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.     

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.     

低掺量粉煤灰基地聚物胶凝材料性能试验研究

为了研究粉煤灰基地聚物胶凝材料的组成对其性能的影响,对C类粉煤灰分别掺入少量（质量分数小于17%）偏高岭土和矿渣粉后,进行了两种地聚物胶砂试块的力学性能试验研究,并与相同配比、相同制作养护条件下的普通硅酸盐水泥胶砂试块进行了比较.试验结果表明：纯粉煤灰（C类）地聚物胶凝材料强度低于P.O 42.5水泥;当外掺料质量分数大于17%时,粉煤灰基地聚物胶凝材料强度超过同龄期（14 d）的水泥;掺入矿渣粉的粉煤灰基地聚物抗压强度高于掺入等量偏高岭土的粉煤灰基地聚物.     

钢渣-硅灰复合矿物掺合料对混凝土性能的影响

为了提高钢渣作为矿物掺合料在混凝土中的利用率,该文探索了在钢渣中掺入少量硅灰对钢渣性能的改善效果。将钢渣-硅灰复合矿物掺合料混凝土的抗压强度和氯离子渗透性与纯水泥混凝土、钢渣混凝土和矿渣(GGBS)混凝土进行了对比。研究结果表明:在高水胶比(水与胶凝材料质量比)的情况下,复合矿物掺合料混凝土的抗压强度高于钢渣混凝土,但低于矿渣混凝土和纯水泥混凝土;复合矿物掺合料混凝土能够获得理想的渗透性,但复合矿物掺合料对降低混凝土渗透性的能力不及矿渣。在低水胶比的情况下,硅灰的质量分数较低时(4%或7%),复合矿物掺合料混凝土的抗压强度接近矿渣混凝土;硅灰的质量分数较高时(15%),复合矿物掺合料混凝土的抗压强度超过矿渣混凝土。硅灰对钢渣性能的改善效果在混凝土的长龄期时更加明显。     

高掺量粉煤灰混凝土路面应用性能的试验研究

为了揭示高掺量粉煤灰混凝土性能，加快其在路面工程中的应用，研究了添加粉煤灰、硅粉和引气减水剂的混凝土性能，包括力学性能、部分耐久性、干缩性及耐磨性．通过对13种配合比混凝土性能评价，得出粉煤灰取代率为30％、硅粉掺入率为7％和引气减水剂为1％的混凝土，具有较高的抗折强度、抗压强度、低渗透性、高抗冻性、低干缩性、高耐磨性及良好的经济效益，建议该配合比为路面设计配合比．     

复合矿物掺合料高性能混凝土的试验研究

通过对复合矿物磨细矿渣、硅粉矿物掺合料高性能混凝土的试验,研究了最大限度降低水泥用量,优化高性能混凝土胶凝材料用量的问题．试验结果表明：水胶比仍是影响矿渣高性能混凝土强度的主要因素;磨细矿渣、硅粉等量取代水泥,取代值存在一个最佳值,分别是磨细矿渣掺量最佳值为凝胶材料总量的30％,硅粉的掺量为凝胶材料总量的15％,高效减水剂为凝胶材料总量的2．0％．     

不同碱当量、粉煤灰和矿渣掺量对碱激发粉煤灰-矿渣地聚物力学性能及微观结构的影响

粉煤灰、矿渣复配组成碱激发复合水泥可以改善单一组分碱激发水泥的性能劣势。为了研究不同碱当量、不同粉煤灰和矿渣掺量对碱激发粉煤灰-矿渣砂浆力学性能、干燥收缩及微观结构特性的影响,采用抗压、抗折强度试验、吸水率试验、干燥收缩试验、微观扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)及傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)试验进行表征。结果表明:3、7、28 d龄期时,随着碱当量和矿渣掺量增加,粉煤灰-矿渣砂浆抗压、抗折强度呈逐渐增加趋势,吸水率和干燥收缩率呈逐渐下降趋势。其中龄期为28 d,碱当量为6%、矿渣掺量为100%时,碱激发粉煤灰-矿渣砂浆抗压强度达到峰值110.84 MPa,抗折强度达到峰值10.77 MPa,吸水率最小,为1.2%,与4%的粉煤灰-矿渣砂浆相比,碱当量为6%的砂浆干燥收缩率均减少10%以上。由微观分析知,粉煤灰-矿渣砂浆在碱激发作用下水化产物主要为铝硅酸盐凝胶和水化硅酸钙凝胶,粉煤灰掺量越大,凝胶结晶度越低。碱当量越大,体系水化产物数量越多,结构越密实。     

矿物掺合料对再生混凝土早龄期拉伸徐变的影响

通过对1d龄期的再生混凝土拉伸徐变试件进行单轴拉伸,研究再生粗骨料、单掺粉煤灰和复掺粉煤灰加矿渣对再生混凝土早龄期各类拉伸徐变性能的影响. 结果表明：再生混凝土拉伸徐变性能与普通混凝土类似,呈现早期发展快、后期发展慢的规律;掺入70%再生粗骨料导致再生混凝土各类拉伸徐变增加,拉伸总徐变增幅为8.0%;单掺粉煤灰和复掺粉煤灰加矿渣均导致再生混凝土各类拉伸徐变增加,30%~60%粉煤灰掺量的再生混凝土拉伸总徐变增幅为8.5%~32.5%,30%~60%粉煤灰加矿渣复掺量的再生混凝土拉伸总徐变增幅为2.6%~21.7%;相较于单掺粉煤灰,复掺粉煤灰加矿渣的再生混凝土的拉伸徐变增幅较低.     

粉煤灰抑制砂岩碱硅酸反应

采用岩相法、砂浆棒快速法、混凝土棱柱体法研究了砂岩集料的碱硅酸反应活性,并评价了粉煤灰对砂岩集料碱硅酸反应的抑制效果.实验结果表明,该砂岩集料含有5%～12%微晶石英,具有碱硅酸反应活性.砂浆和混凝土试件的膨胀率随着粉煤灰掺量的增大而减小.水泥碱质量分数为2.0%时,粉煤灰掺量30%和40%的混凝土试件养护24月膨胀率仍然小于0.04%.Ⅰ级粉煤灰占胶凝材料质量分数大于30%,可以有效抑制砂岩集料的碱硅酸反应引起的膨胀.粉煤灰的加入降低了CSH凝胶中的Ca与Si摩尔比.低Ca与Si摩尔比的CSH凝胶可以吸附更多的Na 、K ,有效地抑制碱硅酸反应.     

石灰石粉对碱激发胶凝体系流变性能的影响

为解决碱胶凝材料反应过快而导致其流变性和工作性能差的问题,采用流变学原理研究了不同掺量下的石灰石粉(0%、5%、10%、15%、20%)对固体水玻璃和液体水玻璃激发矿渣—粉煤灰胶凝材料流变特性的影响。研究结果表明,新拌胶凝材料浆体内部的屈服应力和塑性黏度是影响碱胶凝材料流变性和工作性能的关键因素;反应生成的凝胶造成浆料内部颗粒团聚以及颗粒间作用力和摩擦力增大,从而导致屈服应力和塑性黏度增大,可以通过添加惰性矿物来改变浆料的屈服应力和塑性黏度;固体和液体水玻璃激发矿渣—粉煤灰胶凝材料符合Bingham模型,加入石灰石粉并未改变其流变模型;石灰石粉对固体水玻璃和液体水玻璃激发矿渣—粉煤灰胶凝体系的屈服应力和塑性粘度影响稍有不同,在液体水玻璃激发浆料体系中的塑性粘度以石灰石粉掺量20%为最小,而在固体水玻璃体系中掺入石灰石粉可使浆料的塑性粘度降低15%～30%。     

用水量对混凝土性能的影响

固定水胶比,调整用水量和掺合料掺加比例,研究了C30、C50混凝土用水量对混凝土力学性能和耐久性能的影响以及掺合料的最佳掺加比例.试验结果表明,对于C30混凝土用水量不超过175kg/m3,强度及耐久性均较佳,此时矿渣粉不能超过40%,粉煤灰不能超过20%.对于C50混凝土,用水量不超过160kg/m3时,强度及耐久性均较佳,此时粉煤灰掺量应小于15%,矿渣粉小于40%.     

再生骨料透水混凝土力学性能和耐久性研究

从优化水泥基体角度出发，搭配使用不同掺量的再生细骨料，旨在全面提升再生骨料透水混凝土力学性能、渗透性和耐久性. 首先，采用单纯形重心设计法对水泥（C）、粉煤灰（FA）和硅灰（SF）组成的三元胶凝体系进行优化设计，获得高性能水泥基体. 然后，分析了高性能水泥基体和再生骨料质量分数（0%、30%和50%）对透水混凝土力学性能和耐久性的影响. 试验发现，使用高性能胶凝材料，可以显著提升再生骨料透水混凝土的抗压强度和冻融耐久性，且可满足渗透性要求. 当再生骨料质量分数为0%、30%和50%时，28 d抗压强度分别提升72.4%、100%和44.2%；50次冻融循环质量损失分别为1.5%、2.2%和2.5%. 此外，研究发现再生骨料透水混凝土的破坏模式与胶凝材料性能和再生骨料质量分数相关，可为再生骨料透水混凝土设计和应用提供参考.     

高原干冷、干热环境下混凝土渗透性的试验研究

采用NEL快速试验方法,研究了水灰比、外加剂以及粉煤灰和硅粉两种矿物掺合料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。试验结果表明：水灰比降低,虽可以降低混凝土氯离子渗透系数,但不能有效地提高混凝土抵抗氯离子渗透能力,掺入矿物掺合料可以有效解决这一问题。硅灰与粉煤灰复合双掺能改善混凝土的抗氯离子渗透性;综合考虑,少量的硅灰与粉煤灰复合双掺是配制具有极低氯离子扩散渗透性混凝土的重要技术途径;高性能混凝土（HPC）比普通混凝土（OPC）的抗渗透性能要好。     

聚乙烯醇纤维强化水泥基复合材料的抗盐冻性能

通过氯盐环境中的快速冻融试验研究了纤维体积率、冻融循环次数、粉煤灰、硅粉对聚乙烯醇(PVA)纤维水泥基复合材料抗盐冻性能的影响。通过扫描电镜观察内部微观结构随盐冻作用的变化规律、PVA纤维在水泥基体中分布情况和界面结合状况。试验结果表明:PVA纤维的掺入可明显改善水泥基复合材料的抗盐冻性能;PVA纤维在基体中分散性较好,且与水泥基体界面结合状况较好;而粉煤灰、硅粉的掺入未明显改善PVA纤维水泥基复合材料的抗盐冻性能。     

掺矿渣活性粉末混凝土的抗氯离子渗透性研究

以活性粉末混凝土的基本配制原理为基础，掺入矿渣作为新的活性组份，配制出新型的具有超高性能的水泥基材料．抗氯离子渗透实验显示，该混凝土材料的结构非常致密，抗氯离子渗透性能远远大于其他品种的水泥基材料．硅粉对材料的抗氯离子渗透性能起主要的促进作用．掺入钢纤维和使用标准砂都有助于提高材料的抗渗性．通过X射线衍射、压汞实验以及扫描电子显微镜（SEM）等微观结构分析和研究，证实了以上观点．     

几种活性矿物掺合料对混凝土强度影响的探讨

本文初步分析、对比了几种活性矿物掺合料对混凝土强度的影响,结果发现用粉煤灰、粉煤灰及硅灰、磨细矿渣等量替代部分水泥的情况下,混凝土7天龄期时抗压及弯拉强度均下降,但28天龄期后粉煤灰、粉煤灰及硅灰两种掺合料的混凝土抗压及弯拉强度依然下降．磨细矿渣掺合料混凝土抗压及弯拉强度比纯水泥混凝土强度高？本文综合对比了几种活性矿物掺合料等量替代部分水泥措施的效果,推荐使用磨细矿渣部分等量替代水泥措施．     

粉煤灰加气混凝土复掺外加剂和矿渣的性能研究

目的研究复掺减水剂、矿渣和防水剂对粉煤灰加气混凝土吸水性能和抗压强度的影响,解决其吸水率高,抗压强度偏低的问题.方法通过复掺减水剂、矿渣和防水剂的手段,制备B05粉煤灰加气混凝土试件,测试加气混凝土试块的抗压强度和质量吸水率.结果减水剂掺量为0.60%时质量吸水率下降到63%,抗压强度3.26 MPa;复掺减水剂0.60%和矿渣掺量10%时抗压强度提高到4.03 MPa;3种防水剂中有机硅烷类的防水效果最好,质量吸水率下降到57%,3种防水剂的掺入均会导致抗压强度下降.结论复掺减水剂和矿渣粉选择合适的掺量,有助于提高抗压强度,降低吸水率;复掺减水剂、矿渣和防水剂,有机硅烷类的防水效果比较显著,高级脂肪酸类砂浆防水剂和硬脂酸钙乳液的防水效果一般.     

大掺量矿渣粉混凝土抗冻性能的研究

研究了用50%和70%(质量分数)矿渣粉替代硅酸盐水泥对混凝土抗冻性能的影响。结果表明:大掺量矿渣粉混凝土能经受175～200次冻融循环。矿渣粉掺量为50%时,其抗冻性能甚至优于硅酸盐水泥混凝土。在掺量加大为70%但不掺外加剂的情况下,矿渣粉的掺入对混凝土的抗冻性也无明显的劣化作用。另外,掺用0.5%的FDN减水剂,对大掺量矿渣粉混凝土的抗冻性具有较好的改善作用,可以配制满足大部分南方建筑工程抗冻要求的混凝土。     

滇东北典型沉积河砂碱活性检验及抑制措施研究

滇东北山地较多,河道中的砂多为山中石屑冲入河流中形成的沉积河砂。采用砂浆棒快速法检测了2种典型沉积河砂和1种河卵石破碎机制砂的碱活性,并考察了采用非活性机制砂取代部分活性河砂、复掺8%粉煤灰和12%矿粉、掺入20%粉煤灰等措施的抑制效果。结果表明,2种典型沉积河砂具有明显的碱-硅酸反应活性;河卵石破碎的机制砂无碱-硅酸反应活性;采用非活性机制砂取代50%沉积河砂,或者掺入8%粉煤灰+12%矿粉,或者两种方案同时采用,均不能有效抑制碱-硅酸反应;用I级粉煤灰取代20%水泥,可以有效抑制碱-硅酸反应,且此时是否用机制砂取代部分沉积河砂对膨胀率的影响不大。     

稻壳混凝土配合比设计及对工作性能的影响

以稻壳、粉煤灰、硅灰及水泥等为原料,用全计算配合比法配制稻壳混凝土,试验研究C30稻壳混凝土性能.结果表明:合理的稻壳掺量对混凝土的工作性能有一定的改善作用;适量掺入粉煤灰可以润滑集料颗粒,使混凝土具有更好的黏聚性和可塑性;硅灰和粉煤灰双掺,可以改善稻壳混凝土的黏聚性和保水性,比单掺粉煤灰效果更好.