不同碱环境下陶瓷抛光渣对碱-硅酸反应的抑制作用

以陶瓷抛光渣(PPR)为矿物掺和料,取代部分水泥制备砂浆棒,测定其在KOH溶液中的膨胀率,并对砂浆试样近集料区域进行扫描电子显微镜(SEM)分析,同时与在NaOH溶液中的试验数据进行对比,研究了PPR对水泥基材料碱-硅酸反应(ASR)的抑制作用及其机理.结果表明:不同碱环境下,PPR均能有效抑制水泥基材料的ASR膨胀;...     

砼碱—硅反应的克星—锂化合物

人们已越来越认识碱—硅反应是波特兰水泥砼路面和结构的主要威胁.以锂化合物—包括氢氧化锂、碳酸锂和氟化锂在内的“盐类”为主的外加剂在克服碱—硅反应中已取得极大成功.已经证明,这些化合物优于现有的同类物质,例如F级粉煤灰和低碱水泥.     

碱激发矿渣-锂渣混凝土试验研究

用锂渣部分代替矿渣制备碱激发矿渣-锂渣混凝土,结果表明,当溶渣比(质量比)为0.5,0.6,胶凝材料用量为390 kg/m3时,碱激发矿渣-锂渣混凝土的28 d抗压强度大于70 MPa,且早期抗压强度高,3 d就都达到28 d的70%左右.同时,研究了碱激发矿渣-锂渣混凝土的工作性和氯离子渗透性.结果表明,该混凝土的工作性良好,抗氯离子渗透性高.     

两类典型碱活性岩石在碱溶液中压蒸的反应产物

用XRD和SEM/EDS研究了以加拿大Spratt硅质灰岩(SL岩石)和Pittsburg泥质白云质灰岩(PL岩石)为代表的两类典型碱活性岩石在1.8 mol/L KOH,NaOH和LiOH溶液中150℃压蒸150 h后的反应产物.结果表明:2种岩石在不同碱溶液中受侵蚀程度、压蒸产物种类、结晶程度、形貌及分布显著不同.PL岩石除发生去白云石化反应外,岩石中的隐晶质石英也与碱反应生成典型的碱-硅酸反应产物.SL岩石除隐晶质石英与碱反应外,岩石中少量的白云石晶体在碱溶液中可发生去白云石化反应;ASR和ACR可能在某些灰岩集料中同时发生,尽管ASR,ACR在不同岩石中的贡献可能存在差异.     

锂盐对水泥砂浆碱骨料反应抑制效果的研究

通过砂浆棒快速法考察掺入锂盐对砂浆棒膨胀率的影响,研究向水泥砂浆中添加锂盐对碱骨料反应(AAR)的抑制效果.结果表明适量掺入锂盐可以较好的起到对碱骨料反应的抑制作用.     

山东骨料碱活性及抑制碱硅酸反应研究

针对山东地区混凝土用骨料的碱活性进行分析研究,认为山东地区存在碱活性骨料。研制出两种碱硅酸反应抑制剂,通过试验研究分析了掺抑制剂之后的水化产物,表明抑制剂抑制ASR具有很好的效果。     

两类典型碱活性岩石试体在碱溶液中的膨胀行为

为确定以Spratt硅质灰岩(SL岩石)和Pittsburg泥质白云质灰岩(PL岩石)为代表的两类典型碱活性岩石试体在碱性环境中的膨胀来源和发展评定岩石碱活性的方法,研究了不同条件下SL和PL岩石在砂浆和混凝土中的膨胀行为.研究结果表明:SL岩石在砂浆和混凝土中均呈高ASR膨胀性,尽管其中的少量白云石可发生去白云石化反应;决定PL岩石高膨胀性的机制是ACR,与传统的ASR有本质不同,尽管其中含有的少量微晶石英可参与与碱的反应并可能对岩石的膨胀有一定贡献.采用能保持岩石微观结构构造特征的颗粒尺寸是正确评估PL岩石碱活性的关键.利用ASR和ACR对粉煤灰等混合材及含锂化合物的不同响应,特别是LiOH的抑制ASR膨胀和引发ACR膨胀的双重效应,在实验室可以快速区别同时含有白云石和石英的灰岩类集料的活性来源.     

粉煤灰和抛光渣抑制碱硅酸反应及其机理研究

采用砂浆棒快速法,分别以0%、20%、30%、40%的粉煤灰和抛光渣等质量取代水泥制备砂浆试件,进行膨胀率及强度测试,借助扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等方法对碱环境下集料与胶凝材料界面过渡区的微观结构、元素组成和生成物进行分析,研究粉煤灰和抛光渣抑制碱硅酸反应(ASR)的内在机理.结果表明:粉煤灰和抛光渣均可有效抑制ASR,综合考虑粉煤灰、抛光渣对ASR的抑制作用和对材料强度的影响,粉煤灰、抛光渣取代率宜取20%～30%;掺粉煤灰和抛光渣均可使界面过渡区结构更致密;界面过渡区钙硅比和钠硅比明显降低;钾硅比和铝硅比在界面过渡区有突变,K和Al在界面过渡区富集,原因为K~+比Na~+更倾向于与Al_2O_3结合.尽管抛光渣碱含量较高,但其中高含量的SiO_2、Al_2O_3及活性集料中的SiO_2可与体系中的Na~+、K~+共同作用,在界面过渡区生成体积稳定的架状结构硅酸盐矿物钾霞石KAlSiO_4和霞石(K,Na)AlSiO_4,从而抑制ASR.     

不同温度下碱-硅酸反应膨胀规律研究

参照砂浆棒快速法,调整试验温度,研究了温度对骨料碱-硅酸反应(ASR)膨胀的影响规律。采用化学反应速率常数描述温度对混凝土ASR膨胀的影响,探讨了ASR速率常数与养护温度之间的关系,验证了温度对碱-骨料反应的影响可以用Arrhenius方程来描述的设想。运用Arrhenius方程初步建立了ASR膨胀预测模型。     

碱矿渣水泥早期反应产物微观结构演化过程

利用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、²⁷Al和²⁹Si魔角旋转固体核磁共振（MAS NMR）以及¹H-²⁹Si魔角旋转交叉极化固体核磁共振（¹H-²⁹Si CPMAS NMR）研究了NaOH激发碱矿渣水泥早期反应产物的演变过程.结果表明：碱矿渣水泥在3~28 d龄期内均能观察到水化硅铝酸钙凝胶（C-A-S-H）、水滑石和单硫型水化硫铝酸钙（AFm）,凝胶产物由复杂的端链硅氧四面体（Q¹）、链状硅氧四面体（Q²）和Al取代的链状硅氧四面体（Q²（1Al））或层状硅氧四面体（Q³（1Al））构成,相对反应程度随龄期延长而增大;随着24 h内早期反应的进行,矿渣水化程度提高,铝硅比增大,铝氧四面体桥氧结构占比增大;矿渣铝氧多面体经历结构解聚、水滑石与AFm层状晶体的形成和Q²（1Al）的形成过程;反应早期24 h内Q²（1Al）迅速发展,水分子与硅氧四面体骨架交联,化学结合水形成,未发现聚合度更大的层状硅氧四面体（Q³）和Q³（1Al）结构,因此0~24 h为C-A-S-H低聚态凝胶形成阶段.     

盐冻环境下混杂纤维锂渣混凝土梁受弯承载力研究

对经过盐冻循环后的混杂纤维锂渣混凝土梁进行抗弯加载试验,分析混杂纤维锂渣混凝土梁的盐冻损伤作用机理并探究其在盐冻作用下的抗弯性能.另外,基于现行规范中普通钢筋混凝土构件正截面受弯承载力的计算公式,引入纤维影响系数和以动弹性模量为参数的盐冻损伤系数对现行规范中的公式进行修正,得到了盐冻环境下混杂纤维锂渣混凝土梁的受弯承载力修正公式.将2种公式的计算结果进行对比后发现,修正公式的计算结果更接近试验值,可用于盐冻环境下混杂纤维锂渣混凝土受弯构件的分析和设计.     

基于CT技术的掺锂渣再生混凝土孔隙结构特征

利用计算机层析成像(CT)技术对不同再生骨料(RCA)替代率与锂渣(LS)掺量再生混凝土试件的孔隙结构特征进行识别,基于计算机图像处理技术与三维(3D)建模提取并分析了二维(2D)/3D孔隙结构的特征参数,同时利用灰色关联理论探究孔隙结构特征参数对混凝土抗压强度的影响程度.结果表明:LS的加入可以优化再生混凝土的孔隙结构,促进内部结构致密化与孔隙分布均匀化;1～2 mm2孔隙表面积分布、平均密实度、平均球体度与抗压强度的灰色关联度均在0.85以上,表明孔隙结构参数与抗压强度关联性较好.     

掺矿渣水泥水化反应特性的试验研究

通过抗压强度、非蒸发水量、矿渣反应度的试验测定及XRD分析,研究了掺矿渣水泥浆体的水化反应进程.结果表明,在相同龄期下,抗压强度随矿渣掺量与水胶比的增加呈减小趋势,矿渣的化学活性在28d前比较显著;掺矿渣水泥浆体的非蒸发水量高于纯水泥浆体非蒸发水量;矿渣的反应度则随其掺量的增加而减小,随水胶比的增加而增大.     

海洋环境下混凝土的碳化与钙的溶出

从暴露26 a和21 a的实际混凝土工程中钻取了一批直径为100 mm的混凝土芯样,利用干磨技术和化学分析方法测量了其Cl-,CaCO3和Ca(OH)2含量.结果表明,在潮湿环境下混凝土碳化进展缓慢,混凝土碳化深度最终趋于一个极限值.对比CaCO3和Ca(OH)2的含量,发现与海水长期接触的混凝土存在Ca(OH)2的溶出和C-S-H的进一步脱钙,这会加剧Cl-对其的侵蚀作用.当存在Ca(OH)2的溶出时,以CaCO3含量来评价混凝土碳化的方法将变得不可靠.     

锂渣在LC50轻集料混凝土中的应用研究

研究了锂渣对水泥净浆及胶砂性能的影响,依据该基础试验结果,分析了锂渣对LC50轻集料混凝土拌合物及混凝土硬化后力学性能的影响。试验结果表明,锂渣可以显著改善混凝土的保水性,是一种良好的保水增稠材料,锂渣—粉煤灰双掺(30%)时,锂渣的掺量为15%较为适宜,混凝土的坍落度/扩展度为270mm/690mm,28d抗压强度为59.5MPa,满足LC50轻集料混凝土的设计要求。     

钢渣沥青混凝土中重金属离子浸出实验研究

验证了钢渣能替代石料用在沥青混合料中.通过TCLP(Toxicity Characteristic Leaching Procedure)方法对钢渣沥青混合料重金属进行了浸出.探讨了钢渣及钢渣沥青混合料中重金属浸出行为,沥青种类对重金属浸出的影响.结果表明,钢渣中Cu、V、Zn、As、Mn浸出浓度均超出标准.3种不同沥青制成的AC-16沥青混合料中Cu、V、Zn、As、Mn浸出浓度相差不大,说明沥青种类对重金属浸出影响不大.Cu、Zn浸出浓度在标准之内,As、Mn浸出浓度超出标准.     

锂渣、石灰石粉自密实高强高性能混凝土研究

研究了掺入超磨细锂渣、石灰石粉复合掺合料对混凝土工作性和强度的影响。研究证实,锂渣掺至15%时,可明显改善混凝土工作性,提高其强度,配制出坍落度272mm,坍落流动度731mm,工作性能优良的混凝土。在低水胶比下,混凝土3d抗压强度为59.5MPa,28d为79.0MPa,90d达98.5MPa。锂渣与石灰石粉复掺时,能置换45%的水泥,单方混凝土水泥用量仅330kg,且混凝土能达到自密实高强的水平。     

掺锂渣C50高性能混凝土的力学与徐变性能

以12%的锂渣超量取代水泥配制C50高性能混凝土,并测试了混凝土的力学与徐变性能及其随养护龄期的变化规律。试验结果表明,锂渣的掺入,未对混凝土早期力学性能产生负面影响,而后期强度还较未掺试样有一定程度的提高;掺锂渣混凝土的徐变变形在加载的初始7d内变化较快,180d以后基本趋于稳定,各龄期皆小于未掺试样。     

矿渣颗粒群特征与活性指数的灰色关联分析

以相同比例将6种试剂分别与矿渣共磨或直接掺入磨好的纯矿粉中(二者粉磨时间相同)得到2组颗粒群特征不同的矿渣试样;测定了2组矿渣试样各龄期的活性指数,取2组数据的差值;通过图像分析仪测定了矿渣颗粒群的特征参数;采用灰色关联分析了它们与矿渣活性指数的关系.结果表明:矿渣粒径为0～10 μm时,其圆当量径、特征粒径、均匀性系数、圆度和面积充满度与活性指数呈负关联,伸长度、表面粗糙度和分数维呈正关联.其中表面粗糙度对活性指数的影响最大,可以很好地体现矿渣活性,同时也可表征试剂在粉磨过程中对矿渣颗粒机械力作用的效果.随着龄期增长,矿渣颗粒群特征参数对其活性指数的影响下降.