     

水灰比对大掺量塑料砂浆力学及收缩性能影响研究

减小水泥基材料水灰比,提高胶凝材料含量是提高大掺量塑料砂浆力学性能的重要途径,然而,提高胶凝材料含量对大掺量塑料砂浆收缩性能的影响也不容忽视.使用PP塑料等体积替代20％砂子,研究不同水灰比对大掺量塑料砂浆物理性质、力学和收缩性能的影响.结果表明,减小水灰比可有效地补偿大掺量塑料砂浆力学强度,水灰比越小,则抗折强度和抗压强度均越高,近似呈线性关系.此外,水灰比越小,塑料砂浆微结构越密实,孔隙率较低,吸水率越小,密度越大.然而,水灰比越小,自收缩越大,干缩通常也越大.结合试验结果,优选水灰比为0.3或0.4.     

钢渣代砂对砂浆收缩性能的研究

钢渣代砂制备的砂浆具有密度大,强度高,抗渗性好等优点.将钢渣砂破碎至中砂粒度,作为细骨料制备砂浆,对钢渣代砂砂浆的收缩性能进行研究.研究表明:f-Cao含量过高的钢渣不宜作砂浆细骨料,从长期的干燥收缩性能来看,钢渣代砂砂浆的收缩性能符合使用要求.     

铁尾矿砂砂浆力学性能和收缩性能研究

测试了铁尾矿砂的颗粒级配、细度模数、石粉含量及密度等基本性能,用铁尾矿砂取代不同量的天然砂制备砂浆,研究其对砂浆工作性能、力学性能、吸水性能及收缩性能的影响.实验结果表明:铁尾矿砂砂浆减水剂饱和掺量点与天然砂砂浆相同,铁尾矿砂砂浆流动度经时损失速度大于天然砂砂浆;铁尾矿砂的掺入会降低砂浆的流动性,增加砂浆的表观密度,提高砂浆的抗折强度与抗压强度,随着铁尾矿砂取代量增大,砂浆不同龄期的干燥收缩率显著增大.     

双掺石灰石粉和粉煤灰自密实混凝土的应用研究

针对钢筋密集且形状特殊、复杂的异型混凝土结构难以振捣密实成型的技术难题,开展了双掺石灰石粉和粉煤灰自密实混凝土的应用研究,并提出了自密实混凝土的施工工艺流程。结果表明,双掺配制的自密实混凝土有效地解决了这一技术难题,其综合效益很高,具有较大的借鉴意义。     

杨木纤维对砂浆流动度、力学性能和自收缩的影响

本文采用控制变量法设计试验,探究了杨木纤维尺寸、体积分数对砂浆流动度、力学性能(抗压、抗折强度)及自收缩的影响。研究发现：与杨木纤维尺寸相比,杨木纤维体积分数对砂浆流动度的影响更为显著,当杨木纤维体积分数自1.0%增至3.0%时,砂浆流动度降低49.56%;增加杨木纤维尺寸和体积分数均会降低砂浆的抗折强度,而增加杨木纤维的体积分数有利于提高砂浆的抗压强度;杨木纤维体积分数比其尺寸对砂浆的减缩作用更显著,添加3.0%长度为0.30～1.25 mm的杨木纤维使砂浆72 h自收缩降低45.6%。     

玻璃纤维增强水泥基材料收缩性能研究

主要研究了胶凝材料组成及纤维掺量对玻璃纤维增强水泥(Glass fiber reinforced cement,GRC)的干燥收缩和自收缩性能的影响.通过等温量热仪、X射线衍射仪对不同类型的胶凝材料的早期水化放热及不同龄期的水化产物进行表征和分析,探讨了胶凝材料组成对GRC材料收缩性能的作用机理.试验结果表明:采用硫铝酸盐水泥制备的GRC材料其长期干燥收缩及自收缩最小,采用硅酸盐水泥制备的GRC材料干燥收缩及自收缩均较大,而掺入粉煤灰、硅灰等矿物掺和料可有效的降低GRC材料的干燥收缩和自收缩.同时,总体来看玻璃纤维掺量对GRC材料的收缩性能的影响相对较小,但适当掺量的玻璃纤维可一定程度上降低GRC材料的干燥收缩及自收缩.     

硅粉掺量对低水胶比混凝土收缩特性及水化产物的影响

低水胶比混凝土(LWCC)因收缩变形较大,限制了其工程应用.硅粉是影响LWCC收缩变形的重要因素.本文系统地研究了不同硅粉掺量对LWCC化学收缩、自生收缩、干缩、抗压强度和水化产物的影响.研究表明,硅粉可减小LWCC化学收缩,掺量越大,则降低幅度越大.硅粉掺量对LWCC自收缩与干缩的影响规律相似,随着硅粉掺量的增大,自收缩或干缩先增大后减小,30％硅粉掺量使得两种收缩出现最大值.此外,硅粉可与水泥水化产物Ca(OH)2发生反应产生更多的承重物质CSH,从而可提高LWCC抗压强度,掺量越大,抗压强度提高幅度越高.     

砂浆再生粗骨料对混凝土强度及干燥收缩性能影响研究

试验以不同强度砂浆粗骨料、不同砂浆粗骨料置换率为变量对C30再生混凝土强度及干燥收缩耐久性能进行了试验研究.结果表明,随着砂浆再生粗骨料置换率的增加,混凝土拌合物流动性能降低;当砂浆再生粗骨料置换率相同时随着砂浆再生粗骨料强度的降低混凝土的强度也有所降低;当采用同一种强度等级砂浆再生粗骨料时,随着砂浆粗骨料置换率的增加混凝土的强度也会降低,特别是采用低强度砂浆再生粗骨料且置换率为100％时混凝土的强度降低更为明显;当采用同一种强度等级砂浆再生粗骨料时,随着砂浆粗骨料置换率的增加混凝土的干燥收缩长度变化率也会变大;在相同砂浆再生粗骨料置换率的条件下砂浆粗骨料强度越低,吸水率越大,混凝土的干燥收缩长度变化率也会变大.     

纳米改性水泥基材料自收缩性能研究

研究了纳米改性水泥基材料的自收缩性能,采用自制的自收缩装置,研究纳米CaCO3水泥基复合材料水化后48h内的自收缩性能,发现其自收缩随时间的变化大致可以分为三个阶段:急速变化区、缓慢变化区、平稳区。研究表明,纳米CaCO3对水泥基材料的自收缩性能有所改善,且当掺量为3%时,改善作用最为明显。     

掺粉煤灰和石灰粉影响再生混凝土自收缩变形的试验研究

采用非接触式混凝土收缩仪测定再生混凝土自收缩变形值,研究单掺粉煤灰与双掺粉煤灰和石灰粉对再生混凝土自收缩变形的影响。试验结果表明:粉煤灰等量取代水泥时,随着粉煤灰取代率的增加,再生混凝土试件的自收缩率是先减小后增大,取代率为20%的再生混凝土自收缩率最小;粉煤灰和石灰粉等量取代40%水泥时,随着石灰粉掺量比重的增加,粉煤灰再生混凝土试件自收缩率也是呈先减小后增大趋势,石灰粉掺量为4%的粉煤灰再生混凝土自收缩率最小,但减小幅度不大。     

自密实砂浆工作性“沉球法”表征参数研究

设计了"沉球"试验装置测定自密实砂浆的工作性。通过改变水胶比、粉煤灰掺量、减水剂掺量、砂胶比、减水剂品种和砂的细度模数研究了"沉球法"工作性表征参数的合理区间。结果表明:"沉球"曲线时长能够反映自密实砂浆的流动性,当下沉时间t15s时,砂浆的流动性较好;曲线斜率的变化能够反映砂浆均匀性,在15mmH135mm(H为钢球距容器底部的高度)范围内,当曲线斜率的变异系数Cv20%时,砂浆的均匀性较好;曲线的积分面积能够反映砂浆的自密实能力,曲线积分面积在450～1000mm·s时,砂浆的自密实能力最佳。     

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.     

自密实轻骨料混凝土约束收缩试验及抗裂性能研究

试验采用高强页岩陶粒及Ⅰ级粉煤灰制备工作性能良好的自密实轻骨料混凝土(SCLC),通过环形约束收缩试验,进行密封与外侧面干燥两种条件下的约束收缩试验,研究自密实轻骨料混凝土约束收缩应变随着龄期发展规律及抗裂性能.研究结果表明:自密实轻骨料混凝土在3 d前的自生收缩与干燥收缩大于普通混凝土,14 d后的自生收缩与干燥收缩低于普通混凝土;掺加Ⅰ级粉煤灰可以明显提高新拌SCLC浆体的工作性能,也能有效抑制SCLC的自生收缩,但其掺量应该控制在25％以内较合适;以开裂风险系数η作为混凝土的抗裂性能评价指标,自密实轻骨料混凝土的抗裂能力要高于普通混凝土,但SCLC在达到临界开裂状态后很快产生贯穿性裂缝,其开裂的时间反而比普通混凝土早.     

碱激发高掺量玄武岩石粉砂浆的强度及微观性能研究

为提高石粉的活性和掺量,采用单掺和复掺的方式选用不同掺量的激发剂对玄武岩进行激发;对不同掺量激发剂的玄武岩石粉砂浆进行抗压、抗折实验和微观实验.结果表明:单掺激发剂中激发效果最好是掺量为0.5％的Ca(OH)2,其3 d的抗压强度提高38.46％,抗折强度提高4.87％,电镜扫描得出集料-浆体截面过渡区周围及内部有大量针刺状及柱状水化硅酸钙(C-S-H)等凝胶产生;复掺激发剂水玻璃+Ca(OH)2中水玻璃掺量为1.0％激发效果最好,7 d抗压强度提高24.88％,抗折强度提高5.1％,电镜扫描得出集料-浆体截面过渡区大量水化产物呈板状和柱状;未加激发剂胶砂只有水化到后期才会产生大量板状和柱状的胶凝材料,说明激发剂大大加速了水化反应,这是胶砂强度前期迅速提高的原因.     

超高性能水泥基复合材料自收缩特性及其机理研究

采用自行设计的立式千分表架,研究了不同水胶比(0.16、0.20和0.24)、不同砂率(0.4、0.5和0.6)和不同钢纤维体积掺量(0%、1%、2%和3%)对超高性能水泥基复合材料(Ultra-High Performance Cementitious Composites,UHPCC)自成型后1 d后自收缩特性的影响,同时结合综合热分析、压汞法微观分析技术对自收缩机理进行探讨。结果表明:UHPCC自收缩随着水胶比的降低而增加,当水胶比从0.24分别减小到0.20、0.16时,60 d自收缩值分别增加了14.4%和25.4%;短细钢纤维对于UHPCC自收缩的抑制作用不明显;水胶比降低,非蒸发水含量降低,水化程度减小,但水胶比降低使5~50 nm毛细孔体积分数增多,自干燥效应增加,对于自收缩而言是负效应,对比可知自干燥效应在自收缩影响因素中占有主导地位。