含废弃泥浆和渣土同步砂浆配比优化及性能改善分析

采用致密堆积设计思想并结合新拌浆体试验确定出同步砂浆配合比,并开展了减水剂对该同步砂浆性能影响研究.在不掺外加剂的同步砂浆配比中,筛分渣土∶黄砂=1.97∶1,水胶比0.65,胶砂比为0.8,3 d抗压强度可达到0.61 MPa,28 d抗压强度可达到4.5 MPa,萘系减水剂能够明显提高同步砂浆的流动度,掺2.0%减水剂同步砂浆的流动度是不掺外加剂的流动度2倍以上,而其3 d抗压强度和不掺减水剂配比相近,28 d抗压强度则是不掺外加剂配比的1.16倍,砂浆流动度、强度以及其他参数均能满足规范和施工要求.微观分析显示,掺减水剂配比的不同龄期试样的孔径和孔隙率低于不掺减水组配比,是其强度高的主要原因之一.     

外加剂对碳纤维砂浆力学性能和结构的影响

利用正交实验法分析了分散剂、减水剂等外加剂对碳纤维水泥砂浆力学性能和结构的影响。实验结果表明,本实验条件下外加剂最佳掺量分别为：甲基纤维素0．1％,硅粉12％,膨胀剂6％,减水剂0．9％,消泡剂0．06％,此时碳纤维水泥砂浆可以获得较好的力学性能;另外,试样压汞试验的孔径分布数据和SEM扫描图像分析表明,外加剂可以改善碳纤维水泥砂浆的孔径分布和表面形态．从而有利于提高材料的力学性能。     

使用聚羧酸类高效减水剂配制C100高性能混凝土的应用研究(英文)

利用新型聚羧酸高效减水剂(n-SPC)制备了C100高性能混凝土.考察了n-SFC对水泥浆流动性和减水效率的影响,测定了C60,C100和混凝土管桩的抗压强度.结果表明,n-SPC只需加入萘系高效减水剂(FDN-5)的1/3就可以达到与FDN-5相同的流动性和坍落度值,C100的7 d抗压强度为95.6MPa,28 d为119.2MPa;以0.16%n-SPC作为添加剂的混凝土管桩就能获得添加0.65%FDN-5相同的抗压强度,二者分别为103.0 MPa和102.3 MPa.     

流动性高强再生混凝土工作性和力学性能试验研究

为研究减水剂掺量对流动性高强再生混凝土工作性和力学性能的影响,通过改变减水剂掺量(0.45%、0.55%、0.65%、0.75%、0.85%),完成了不同再生骨料取代率(0、30%、40%、50%)的再生混凝土工作性和力学性能试验研究。研究表明:随着减水剂掺量的增加,再生混凝土坍落度值增大;减水剂掺量对再生混凝土早期抗压强度影响规律不明显;减水剂掺量为0.65%~0.75%时,再生混凝土28 d抗压强度、抗拉强度和抗折强度均有明显增加,拉压比和折压比值也达到峰值。     

亚硝酸钙对硫铝酸盐水泥水化硬化过程的影响

利用维卡仪、水化热、XRD和DTG等测试手段,研究亚硝酸钙(Ca(NO2)2)对硫铝酸盐水泥(SAC)初凝时间和终凝时间、力学性能、水化放热速率及水化产物的影响.结果表明:当亚硝酸钙的质量掺量为1. 2%时,可显著缩短初凝时间和终凝时间,加快硫铝酸盐水泥的凝结;明显提高硫铝酸盐水泥早期的抗压强度,对后期抗压强度的提高幅度较小,标准养护条件下1 d和28 d抗压强度分别提高25. 0%和6. 1%;使水化第一、第二放热峰值分别提高35. 9%和34. 3%,并增加水化放热量;亚硝酸钙的溶解改善硫铝酸盐水泥浆体系统的水化环境,有利于水化产物钙矾石(AFt)的结晶,从而促进水化并提高抗压强度.     

石灰石粉掺量对超高性能混凝土水化演变的影响

为制备生态型超高性能混凝土,采用不同体积掺量的石灰石粉(34%,54%和74%)降低超高性能混凝土(UHPC)中的水泥和硅灰用量,并研究石灰石粉对UHPC的抗压强度发展和水化演变的影响.试验结果表明:由于水泥中只含有少量的C_3A,石灰石粉在UHPC中几乎不参与化学反应,只作为一种惰性的填充材料;与传统配合比相比,掺加54%石灰石粉不仅能改善拌合物的工作性,还能提高混凝土的抗压强度,56 d时,UHPC的抗压强度由155 MPa提高至170 M Pa;由于填料稀释效应,水泥的水化程度由39.0%提高至66.2%.研究发现,过高掺量的石灰石粉会降低体系中活性组分的含量,因此石灰石粉最优掺量的确定需要满足体系内水泥与水含量的平衡关系,符合水泥完全水化理论要求,确保UHPC体系中具有足够的水化产物能够胶结其他颗粒材料.     

水性聚合物和化学外加剂协同作用对水泥砂浆强度的影响

利用Box-Behnken实验设计(BBD)方法研究水溶性聚合物(聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM))和化学添加剂(有机硅消泡剂(SD)、聚羧酸减水剂(PC))复配对水泥砂浆抗压强度的影响,得出能反映化学组分掺量与水泥砂浆强度关系的二次方程、化学组分与水泥砂浆强度的帕累托图(Parrot)。结果表明:聚乙烯醇对水泥1 d砂浆强度的贡献最大,随着龄期的增长,作用逐渐减小。聚丙烯酰胺对强度的影响主要体现在28 d,聚羧酸减水剂的作用主要体现在3 d。此外,有机硅消泡剂和聚丙烯酰胺的交互作用存在于整个水化过程中,而有机硅消泡剂和聚羧酸减水剂的交互作用主要体现在3 d前。     

水性环氧树脂对铁尾矿加气混凝土力学性能及抗冻性的影响

目的研究水性环氧树脂的掺量对铁尾矿加气混凝土的吸水率、密度、抗压强度、冻融后的质量损失率和抗压强度损失率的影响.方法通过掺入不同掺量的水性环氧树脂制备铁尾矿加气混凝土试样,经冻融循环后,测试其质量损失和强度损失,重点分析水性环氧树脂掺量对加气混凝土抗冻性能的改善作用,并利用XRD和SEM等分析方法,研究不同掺量下加气混凝土试样的水化产物及结构特点.结果水性环氧树脂较为适当的掺量范围为3%~5%.当水性环氧树脂掺量大于3%时,制备试样的吸水率较为明显的降低;制备试样的密度有较大幅度的升高.当水性环氧树脂掺量为3%时,制备试样15次冻融循环后的质量损失率和抗压强度损失率开始较为明显的降低;当水性环氧树脂掺量大于3%时,试样的质量损失率和抗压强度损失率的降幅逐渐减小.结论当水性环氧树脂掺量为3%时,对加气混凝土的抗冻性开始起作用,15次冻融后试样的质量损失率和强度损失率分别为3.981%和20.019%;水化产物以托勃莫来石、C-S-H(II)和复合的交联的胶凝材料相为主.     

陶泥的活性评价及其对混凝土抗压强度的影响

通过活性试验对陶泥进行活性测试及评价,并将陶泥作为混凝土辅助胶凝材料,探讨了陶泥对混凝土抗压强度的影响.试验结果表明,陶泥具有反应活性,作为混凝土辅助胶凝材料能与混凝土中水泥水化产物Ca(OH)2发生二次水化反应;陶泥混凝土抗压强度与基准混凝土抗压强度随龄期发展规律相似;随着陶泥取代水泥量(质量分数)的增加,混凝土各龄期抗压强度呈下降趋势;陶泥取代水泥量不超过30%,混凝土强度等级可达到设计强度等级C30或C40;取代量相同时,陶泥混凝土与粉煤灰混凝土各龄期抗压强度比较接近.     

基于界面改性的水泥混凝土力学性能和机理

为了提高混凝土的力学性能,首先选取活性外加剂硅灰,采用内掺法将其掺入水泥,然后对不同硅灰掺量的净浆与混凝土进行了宏观力学试验;分别对比了硅灰对净浆与混凝土力学性能的改善结果,并分析了其产生改性结果差异的原因;最后结合扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)与X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)微观试验技术探究了其改性机理。结果表明：硅灰的掺入对水泥净浆的力学性没有明显改善;基于界面改性的水泥混凝土其28d抗压强度提升幅度较大,当硅灰掺量为10%时,较未改性混凝土其抗压强度提升了26.4%,可以推断出硅灰改善了混凝土界面从而提高混凝土整体力学性能;对比界面改性前后混凝土扫描电镜图,硅灰不仅提高了水泥基体的密实度,还改善了混凝土界面的结构与密度,以及界面处水化产物氢氧化钙的排列方式;硅灰具有填充效应、促进二次水化反应及与氢氧化钙发生火山灰反应等特性,随着硅灰的掺量的增加,氢氧化钙含量减小,C₃S和SiO₂增加,利用硅灰与水化产物间的物理、化学作用,达到改善改性后混凝土综合性能的目的...     

快凝快硬高强混凝土制备与机理分析

以自制超早强剂与普通硅酸盐水泥为试验对象,采用常规工艺技术,制备出的快凝快硬高强混凝土6h抗压强度10 MPa,抗折强度1.5 MPa,1d抗压强度大于40 MPa,抗折强度达到5 MPa,28d抗压强度80MPa,抗折强度10 MPa,且180d强度有明显增长.使用XRD和TG-DSC等测试手段对水化试样进行分析,结果表明:超早强剂的掺入加速了硅酸盐水泥水化,促进早期钙矾石晶体生成,以及Ca(OH)2向钙矾石转化,从而促进早期强度发展,尤其促进6h到1d的水化硬化.     

大掺量污泥灰对泡沫混凝土孔结构和性能的影响研究

为了研究大掺量污泥灰对水泥-污泥灰泡沫混凝土孔结构、力学性能和热工性能的影响,本文选用普通硅酸盐水泥、污泥灰(SSA)(掺量0%~65%)、M ighty-150减水剂、表面活性发泡剂等材料,在低水胶比(0.35)条件下,采用混合料固定体积法进行不同配合比泡沫混凝土的对比试验研究.测试抗压强度和导热系数,并用读数显微镜和图像分析软件分析了泡沫混凝土的气孔结构.结果表明,随着污泥灰掺量的增加,气孔孔径增大,且小孔(10μm≤d100μm区间内)比率逐渐减小,同时气孔变形增大,总孔隙率先减小后增大.随着污泥灰掺量的增加,泡沫混凝土的28 d抗压强度变化规律与孔隙率相似(但仍满足JC/T1062—2007规定的A7.5强度等级要求);导热系数的变化则反之.同时,回归表明,泡沫混凝土的28 d抗压强度和导热系数分别与污泥灰掺量的变化呈指数关系和二次函数关系,并且均具有良好的相关性.     

外加剂对氯氧镁水泥水化过程影响

为改善氯氧镁水泥(MOC)水化速率快、凝结时间短的特性,选择适宜的聚羧酸减水剂和某酸类缓凝剂掺入到MOC中以提高水泥的和易性。首先,通过水化热试验研究了基准MOC水化历程,并划分了水化阶段,运用水化动力学方法研究不同水化阶段的主要受控因素;然后,分析外加剂对MOC水化放热量、水化速率、水化产物类型及形貌的影响,采用动力学方程对比研究了外加剂作用下MOC水化历程的变化;最后,以旋转黏度试验表征外加剂作用下MOC水化过程的变化,以浸水后力学强度与未浸水强度的比值表征外加剂作用下MOC耐水性变化。研究结果表明:MOC水化过程与硅酸盐水泥类似,可分为起始期、诱导期、加速期、减速期和稳定期,其中加速期阶段水化速率完全受控于结晶成核和晶体生长,之后相边界反应和扩散因素逐渐影响水化速率;MOC结晶成核和晶体生长速率直接影响水泥浆体的凝结时间,降低MOC水化速率的主要措施为控制其结晶速率;掺入减水剂、缓凝剂等外加剂并没有改变MOC水化产物,但其晶体形貌得到改善,浸水试验表明改善后的晶体形貌耐水能力更加优异;减水剂提高了浆体流动度,缓凝剂能够有效延长水化诱导期,加速期向后推迟了约2 h,但会小幅降低MOC的力学强度;旋转黏度试验表明添加外加剂有利于提高MOC的流动度。     

柠檬酸对固化硼废弃物性能的影响

目的研究柠檬酸改善固化硼废弃物性能的作用.方法测试柠檬酸对固化硼废弃试样抗压强度和凝结时间的影响,用电镜扫描观察掺入柠檬酸前后微观结构的变化,并用XRD分析其水化产物.结果当柠檬酸掺量为1.0%时,试样的3 d和28 d抗压强度达到最大值,分别为17 MPa和47 MPa,柠檬酸掺量在0.4%～1.0%时,对凝结时间影响较为显著.微观分析发现,掺入柠檬酸的硫氧镁水泥试样有较多的针柱状的5·1·7相晶体产生而没有Mg(OH)_2晶体,且5·1·7相峰值强于未掺入柠檬酸的试样中的3·1·8相峰值.结论固化硼废弃物试样的3 d和28 d抗压强度随柠檬酸掺量的增加先增加后减小,在掺量为1.0%时最高,浆体的凝结时间呈逐渐延长的趋势.     

聚羧酸减水剂对水泥水化历程的影响

通过测定掺聚羧酸减水剂水泥浆体的凝结时间、化学收缩、初期水化放热、抗压强度,同时利用XRD分析,对减水剂作用下水泥水化进行了研究.结果表明:聚羧酸减水剂在具有较好分散性的同时具有较强的缓凝作用,有效抑制初期水化,而不影响后期水化.随掺量的增加缓凝时间增长、化学收缩减小,第一放热温峰增强,第二放热温峰延迟和消弱;随掺量增加,水化1d的CH特征衍射峰明显降低,28d的CH特征衍射峰增强,当掺量为w(减水剂)=1.5%时,3d强度降低10%～30%,7d强度降低5%～15%,而28d强度无明显降低.     

纳米CaCO_3对砂浆强度和微观结构的影响

为了解不同纳米CaCO_3粉末掺量对水泥砂浆力学性能和微观结构形貌的影响和发展规律,试验取纳米CaCO_3的掺量分别为0,0.4%,1.2%,1.8%,2.2%,3.0%,对不同掺量下砂浆的力学性能和微观结构进行比较分析。结果表明:纳米CaCO_3可明显提高砂浆的抗折强度和抗压强度,掺量为2.2%时,3,7,28 d龄期的砂浆抗折强度比基准提高了17.1%,18.4%,43.6%,抗压强度比基准提高了32.3%,26.8%,28.9%;同时该掺量下7 d的水泥砂浆,其微观结构的水化硅酸钙凝胶最多,孔隙率和裂隙最低,Ca(OH)_2的取向程度最低,结构最为致密。     

超细矿渣复合防腐剂对混凝土界面区晶体取向和尺寸影响

目的研究超细矿渣制备的复合防腐剂对骨料-水泥石界面区(ITZ)结晶状态及其对混凝土抗硫酸盐腐蚀性能的影响.方法利用SEM、XRD等微观研究方法对ITZ的结晶尺寸、取向及复合防腐剂的改善作用进行研究.结果试样的ITZ结晶产物尺寸较大,结构较为疏松,水化早期发生了Ca(OH)2的富集和取向结晶;经过硫酸钠溶液浸泡28 d试样的Ca(OH)2晶体取向指数较标养28 d试样增加了1.07到1.66倍,AFt晶体取向却没有明显变化.结论复合防腐剂的加入使试样ITZ晶粒尺寸普遍低于基准试样,说明石膏激发超细矿渣具有细化晶粒作用.当石膏质量分数占复合防腐剂总量20%时,混凝土Ca(OH)2晶体结晶取向和晶粒尺寸较小,抗硫酸盐侵蚀能力最佳.     

油基岩屑掺合料对混凝土力学性能的影响

为了研究油基岩屑掺合料对混凝土各项力学性能的影响,将油基岩屑替代基准组混凝土中的细集料,对不同替代率(0%,5%,10%,20%,30%,40%)和不同养护时间(7 d,28 d)的油基岩屑掺合料混凝土分别进行了抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度试验。结果表明,油基岩屑掺合料对混凝土的各项力学性能产生了不同程度的影响,混凝土抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度随着油基岩屑掺入量增大而减小。随着油基岩屑替代率由0%增大到40%,养护28 d的混凝土抗压强度由32. 1 MPa降低至12. 6 MPa,抗折强度由4. 16 MPa降低至2. 18 MPa,劈裂抗拉强度由2. 61 MPa降低至1. 67 MPa。随着油基岩屑替代率的增加,混凝土拉压比总体呈增大趋势。     

高温地下工程混凝土力学性能试验研究

课题通过混凝土基本物理力学性能实验,分析高温地热环境下衬砌混凝土力学性能的影响因素。在混凝土力学性能实验中,分别以温度变化、减水剂、粉煤灰和矿粉的使用情况为变量,得出在70℃高温环境下,添加0.8%减水剂、单掺20%粉煤灰的混凝土力学性能最优的结论。最后从外加剂和掺合料使用方面提出改进混凝土力学性能的方案。     

5 ℃低温下复合早强剂性能与早强机理

以溴化钙、溴化锂和三异丙醇胺3种组分设计新型低温早强剂,研究5℃下低温早强剂的早强性能及其对混凝土综合性的影响,并探讨其早强作用机理.结果表明:掺低温早强剂C50混凝土,5℃养护1 d、3 d、7 d、28 d龄期下抗压强度较对比样分别提高57%、32%、23%和12%,混凝土各龄期强度已接近对比样在20℃下的强度.低温早强剂会使混凝土干缩略有增大,56 d前混凝土电通量增大0.7%～10.1%.5℃低温下,掺低温早强剂水泥水化生成新的含溴C-S-H凝胶和水化溴氧铝酸钙产物,孔隙或凝胶产物表面有针棒状钙矾石、片状Ca(OH)_2晶体生成,产物微观结构更加致密,孔径细化,总孔隙率降低.