硅灰对水泥净浆与砂浆性能及砂浆结构影响的研究

探讨不同掺量的硅灰对水泥净浆与砂浆性能及砂浆结构的影响.结果表明:掺入硅灰可以减缓水泥早期水化反应速度,使水化产物减少,结构疏松,使水泥砂浆早期强度有所下降.掺入适量的硅灰可以提高水泥后期水化反应速度,使水化产物增多,提高水泥砂浆的密实度,并能促使水化反应长期进行,从而提高水泥砂浆的后期与长期强度;硅灰的优化掺量为8%.掺入硅灰会降低水泥净浆的流动性,增加水泥的凝结时间,但水泥的安定性均为合格.     

苯丙乳液与纳米SiO2复合改性超细水泥胶浆的力学性能

结合混凝土桥梁底板裂缝注浆材料应满足流动度好、变形能力强及凝结时间短等技术要求,通过苯丙乳液和纳米SiO₂对超细硅酸盐水泥和超细硫铝酸盐水泥胶浆进行复合改性,系统研究了苯丙乳液掺量对超细水泥胶浆的施工性能和力学性能的影响规律,最终确定了其合理配比。试验结果表明：尽管苯丙乳液对超细水泥胶浆的抗压强度具有一定不利影响,但能显著改善超细水泥胶浆的施工性能,提高其抗折强度、拉伸变形能力和折压比,从而提升超细水泥胶浆的韧性。经苯丙乳液和纳米SiO₂复合改性的超细水泥胶浆可望在混凝土桥梁底板裂缝的修补工程中得以推广应用。     

不同界面剂对湿接缝混凝土黏结性能影响

为了研究界面剂对湿接缝粘结性能的影响,首先通过力学性能试验,确定硅灰水泥净浆界面剂中硅灰的最佳掺量,再通过劈裂抗拉强度试验、三点弯曲试验和抗剪强度试验,探究普通水泥净浆、硅灰最佳掺量下的水泥净浆、环氧树脂作为界面剂,对湿接缝粘结性能的影响效果。结果表明:硅灰最佳掺量为8%,此时水泥净浆力学性能最优,从抗拉角度和抗剪角度进行分析,不同界面剂对湿接缝粘结性能的影响,由大到小排序均为:环氧树脂界面剂＞掺8%硅灰水泥净浆界面剂＞普通水泥净浆界面剂＞无界面剂,其中普通水泥净浆界面剂对湿接缝粘结性能提升较小,而环氧树脂界面剂和掺8%硅灰水泥净浆界面剂对湿接缝粘结性能提升效果较为明显。     

纳米CaCO3对水泥基材料性能与结构的影响及机理

采用超声波分散方式将纳米CaCO_3掺入水泥基材料,研究了不同掺量纳米CaCO_3对水泥基材料性能与结构的影响,并利用X射线衍射和扫描电镜分析其影响机理.结果表明:掺入纳米CaCO_3后,水泥基材料流动度降低,浆体表观密度增大,抗折和抗压强度提高.纳米CaCO_3掺量为1.5%(质量分数)时,对水泥基材料的力学性能提高最为显著,纳米CaCO_3掺量过多则不利于强度发展.纳米CaCO_3的掺入会加速水泥的水化,早期使水化产物Ca(OH)_2等增加;纳米CaCO_3改善了界面结构和水泥石结构,使水泥基材料的结构变得更加均匀密实.结果显示纳米CaCO_3掺入后对水泥基材料的力学性能与结构有利.     

掺合料水泥混凝土抗盐冻性能研究

耐久性是混凝土最重要的指标,耐久性的退化会直接影响结构的可靠性和安全性.当混凝土暴露于盐溶液和冻融环境下,会加剧混凝土的冻融破坏,混凝土表面将会产生剥落,同时动弹性模量会下降,严重影响混凝土构件的耐久性.通过对粉煤灰、矿渣粉和硅灰三种矿物掺合料对水泥混凝土力学性能、物理性能以及抗盐冻性能的研究表明,三种矿物掺合料的掺入均能改善混凝土抗氯离子渗透能力;粉煤灰的掺入会降低混凝土的强度及抗冻性能,而矿渣粉与硅灰的掺入会改善混凝土的抗压强度及抗冻性能,且小掺量的硅灰能够显著改善混凝土的物理、力学及抗冻能力.     

基于再生微粉的复合胶凝体系水化特性研究

为了解基于再生微粉的复合胶凝材料的水化硬化机理，本文将再生微粉和粉煤灰单掺或与硅灰复掺以50%、60%、70%的取代率取代水泥制备水泥净浆试件，研究其抗压强度、水化放热速率、放热量及水化产物的变化规律。结果表明：随着取代率增加，胶凝材料抗压强度降低，取代率为50%时，胶凝材料力学性能最佳，其中复掺再生微粉和硅灰龄期为7d时，其抗压强度达到了29.1MPa;复掺再生微粉和硅灰的早期放热速率与复掺粉煤灰和硅灰基本一致，但加速了二次放热且放热量均低于纯水泥组；通过XRD试验可以发现，随着取代率增大，复掺再生微粉和硅灰的Ca(OH)₂衍射峰逐渐减弱，表明其促进了二次水化，也证明了再生微粉具有火山灰活性，且再生微粉的火山灰活性大于粉煤灰。该结果可为研发生态建筑材料提供理论支撑。     

磷酸镁混凝土路面快速修补材料的耐水性试验

目的研究不同外加剂对磷酸镁混凝土耐水性能的影响.方法掺入无机外加剂磷酸盐、硅灰、聚丙烯纤维等外加剂来对磷酸镁混凝土的力学性能、体积稳定性和强度保留率进行分析,与基准混凝土进行对比,从而确定各种外加剂磷酸镁混凝土的耐水性优劣.结果当掺入的磷酸二氢钾与原材料磷酸二氢铵质量比为2∶3时,磷酸镁混凝土力学强度发展较好,且在水中体积稳定性较为理想;当硅灰掺量为5%时,强度保留率达到最高值80. 5%;当硅灰掺量为10%时,试件抗压强度低于基准试件,且在水养条件下强度产生倒缩,耐水性较差.结论磷酸盐对磷酸镁混凝土耐水性改性效果优于掺加铁盐和铝盐的耐水性,适当掺量的硅灰能够有效改善磷酸镁混凝土的耐水性能,聚丙烯纤维能够与磷酸镁混凝土产生协同作用耐水性能更为显著.     

水泥改性乳化沥青混凝土力学性能与微观机理

研究了不同水泥用量对乳化沥青混凝土的抗压强度和抗压回弹模量、抗折强度和抗折回弹模量等力学参数的影响.使用红外光谱、X衍射和扫描电子显微镜,研究了水泥乳化沥青胶浆以及混凝土界面的微观结构特征.结果表明,加入水泥后,乳化混凝土力学参数有较大提高,并随着水泥用量增加而增大;水泥与乳化沥青之间没有发生明显的化学反应;水泥与乳化沥青中的水相发生了水化反应,水化产物与水泥在水中的水化产物相同;呈网状的水化产物与沥青通过物理复合形成的水泥沥青胶浆,增大了沥青胶浆的粘度,改善了胶浆与集料界面的粘结,提高了混凝土的力学性能.     

碱矿渣混凝土强度及流动性研究

矿渣主要是一种填充料或者代替部分硅酸盐水泥熟料加工成矿渣水泥,同时也是碱激发水泥的重要材料.通过改变粉煤灰、水玻璃、偏高岭土、硅灰以及石灰的掺量,评价其对碱矿渣混凝土和易性及立方体抗压强度的影响.试验结果表明:粉煤灰及水玻璃的掺入能够改善碱矿渣混凝土的和易性,其中粉煤灰改善效果更为显著,硅灰、石灰以及偏高岭土的掺入会降低碱矿渣混凝土和易性;粉煤灰、石灰及偏高岭土的掺入会降低碱矿渣混凝土28 d抗压强度,其中偏高岭土对强度影响最为显著,水玻璃、硅灰的掺入能够增强碱矿渣混凝土28 d抗压强度,其中水玻璃对强度的改善效果较为显著.     

聚合物改性水泥混凝土性能研究

混凝土材料在工程中被广泛应用,但其本身的脆性很大程度上限制它的应用领域,高性能聚合物改性混凝土具备较好的抗折、抗压强度以及耐腐蚀性.本研究聚合物改性剂是由AB-EP-4型环氧树脂、AB-HGA型环氧固化剂按照3∶2的质量比例掺配而成,制作聚灰比分别为0%、3%、6%、9%、12%的混凝土试件,分析聚合物改性水泥混凝土的力学性能和耐久性能.通过抗压试验、抗拉试验、抗折试验以及动弹性模量等力学性能试验研究聚合物掺量对普通混凝土力学性能的影响,与普通混凝土相比,聚合物改性水泥混凝土抗压强度没有改善,但其抗拉强度及抗折强度得到增强,弹性模量下降.当聚灰比为6%时,混凝土的力学性能得到较好改善;改性混凝土抗冻等级增加,质量损失降低;当聚合物掺量为9%~12%时,对混凝土的抗冻性能增强效果最优.     

矿物掺合料对3D打印水泥基材料力学各向异性的影响

为探究矿物掺合料在3D打印混凝土中的作用机理，研究粉煤灰(FA)、矿粉(S)、硅灰(SF)单掺和复掺对3D打印水泥基材料抗压强度、抗折强度的影响.结果表明：单掺时，打印组和模筑组力学性能的变化规律基本保持一致，粉煤灰和矿粉会降低混凝土的抗压强度和抗折强度，而硅灰则会提高混凝土的力学性能.复掺时，材料力学性能大小顺序为：S+SF>基准组>FA+SF>FA+S.此外，3D打印混凝土的抗压强度无明显各向异性，而抗折强度有明显的各向异性.打印组在x方向的抗折强度比y、z方向低25%～40%,在x、y、z方向的抗折强度比筑模组低10%～30%.     

不同活性掺合料RPC力学性能试验研究

为了研究不同活性掺合料的活性粉末混凝土(RPC)在不同养护温度条件下的基本力学性能,分别对24组不同养护温度、不同活性掺合料的RPC试件,进行抗压强度和抗折强度试验。结果表明:同一种活性掺合料替代硅灰比例相同时,高温养护条件下的RPC试件力学性能优于常温养护条件下的RPC试件;在相同温度下,不同活性掺合料替代硅灰比例为40%~60%时,RPC试件抗压强度大小依次为:粉煤灰微硅粉石英砂;活性掺合料种类和替代硅灰比例的改变对RPC试件抗折强度影响不是很大;钢纤维的掺入对RPC试件的强度有一定的提高作用。     

硅粉路面混凝土强度特性

掺加矿物细掺料———硅粉是提高路面混凝土使用性能的有效途径。针对重载交通特点,运用正交试验方法,系统研究了硅粉路面混凝土的强度特性,分析了硅粉对混凝土强度的影响,并确定了最优配合比。结果表明,硅粉的掺入虽然对混凝土早期强度不利,但有利于后期强度的提高。在最优配合比条件下,硅粉路面混凝土28d的抗折强度达8.30MPa,而抗压强度达60.83MPa,完全能满足重载交通的要求。     

超高性能混凝土掺合料应用综述

超高性能混凝土(UHPC)具有高强、高韧和耐腐蚀等特性,前景广阔。高水泥含量是导致UHPC经济效益低、环境污染重和能源消耗高的重要因素之一,限制了其广泛应用。相较于水泥,硅灰、粉煤灰、粒化高炉矿渣、石灰石粉和偏高岭土及稻壳灰等掺合料的CO2排放与能耗更低,作为工业或农业废弃物来部分替代水泥,配置低水泥用量UHPC意义重大。在UHPC特有的超低水灰比条件下,各掺合料的理化性质差异明显,水化过程中可同时产生一种或多种效应,包括增塑效应、微集料效应、火山灰效应、形态效应和温峰削减效应,综合对比各掺合料水化结果,硅灰和粉煤灰对UHPC产生的影响最为突出。合理的单掺对减小基体孔隙率、优化孔结构,提高UHPC工作性能、力学性能和耐久性能效果显著,多掺形成的多元复合胶凝体系可相互促进原材料之间的水化耦合,弥补高含量单掺替代水泥引起的稀释或增稠等缺陷,制备出更高品质的UHPC。可见,深入揭示掺合料在UHPC中的应用对于完善现有的堆积理论模型,高效利用原材料和废物再利用至关重要。     

硅灰耐高温低密度水泥浆的研究

用硅灰作高温稳定剂,漂珠为减轻剂,与G级油井水泥配制密度为1•5g/cm3的水泥浆。该水泥浆的特点是:①密度低,用水量小;②在低温下强度高、滤失量低、析水为零、稠化时间可调、流变性好,能满足施工工艺的要求;③水泥石能承受高温,在350℃、20MPa下养护3天,强度达12MPa。该低密度水泥浆可用于低压易漏地层稠油热采井的固井,并可大大减轻因高温引起的水泥石强度衰退,延长油井的寿命。     

Y型聚丙烯纤维/硅灰对混凝土强度性能的影响

用Y型聚丙烯纤维和硅灰增强水泥混凝土,研究不同掺量条件下,对混凝土抗压性能的影响,并分析聚丙烯纤维以及硅灰在阻裂增强方面的作用机理.研究表明,加入聚丙烯纤维可使混凝土的抗裂、抗收缩性能提高,但会使混凝土中的孔隙率增大,使抗压强度有一定程度的降低;加入硅灰后,水泥石的密实性提高,抗压强度增大.     

Effect of Silica Fume on Mechanical Properties of Concrete Incorporating Steel Slag Powder

This study investigated the effect of silica fume(SF) on mechanical properties of concrete incorporating steel slag powder(SSP). The compressive strength and splitting strength tests of concrete with different content of SF(0%, 4%, 8% and 12%) and of SSP(0%, 10%, 20%, 30% and 40%) were carried out, and the test results were analyzed and fitted. Obtained results showed that the brittleness, compressive strength and compressive strength discreteness of concrete increased due to the incorporation of SF. SSP weakened the compressive strength of concrete, which reduced within 10% when the content of SSP was less than 20%. SF and SSP showed synergistic hydration effect when they were mixed, and the optimal group was SF8 SSP30, whose compressive strength was close to that of plain concrete, and whose brittleness as well as discreteness of compressive strength were lower relatively. With the content of SSF and of SSP as variables, the tension-compression ratio and compressive strength of concrete can be well estimated by surface fitting.     

Effect of silica fume on the fresh and hardened properties of fly ash-based self-compacting geopolymer concrete

The effect of silica fume on the fresh and hardened properties of fly ash-based self-compacting geopolymer concrete (SCGC) was investigated in this paper. The work focused on the concrete mixes with a fixed water-to-geopolymer solid (W/Gs) ratio of 0.33 by mass and a constant total binder content of 400 kg/m3. The mass fractions of silica fume that replaced fly ash in this research were 0wt%, 5wt%, 10wt%, and 15wt%. The workability-related fresh properties of SCGC were assessed through slump flow, V-funnel, and L-box test methods. Hardened concrete tests were limited to compressive, splitting tensile and flexural strengths, all of which were measured at the age of 1, 7, and 28 d after 48-h oven curing. The results indicate that the addition of silica fume as a partial replacement of fly ash results in the loss of workability; nevertheless, the mechanical properties of hardened SCGC are significantly improved by incorporating silica fume, especially up to 10wt%. Applying this percentage of silica fume results in 4.3% reduction in the slump flow; however, it increases the compressive strength by 6.9%, tensile strength by 12.8% and flexural strength by 11.5%.