混凝土早期自收缩、强度与水泥水化率的关系

采用非接触式微位移传感器法对不同水灰比的混凝土从6h到28d龄期内的自收缩进行了测量,同时研究了密封条件下混凝土抗压强度与水泥水化发展过程。结果表明,随着水灰比的降低,混凝土自收缩和早期自收缩速率明显增大;对于同一混凝土而言,混凝土的抗压强度和水泥水化率均与自收缩成较好的线性关系;水灰比越低,同一龄期水泥的水化程度越低,水泥的化学收缩就越小,但混凝土的自收缩值却越大,证明自收缩与化学收缩是两个不同的物理量。     

活化煤矸石/粉煤灰水泥水化过程及性能差异

用水化热、热分析、化学结合水量、压汞法和扫描电镜研究了20℃养护条件下硅酸盐水泥和活化煤矸石/粉煤灰硅酸盐水泥的水化过程、硬化浆体孔结构和微观结构,并研究了浆体抗压强度和收缩值随龄期的发展规律.结果表明:与粉煤灰相比,活化煤矸石较大的比表面积及其所含有的多孔或致密的惰性物质,使其对水泥熟料水化的早期稀释效应有所削弱,也使其后期火山灰反应对水泥熟料和活化煤矸石混合材整体水化程度的提高幅度有所下降,并且活化煤矸石硅酸盐水泥水化1 a后其硬化浆体的毛细孔含量高于粉煤灰硅酸盐水泥,其抗压强度和收缩值则低于粉煤灰硅酸盐水泥.     

温度对硫铝酸盐水泥抗压强度、电阻率与化学收缩的影响

研究了20,30,40,50℃等养护温度对早龄期硫铝酸盐水泥浆体抗压强度、电阻率和化学收缩的影响规律,并对其24,72h龄期时的水化产物变化情况进行分析.结果表明:养护温度升高会明显缩短硫铝酸盐水泥水化反应到达稳定期的时间,略微提高3d抗压强度,减小24h龄期时的电阻率和化学收缩;不同养护温度下硫铝酸盐水泥浆体的电阻率与化学收缩存在正相关关系;随着养护温度的升高,24,72h龄期时无水硫铝酸钙的含量不断减少,钙矾石的生成量逐渐增多,但在50℃时又有所减少.     

聚羧酸减水剂侧链密度对水泥早期水化特性的影响

通过对减水剂作用下水泥浆体的流动性、凝结时间、Ca2 浓度、化学收缩、XRD的研究分析,讨论了减水剂侧链上羧基(-COOR)和聚氧乙烯基(-OC2H4-)的相对密度对水泥早龄期水化特性的影响.结果表明,随着侧链上聚氧乙烯基密度的增大,凝结时间延长,水泥浆体的流动性增大,分散效果增强,而分散保持性逐渐减小:当n(-COOR):n(-OC2H4-)=1:3时,水化1 min和1h的水泥塑性浆体溶液中的Ca2 浓度呈现较高值,水泥净浆早期化学收缩相对最大;1 d及28 d的硬化浆体的XRD分析结果也显示,当n(-COOR):n(-OC2H4-)=1:3时,Ca(OH)2衍射峰最明显,水泥颗村水化充分.因此,合理地控制-COOR与-OC2H4-的摩尔比,可以提高聚羧酸减水剂的分散性及分散保持性,调整水泥的凝结时间及早期的化学收缩特性.     

凝灰岩石粉和VF防裂剂对水泥基材料收缩性能的影响

为了探究不同掺量的凝灰岩石粉、VF防裂剂对水泥浆体收缩性能的影响及机理,测定了不同凝灰岩石粉和VF防裂剂掺量的化学收缩和干燥收缩,采用X射线衍射技术(XRD)研究不同龄期的复合水泥浆体水化产物,并采用压汞法(MIP)研究其孔结构。结果表明:凝灰岩石粉早期不参与水化,等量取代水泥后通过减少水泥熟料数量减少水泥浆体的化学收缩,并能填充较大孔隙,增大水泥浆体中较小毛细孔(孔径50 nm以下)所占的比例,使水泥基材料干缩变大;VF防裂剂中的明矾石和石膏与水泥水化过程中析出的Ca(OH)2反应生成膨胀性钙矾石补偿收缩,并填充较小孔隙,减少浆体中较小毛细孔所占的比例,从而减小干缩。凝灰岩石粉中活性成分在VF防裂剂的化学激发下二次反应加剧,复掺石粉和防裂剂的水泥浆体的化学收缩显著减少,生成的水化产物填充孔隙,明显的抑制石粉对浆体干燥收缩的增大效应。     

超低水胶比水泥混凝土的自收缩特性及其机理

测试了水胶比为0.10~0.16水泥净浆及水胶比为0.16~0.50混凝土的自收缩,分析了石灰石粉和龄期对超低水胶比水泥净浆自收缩的影响.结合水泥石孔结构与水化进程,探讨了超低水胶比水泥混凝土的自收缩机理.结果表明:当水胶比≤0.16时,水泥净浆自收缩随水胶比的降低而降低;当水胶比低于0.25时,混凝土自收缩随水胶比的减小而降低;当水胶比高于0.25时,混凝土自收缩随水胶比的降低而增加;当水胶比为0.25(临界水胶比)时,混凝土的自收缩最大;磨细石灰石粉可以很好抑制水泥净浆的自收缩;超低水胶比水泥净浆1 d龄期的自收缩可达到180 d龄期收缩值的50%以上;超低水胶比水泥混凝土的自收缩特性与水泥石中孔结构以及水化进程有关.     

丁苯类聚合物乳液对水泥水化硬化的影响

在研究聚合物水泥混凝土路用性能的同时,通过超声波、红外光谱等物理化学方法对聚合物水泥基材料的水化硬化机理进行了分析。主要阐述丁苯类聚合物乳液对水泥水化硬化过程的影响,同时分析聚合物水泥体系中的化学结合水量及红外光谱图。结果表明：超声波在聚合物乳液水泥净浆中的传播速度随龄期的增长逐渐增加,传播速度－龄期曲线反映了随龄期的增长,水泥硬化形成强度和刚度的过程。     

矿粉、高钙灰及脱硫石膏对水泥收缩性能的影响

研究了50.0%(质量分数,下同)矿粉和高钙粉煤灰等量替代水泥对水泥净浆早期自收缩性能的影响及水泥砂浆的长期干燥收缩性能和初始开裂敏感性.结果表明,在水泥-矿物材料体系中,自收缩与矿物材料的水化活性成正相关性,用50.0%的矿粉和高钙粉煤灰替代水泥后,水泥浆体的自收缩率随着矿物材料活性的降低而降低;硫酸盐激发材料既具有增加水化程度和提高化学收缩的作用,又具有增加AFt量和产生膨胀的作用,因而对水泥浆体的自收缩影响不大;掺50.0%矿粉及1.0%元明粉可显著提高干燥收缩;脱硫石膏和煅烧脱硫石膏按照一定比例复合能显著降低干燥收缩;初始开裂时间、自收缩与矿物材料水化活性的相关性较大,自收缩越高则其开裂敏感性越大,早强措施增加开裂风险;采用矿物材料尤其是采用低活性矿物材料替代水泥可使水泥水化减缓,自收缩和干燥收缩减少,开裂敏感性降低.     

粉煤灰对水泥浆体化学收缩的影响

水泥水化反应引起的化学收缩会引起砂浆及混凝土的体积变化，可能会导致收缩裂缝的产生。粉煤灰的掺入在一定程度上可减少化学收缩。本文通过一些试验研究所得数据论证了随粉煤灰掺量的增多，化学收缩随之减小，而随细度增加，水泥浆体化学收缩随之略有增大。并通过强度检测验证了测定的化学收缩可间接反映水泥的水化程度。     

纳米粒子的制备及其在水泥基材料中的性能研究

通过化学沉淀法,采用2种分散剂分别制备了平均粒径为285 nm和146 nm的有机/无机杂化纳米C-S-H凝胶粒子,分散剂的加入大幅度提高了纳米粒子在溶液中的分散稳定性。考察了纳米粒子在水泥基材料中的性能,结果表明:纳米粒子能缩短水泥水化诱导期,加速水泥早期水化,提高水泥胶砂早龄期的抗压和抗折强度,且随着纳米粒子掺量的增加,早期增强作用效果越显著,对后期强度基本无影响。