高湿偏低温环境对蒸养混凝土强度发展的影响

采用在10~14℃水中养护模拟蒸养混凝土的高湿偏低温使用环境,研究掺加矿粉、粉煤灰和硅灰的混凝土经过(80±2)℃恒温6 h的强度发展。试验结果表明:掺加矿粉、粉煤灰、硅灰可显著提高蒸养混凝土的脱模强度,提高其抗裂性;10~14℃水养至28 d龄期,混凝土出现相对抗压强度倒缩现象,且脱模抗压强度越高的混凝土强度倒缩值也越高;劈裂抗拉强度的发展与其强度高低有关,脱模劈裂抗拉强度相对较低的试件,在整个养护期间,其值缓慢增长,而脱模劈裂抗拉强度相对较高的试件,在整个养护期间,其值出现相对倒缩;蒸养混凝土内部有大量孔隙,多数孔隙中存在针片状AFm相;混凝土在高湿偏低温环境中的吸水膨胀和AFm相向AFt相的转变是造成蒸养混凝土强度倒缩的主要原因。     

不同外加剂改性水泥土强度特性及细观结构分析

以粉煤灰、硅灰、石膏作为外加剂,与杭州典型工程粉质黏土和水泥混合制作改性水泥土,通过室内无侧限抗压强度试验研究了外加剂种类和掺量及养护龄期对改性水泥土强度的影响,并通过扫描电镜试验从微观角度阐释其强度变化规律的成因.研究结果表明：粉煤灰、硅灰、石膏三种外加剂对水泥土强度特性的改善效果从高到低依次为硅灰、石膏、粉煤灰;不同外加剂改性水泥土强度主要增长期均在14 d左右;以掺量为10%的硅灰和掺量为21%的水泥制作的硅灰改性水泥土在28 d养护龄期的强度最优,为8.11 MPa;未掺入外加剂的水泥土在微观上呈针尖状聚合结构,外加剂可通过填充针尖状聚合结构缝隙使水泥土形成稳定且更为致密的空间网状结构来提升水泥土的强度.     

特殊混合材对水泥浆流变性的影响

研究了矿渣、硅灰、粉煤灰、石灰石、无水石膏等微粒子混合材对水泥浆流变性的影响．试验结果表明：水泥浆的屈服应力值一般随混合材的掺量增大而降低,但粘度的变化则因混合材种类和掺量不同有较大的差异当混合材总掺量≤15％时,石灰石微粉、硅灰、粉煤灰微粉、矿渣微粉可降低水泥浆体粘度,而无水石膏微粉则可提高水泥浆的粘度;当混合材掺量＞15％时,水泥浆粘度与屈版应力值均随混合材掺量增大而显著降低．其中微粉矿渣的作用最为显著．单掺10％的石灰石微粉、硅灰、粉煤炭微粉及35％矿渣微粉可降低水泥浆的过度和屈服应力其作用效果：矿渣微粉＞石灰石微粉＞硅灰＞粉煤灰微粉;单掺10%石膏微粉会使水泥浆的粘度和屈服应力大化度提高．     

多种因素对大掺量粉煤灰混凝土早期力学性能及凝结时间的影响

大掺量粉煤灰混凝土由于其中的大部分水泥被粉煤灰取代,使得其早期性能偏低。为此进行了对高效减水剂、石灰石粉以及养护温度等因素对其早期力学性能及凝结时间的影响的研究。研究结果表明,大掺量粉煤灰混凝土凝结时间随粉煤灰掺量的增加而延长,掺量超过50%时,其早期抗压强度下降十分明显;减水剂掺量为1. 2%时,大掺量粉煤灰混凝土早期性能最好;石灰石粉的掺入使得大掺量粉煤灰混凝土在前期的强度降低,但其终凝时间缩短;适当提高养护温度使得大掺量粉煤灰混凝土早期性能得到明显提高,但60℃养护时对后期强度发展不利。     

基于电阻率法研究矿物掺合料对铝酸盐水泥水化的影响

借助电阻率测定仪、XRD等研究了粉煤灰、矿渣或硅灰的掺入对铝酸盐水泥浆体凝结时间、电阻率、化学收缩、抗压强度以及水化产物的影响.结果表明,水泥浆体的凝结时间对应于其电阻率变化曲线的下降段,掺入硅灰能明显缩短水泥浆体的凝结时间.矿物掺合料的掺入可减少水泥浆体的化学收缩,提高其化学收缩速率峰值.相较于硅灰和粉煤灰,掺入矿渣...     

掺加硅灰和石灰条件下的超盐渍土抗剪特征研究

为了揭示石灰和硅灰胶结超盐渍土的抗剪强度规律,对采自宁夏平罗县姚伏镇的超盐渍土分别掺入硅灰和石灰进行超盐渍土固化,其中,硅灰掺量分别为1%、3%、5%,石灰掺量分别为硅灰掺量的20%、40%、60%。并利用三轴仪对7、28 d龄期固化的超盐渍土进行抗剪强度指标测定。试验结果表明:7 d龄期,1%硅灰掺量的固化超盐渍土的摩擦角随石灰掺量的增加呈现先增加后减小的变化趋势,28d龄期,1%硅灰掺量的超盐渍土的摩擦角随石灰掺量的增加而减小;7、28 d龄期,3%、5%硅灰掺量的固化超盐渍土的摩擦角和黏聚力随着石灰掺量的增加而增加。鉴于超盐渍土的抗剪强度由摩擦角和黏聚力共同决定,而随硅灰和石灰掺量的增加,固化超盐渍土的摩擦角和黏聚力的变化趋势不一致,为了易于确定固化超盐渍土中硅灰和石灰土最佳掺量,文中给出了抗剪强度临界深度的判断公式,可依据判别公式来确定硅灰和石灰的最佳掺量。     

复掺废砖再生混凝土的抗压强度

试验研究水灰比、砂率、粉煤灰替代率、硅灰掺量及废砖替代率5个因素对复掺废砖再生混凝土抗压强度的影响.结果表明:水灰比、砂率和粉煤灰替代率对复掺再生混凝土28 d抗压强度的影响都是先增大后减小;随着硅灰掺量的增加,再生混凝土28 d抗压强度依次增大;随着废砖替代率的提高,再生混凝土28 d抗压强度逐步减小;当其他组分掺量适当,废砖骨料替代率为100%时,可以配制满足C30强度要求的再生混凝土.     

早强剂对掺硅灰的水泥砂浆强度与结构影响的研究

探讨了不同早强剂对掺硅灰的水泥砂浆强度及微观结构的影响.结果表明:掺入不同的早强剂均可提高掺硅灰的水泥砂浆早期强度,且对其1 d抗压强度的增强效果优于3 d.其中掺入适量的硫酸钠可迅速生成大量的钙矾石晶体,提高水泥砂浆的密实度,同时促进了硅灰的火山灰反应,明显提高了掺硅灰的水泥砂浆的早期强度,但早强剂对掺硅灰的水泥砂浆后期强度影响不大.3种早强剂对掺硅灰的水泥砂浆早期强度增强作用从大到小的顺序依次为硫酸钠、氯化钙、三乙醇胺,其中硫酸钠掺量为3%时增强作用最佳.     

无砟轨道的道床板混凝土抗干缩开裂性能

采用带缺口混凝土环开裂试验研究不同C30混凝土的抗干缩开裂性能。试验结果表明:在温度20℃、相对湿度55%~65%条件下,粉煤灰和膨胀剂对混凝土的抗裂性能影响不大;在温度30℃、相对湿度34%~40%的条件下,掺15%的粉煤灰对混凝土的抗裂性不利,掺30%粉煤灰或掺5%~10%的膨胀剂有利于提高混凝土的抗裂性能;在温度40℃、相对湿度20%~25%的条件下,随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的抗干缩开裂能力变差;适量掺加膨胀剂有利于提高混凝土抗干缩开裂能力,但当膨胀剂掺量过大时,混凝土的抗干缩开裂能力将变差。     

偏高岭土对硅酸盐水泥浆体干燥收缩的影响

为探究偏高岭土(MK)影响水泥基材料干燥收缩机制,研究不同MK掺量、不同成熟度硅酸盐水泥浆体在20℃、55%湿度下的干燥收缩和质量损失,并采用压汞法(MIP)研究不同成熟度水泥浆体的孔结构。结果表明:MK对浆体干燥收缩行为的影响与掺量和浆体成熟度密切相关;虽然MK使不同成熟度水泥浆体长期(28 d以上)干缩均减小,掺量越大,干缩越小,但对早期干缩的影响则存在差异。MK使预养护3 d的浆体早期干缩略有增大,而预养护28 d则相反。MK对浆体的干燥收缩与质量损失的影响有明显的一致对应关系,浆体质量损失越大,则收缩越明显。MK通过微填充效应、晶核效应和火山灰效应使不同成熟度浆体孔隙率下降、孔径细化,导致浆体在干燥条件下蒸发失水减少、过程减缓,从而减小浆体干燥收缩。     

水热合成对低等级粉煤灰活性的影响

低等级粉煤灰由于活性低,需通过一些方法将其活性激活后再利用。为研究粉煤灰活性,通过水热合成的方法激发其活性,然后测试其力学性能及微观分析。将低等级粉煤灰分别以10%、20%、30%、40%的掺量等质量代替水泥制作胶砂试件,在1. 3 MPa、180℃的条件下蒸压10 h后分别标养7 d、60 d、90 d后测试其抗折抗压强度,并做XRD分析。结果表明,高温高压条件下养护提高了试件强度,激发了粉煤灰活性;随着养护时间增长,试件强度逐渐提高,且代替水泥掺量在20%～30%时效果较好。     

硅灰复合硅酸盐胶凝材料体系水化反应试验

目的找出硅灰掺量对复合胶凝体系的水化反应以及微观结构的影响,为下一步进行复合硅酸盐胶凝体系的水化动力学研究提供参考.方法将质量分数为0、2%、5%、8%、10%硅灰掺入到硅酸盐水泥中,测试水泥浆体的水化放热速率及水化放热量,并进行XRD光谱分析和SEM扫描电镜分析.结果随着硅灰掺入量的增加,复合胶凝体系的水化诱导期延长,加速期的水化放热速率提高,二次水化放热峰的放热速率增加,减速期的水化速率损失降低,并均在掺量为8%时达到极值;当硅灰的掺量达到8%时,复合胶凝体系Ca(OH)2的生成量达到最小值.结论硅灰的加入,促进了复合胶凝体系的水化,改善了水泥石的微观结构.     

医疗垃圾焚烧灰电弧炉熔渣的水化特性

为考察医疗垃圾焚烧灰电弧炉熔渣用作水泥掺合料的可行性,研究了熔渣的掺入对普通硅酸盐水泥水化特性的影响.结果表明:熔渣具有潜在的活性,适量掺入熔渣能降低水泥浆体中Ca(OH)2含量,增加水化产物C-S-H的数量,改善水泥浆体微观结构;但若熔渣掺量过多,则水泥熟料相对较少,使熔渣的活性难以完全被激发,导致熔渣水泥强度降低;熔渣水泥早期(7 d)抗压强度较低,但后期强度增加明显,掺渣量10%的熔渣水泥60 d的抗压强度达到普通硅酸盐水泥的103%,熔渣的掺量宜控制在10%左右.     

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.     

固化重金属离子用地质聚合物基体的制备及其离子相容性

以改性钠水玻璃激发粉煤灰、偏高岭土和硅灰等复合硅、铝固体原料,采用混合正交实验设计方法,确定了固化重金属离子用地质聚合物基体的配方并初步研究了基体与Cu2+、Pb2+的相容性.结果表明:在常温(20℃)养护条件下、n(SiO2)/n(Al2O3)=4.0、水玻璃模数M=1.2时,可以获得制备性能和力学性能良好的地质聚合物基体,相应的固体原材料组成为:粉煤灰和偏高岭土的质量比为13∶7、硅灰掺量为粉煤灰和偏高岭土总量的18.5%;地质聚合物基体与Cu2+和Pb2+均具有较好的相容性;适当掺量的Cu2+和Pb2+在一定程度上能增加地质聚合物的抗压强度,在掺量达到2%时,固化体均具有较好的强度,能达到资源化利用的目的.     

矿物掺合料对低水胶比混凝土干缩和自收缩的影响

研究了粉煤灰(0%、10%、30%、50%)、矿粉(0%、10%、30%、50%)以及硅灰(0%、10%、20%)对水胶比为0.24的低水胶比混凝土干缩和自收缩性能的影响规律,并采用双曲线函数的收缩表达式对试验结果进行拟合,定量化地揭示了矿物掺合料对收缩随时间发展趋势的影响,分析了干缩与自收缩的关系.结果表明:粉煤灰有利于减少低水胶比混凝土的干缩,矿粉次之,硅灰略增大混凝土的干缩;粉煤灰有利于减少低水胶比混凝土的自收缩值,矿粉增大了自收缩,硅灰非常明显地增大混凝土自收缩;低水胶比混凝土的自收缩在所测试的干缩中占有很大的比重,而且随着粉煤灰、矿粉和硅灰掺量的增加所占的比重均逐渐增大.     

偏高岭土对高性能水泥砂浆性能的影响

研究了偏高岭土的火山灰活性,考察了不同偏高岭土掺量对高性能水泥砂浆的流动度、抗折强度、抗压强度和氯离子渗透性的影响.试验结果表明:偏高岭土的火山灰活性高于硅灰;偏高岭土颗粒形貌的不规则性会降低新拌砂浆的流动度;偏高岭土的掺入使砂浆的抗折强度降低,90d养护龄期时偏高岭土掺量为10%的砂浆抗折强度高于偏高岭土掺量为6%,14%的砂浆抗折强度.偏高岭土掺量为10%的砂浆的后期抗压强度最高,90 d养护龄期时可达96.3 MPa;56 d龄期时偏高岭土掺量为0%,6%,10%,14%的砂浆的氯离子渗透性都较低,电通量分别为165,221,191,158 C.     

垂直荷重及二灰掺量对风化砂抗剪强度影响

以石灰粉煤灰稳定风化砂的抗剪强度指标为研究对象,石灰以2%、4%、6%、8%掺入风化砂中,粉煤灰则按石灰和粉煤灰之比分别为1:2、1:3、1:4掺入.调整直剪试验的垂直载荷,分别按I级、II级、III级进行加载.研究表明:二灰可以显著提高风化砂的抗剪强度.在相同的垂直荷重下,不同二灰比例稳定风化砂的粘聚力随着二灰掺量的增加而增大,内摩擦角则是先增大再减小;在相同的二灰比例、二灰掺量下,稳定风化砂的粘聚力会随着垂直荷重的增加显著增大,内摩擦角则随着垂直荷重的增大而减小,速度先慢后快;在相同的二灰比例下,随着垂直荷重的增加,抗剪强度显著增大,且垂直荷重小于100 kPa时,增长速度较小,当垂直荷重大于100 kPa时,增长速度明显加大.     

新型复合MgO膨胀材料的膨胀效果

研究掺加不同量复合MgO的胶砂试件,在不同水化龄期的力学性能、膨胀性能以及在20、50、80 ℃水中养护,膨胀率的变化过程和趋势.结果表明:随着MgO掺量的增加,膨胀率相应增加,但强度降低,当掺量在6%～8%时,试件的膨胀量与强度可达到较好的平衡;随着水化温度的升高,相同龄期下水泥浆体膨胀率增大,且7～28d龄期内增加的速率比后期的快,但随着龄期的增加,高温养护时的膨胀速率又逐渐小于低温养护的膨胀速率.     

反映温度历程的掺粉煤灰水工混凝土抗压强度模型探讨

由于综合考虑温度历程、养护龄期以及粉煤灰掺量对混凝土抗压强度影响的模型研究相对偏少,因此本文基于正交设计法开展了不同养护温度(5℃、20℃、35℃)、养护龄期(7 d、14 d、28 d)和粉煤灰掺量(0%、15%、35%)下的水工混凝土抗压强度试验,并分析3种影响因素对混凝土抗压强度发展的规律,进而基于等效龄期理论建立了反映温度历程的掺粉煤灰水工混凝土抗压强度模型.试验结果分析表明,混凝土早龄期抗压强度随养护龄期的增加而增加,养护温度越高、粉煤灰掺量越小,强度发展越快;粉煤灰掺量是影响强度的主要因素,养护温度次之,养护龄期影响最小;所建的组合指数式模型能够较准确预测不同温度历程下粉煤灰混凝土的早期抗压强度,为粉煤灰混凝土的优化设计提供依据.