高性能矿渣基复合掺合料的研究

矿渣粉较高的价格以及大掺量矿渣混凝土的泌水一直是其在建筑工程中大规模应用的主要障碍.本研究选用转炉钢渣粉、石灰石粉和粉煤灰作为矿渣基掺合料的辅助原料,重点考察了掺合料组成与性能之间的关系.结果表明:转炉钢渣粉具有减水增密和抵抗泌水的突出功效.石灰石粉具有一定的早强作用.粉煤灰对胶砂流动度和强度发展有不良影响,但混凝土试验结果与之有所不同.当复合10%～20%转炉钢渣的矿渣基掺合料在混凝土中的掺量高达50%时,其新拌混凝土流动性和稳定性俱佳,28d抗压强度稍优于纯矿渣粉,而生产成本可降低30%以上.实现矿渣基复合掺合料在低成本前提下高性能化的关键在于掺合料在颗粒级配上的优化以及它们对水化进程的协同促进作用.     

Marsh时间测试碳酸盐矿-矿渣复合灌浆材料流变性

探讨了采用简单分段Marsh时间替代流变仪测试碱激发碳酸盐矿-矿渣复合灌浆材料浆液流变性能的方法,并把分段Marsh时间测试结果通过简单的模型计算,寻找它与流变仪测定的流变性能结果之间的对应关系。结果表明,简单分段Marsh时间测试所得到的流变参数,与用流变仪测试所得到的流变参数相比较,规律基本接近。     

蒸压加气混凝土砌块的吸水特性研究

采用毛细吸水试验对加气混凝土砌块的吸水性进行了研究,发现加气混凝土砌块的吸水高度与时间满足i=a s×t1/2的函数关系,对函数中各系数的物理意义及其影响因素进行分析探讨。结果表明:常数a主要由加气混凝土砌块表层状况及其孔半径决定;毛细吸水系数s主要取决于加气混凝土砌块的总孔隙率、连通孔数量及孔的分布;结合加气混凝土砌块孔结构测试数据,分析了毛细吸水率与砌块内部的连通孔、气孔孔径大小及孔径分布等因素之间的关系。     

还原铁法重构钢渣及其矿物组成

分别采用直接还原法和熔融还原法对柳钢和宝钢2种钢渣进行了铁还原重构试验,利用 X射线衍射、扫描电子显微镜研究了重构钢渣的矿物组成,并采用水泥胶砂强度试验法测定重构钢渣的活性指数。结果表明：直接还原法可将钢渣中铁氧化物还原成铁珠,尺寸范围为1～50μm,金属铁颗粒均匀分布在各种矿物之间;铁酸钙相、镁蔷薇辉石在重构过程中分解,柳钢钢渣硅酸三钙(C3S)和宝钢钢渣硅酸二钙(C2S)分解,钢渣重构后硅酸钙相组成由原钢渣中Ca/Si摩尔比决定;RO相被还原成金属铁和MgO,原钢渣总铁含量越高,铁还原越彻底。熔融还原法可将钢渣中铁氧化物还原成金属 Fe,在重力作用下渣铁分离,还原率近乎100%;随炉冷却渣矿物组成为钙铝黄长石、镁黄长石、C2S,与硬矿渣相似;水淬渣以玻璃体为主,柳钢和宝钢重构渣玻璃体含量分别为97%和73%,与水淬矿渣组成相近。采用还原铁法所得重构钢渣的活性指数显著提高。     

固化海水离子裂缝自修复剂制备及其在硬化水泥浆体中的作用机理

设计了可固化海水腐蚀性离子并加速裂缝愈合的新型自修复剂,并用于制备自修复功能骨料,同时对其对混凝土中裂缝的修复机制进行探讨.结果 表明:自修复剂对400 μm宽裂缝24 h的表面愈合率＞80％,愈合速度提高3倍;在裂缝口处快速形成并使裂缝愈合的沉淀物主要为水镁石和方解石,在破裂功能骨料内部的自修复产物则为羟钙石、方解石...     

CaO-Al2O3系统铝酸钙矿物水化活性差异的SCC-DV-Xα方法研究

建立了CaO-Al2O3系统C3A,C12A7,CA,CA2和CA65种铝酸钙化合物的计算模型并分别对它们进行了量子化学的电荷自洽离散变分Xα法(SCC-DV-Xα)计算. 计算结果表明:5种矿物的Ca-O共价键级大小呈C3A＜C12A7＜CA＜CA2＜CA6排列,最低空分子轨道(LUMO)与最高占据分子轨道(HOMO)能级之差也基本按上述顺序呈递增趋势,可以认为这是以上5种矿物水化活性依序降低的主要原因.     

基于抗氯离子渗透性的复合胶凝材料组成设计与性能

通常采用大量掺加辅助性胶凝材料的方式提高胶凝材料的抗Cl^–渗透性能,进而提升混凝土结构的耐久性和服役寿命,但会显著降低早期力学性能。为提高早期强度和抗Cl^–渗透性能,基于初始浆体密堆积与水化过程孔隙有效填充,设计细、中、粗粒度区间胶凝材料的种类和掺量,提高浆体的初始堆积密度和水化产物固氯能力,从而细化孔径并增大孔隙曲折度,采用59%的水泥熟料(粒径范围4～55μm),成功制备了3 d抗压强度27.3 MPa、28 d Cl^–扩散系数低至0.36×10^–12 m²/s的高抗渗透复合胶凝材料,为水泥基材料微结构调控和抗渗性能提升奠定基础。