水泥基复合胶凝材料流变性能

为了获得高性能混凝土内胶凝材料的优化配方，制备并测试了一系列试样。对试样的研究采用了均匀设计安排试验点，利用流变学原理，从流变参数、触变性、经时变化三个方面，对水泥基复合胶凝材料的工作性进行了研究。通过分析、比较找到了粉煤灰与矿渣、粉煤灰与硅灰以及矿渣与硅灰复合作为外掺料组成水泥基复合胶凝材料的优化配方，为高性能混凝土的配制打下了良好的基础。     

高性能矿渣胶凝材料的试验研究

通过试验，选择出Ｊ２型激发剂掺量为矿渣重量的１０％，ｍｗ／ｍｓ为０．２７５，塑性成型，标养１ｄ＋沸煮６ｈ的工艺条件，较容易地制备出抗压强度高达１２０～１５０ＭＰａ的碱矿渣高性能水泥基材料，其水化产物主要是低Ｃ／Ｓ比的Ｃ－Ｓ－Ｈ凝胶。     

辅助性胶凝材料在水泥工业中的应用研究

辅助性胶凝材料是水泥工业应用中的重要组成材料之一.使用辅助性胶凝材料能降低水泥用量,延长水泥基材料的使用寿命,提高水泥应用效率,间接降低生产水泥的能耗、减少CO2排放.本文首先阐述了辅助性胶凝材料的分类和作用及其在水泥中的应用;分别介绍了辅助性胶凝材料对水泥基材料力学性能和体积稳定性的研究进展;最后对辅助性胶凝材料研究趋势进行了展望.     

胶凝材料对自密实混凝土工作性能的影响

通过试验研究胶凝材料用量对自密实混凝土工作性能的影响。结果表明:胶凝材料用量降低,混凝土的塑性黏度增大,钢筋间隙通过性能提高。同时,混凝土拌和物的黏度和稠度均降低,稳定性下降,抗离析性能变差;胶凝材料用量对自密实混凝土模板侧向压力也有影响,胶凝材料用量增大,初始模板侧向压力增大,侧向压力下降速度提高。     

高性能胶凝材料中石膏的优化

高性能胶凝材料主要用于高性能混凝土,具有强度高、需水量小、水化垫低和收缩小等特点。按掺高效减水剂的胶凝材料的流变性能来优化石膏的掺量是高性能胶凝材料的特有技术之一。试验研究了石膏的掺量对高性能胶凝材料的需水量、凝结时间、强度、收缩性的影响,以此作为优化石膏掺量的依据。     

胶凝材料用量对新拌自密实混凝土性能的影响

配制了胶凝材料用量在460～550 kg/m3之间变化的自密实混凝土,采用常规方法对新拌自密实混凝土的工作性能进行了检测,采用新拌混凝土气孔结构分析仪和旋转式流变仪对自密实混凝土拌合物的气泡特征参数和筛除石子后拌合物中砂浆的流变参数进行了测试,利用混凝土绝热温升仪分析了自密实混凝土的温升过程.结果表明:胶凝材料用量在480～500kg/m3之间时,自密实混凝土的流动性、钢筋通过性和抗离析性以及气孔结构较佳,胶凝材料用量达550 kg/m3时气孔结构较差;随胶凝材料用量的增加,体系的塑性黏度和屈服应力增加,触变结构的稳定性变差,自密实混凝土的最高绝热温升和绝热温升速率峰值增大.     

高性能混凝土胶凝材料体系开裂敏感性试验研究

采用净浆圆环约束试验研究高性能混凝土胶凝材料体系的开裂敏感性,试验考虑的主要参数包括:水泥细度,水灰比,粉煤灰品种、掺量,外加剂的品种、掺量等.试验结果表明,水泥细度、水灰(胶)比对胶凝材料体系的开裂敏感性有显著影响,水泥细度越大,水胶比越低,胶凝材料体系越容易开裂;在同样的水胶比下,以粉煤灰等量替代水泥,总体上可以改善胶凝材料体系的开裂敏感性;不同的粉煤灰的掺量、来源对胶凝材料体系开裂性能的影响程度有很大差异;在不同的水胶比下,粉煤灰掺量的影响也不一致;外加剂有增大胶凝材料体系的开裂敏感性的趋势,其影响随着品种、掺量而不同.提出了减小高性能混凝土开裂敏感性的建议.     

碱激发胶凝材料发展趋势

碱激发胶凝材料是近年来发展的新型胶凝材料,许多固体废弃物均可作为它的原料,这将为充分利用工业固体废弃物开辟一条新的途径。本文主要从国内、国外两方面了介绍了碱激发胶凝材料的发展现状及理论科研成果。阐述了碱激发水泥的存在的问题。     

超高性能混凝土胶凝材料组成的研究

应用超细致密体系的原理,采用在水泥中掺加超细粉、硅灰和纳米SiO2,将水泥颗粒、超细粉、硅灰和纳米SiO2合理组配,使水泥基体达到最大的密实程度;通过不同矿物组成水泥和外加剂的比较和优选,经过大量试验,研制出标准养护条件下l d强度达62 MPa、28 d强度高达165 MPa的超高性能混凝土胶凝材料.     

粉煤灰-矿粉-水泥三元胶凝材料对混凝土抗压强度的影响

为研究粉煤灰-矿粉-水泥三元胶凝材料对混凝土抗压强度的影响,测试混凝土标准养护3、7、14、28和56 d龄期的抗压强度,分析凝土抗压强度与胶凝材料各组分的关系。实验结果表明,混凝土抗压强度与粉煤灰-矿粉-水泥三元体系组分的掺量比例有密切关系。粉煤灰和矿粉双掺时,由于粒径不同会相互填充,从而产生超叠加效应,使掺加粉煤灰和矿粉的混凝土抗压强度得到明显改善。水泥、矿粉、水泥及粉煤灰的组合、粉煤灰和矿粉的组合对混凝土的抗压强度有增强作用,其中粉煤灰和矿粉的协同效应对混凝土抗压强度增强最为明显。随着龄期增加,粉煤灰和矿粉的协同效应对混凝土抗压强度的增强作用逐渐减弱,与28 d抗压强度相比,其对56 d抗压强度贡献降低了55.9%;粉煤灰及水泥-粉煤灰-矿粉的三元组合对混凝土抗压强度的影响逐渐降低,与28 d抗压强度相比,粉煤灰及水泥-粉煤灰-矿粉的三元组合对56 d抗压强度的降低效应分别减少了40.9%和67.3%。     

钢渣-水泥复合胶凝材料的水化放热和动力学研究

通过测定钢渣掺量（质量分数）分别为0、20%、30%、40%的水泥基复合胶凝材料的水化放热速率,根据Krstulovi?-Dabi?动力学模型得到几何晶体生长指数n、反应速率常数K、各阶段转换时的水化度α,进而研究钢渣掺量对钢渣水泥复合胶凝材料水化放热与动力学的影响。结果表明：随着钢渣掺量的增加,各阶段水化放热速率变化趋势不同,钢渣掺量30%和40%时,出现第3放热峰,水化放热量随着钢渣掺量的增加而降低;钢渣掺量0、20%、30%时,水化历程由结晶成核与晶体生长(NG)到相边界反应(I)再到扩散过程(D);钢渣掺量40%时,模拟曲线偏离实际水化速率曲线,水化过程不符合Krstulovi?-Dabi?动力学模型;钢渣掺量0~30%范围内KNG、KI、KD均随着钢渣掺量的增加而降低;相对于钢渣掺量20%试样而言,纯水泥与钢渣掺量30%试样的I过程水化度范围较大;钢渣掺量0~30%的试样,水化12h已经成型,然而相同条件下,钢渣掺量40%的试样仍然不能硬化成型。为避免水化速率过低,钢渣最大掺量应为30%。     

煤矸石胶凝材料水化产物及聚合度分析

采用XRD,IR和NMR等分析方法研究北京房山煤矸石在水化过程中的物相及29Si聚合度的变化规律.在29Si NMR基础上提出利用相对桥氧数(RBO)评价硅氧多面体聚合度的方法,并用该方法研究煅烧煤矸石在活化及水化前后的RBO变化规律.研究结果表明:煤矸石中的粘土矿物绿泥石和白云母等在活化过程中发生分解,表征硅氧多面体聚合度的指标RBO明显降低;而在水化过程中随着水化龄期的增加,氢氧化钙不断与硅铝质物料中的[SiO4]和[AlO4]四面体发生反应,生成水钙沸石和碳硅钙石,导致RBO升高,浆体材料的结构致密性增加.这表明煤矸石中的[SiO4]聚合度在煅烧活化过程中由高聚合度向低聚合度转变,在水化过程中则由低聚合度向高聚合度转变,聚合度或RBO的变化在一定程度上反映活化效果和胶凝活性的发挥程度.     

粉煤灰胶凝系数研究

定义了粉煤灰胶凝系数β，β的影响因素主要为粉煤灰细度、需水量比和烧失量，并随龄期变化，可以细度、需水量比和浇失量这3个因素为自变量，建立函数关系确定β，需水量比对β的影响可由细度和烧失量来间接反映，因此可进一步简化，采用细度与烧失量的乘积来表征β。     

粉煤灰活化机理及胶凝材料的研究

对煤粉增钙燃烧过程中粉煤灰活化机理及活化粉煤灰的特性进行了实验研究，结果表明，通过增钙工艺，高钙煤粉在１２００～１４００℃温度下燃烧，形成含钙量较高的高钙玻璃体，使粉煤灰在高温下活化．活化粉煤灰中主要矿物为β－Ｃ２Ｓ，Ｃ４ＡＦ，Ｃ３Ａ，Ｃ５Ａ３，此外还有Ｃ（１２）Ａ７，Ｃ２Ｆ，ＣａＳＯ４，ＣａＯ及活性ＳｉＯ３等结晶矿物，当活化粉煤灰中ＣａＯ含量在２１％～２５％时，加入适量的强度激发剂并提高磨细度，就可将活化粉煤灰直接转换成３２５＃低能耗的粉煤灰水泥．     

高强度矿渣胶凝材料改性的研究

研究矿渣的粉磨细度，激发剂的掺量，改性剂的种类与掺量对高强度矿渣胶凝材料的干燥收缩性能及其强度的影响。研究表明，掺加9－10％的Na2SiO2激发剂和10％左右的硅酸盐水泥，控制适当的粉磨细度，可以使高强度矿渣胶凝材料的干燥收缩率降低到与硅酸盐水泥相近的程度，并且强度提高，达到了综合改性的目的。其水化产物都是含有少量Na2O,MgO的铝硅酸钙凝胶。     

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.     

辅助胶凝材料活性聚类分析

将各类辅助胶凝材料磨细至不同比表面积,按一定比例掺入同一纯硅酸盐水泥中制成相应的混合材水泥,通过回归分析,获取辅助胶凝材料在同一细度下各混合材水泥的活性指数.研究采用模糊聚类分析原理和方法,对各类辅助胶凝材料的活性进行聚类分析.结果表明,各辅助胶凝材料的胶凝活性,依据其在SiO2-CaO-Al2O3三元相图的分布位置依次为：高钙类（如矿渣）〉中钙类（如高钙灰）〉含烧粘土矿物的低钙类（如煤矸石、偏高岭土）〉高铝硅低钙类（低钙粉煤灰）.     

利用矿渣、硅灰制备低碱胶凝材料

本文利用矿渣、硅灰等矿物掺和料翻备低碱胶凝材料。随着矿渣、硅灰的加入,胶凝材料的强度均下降。在矿渣掺量为80％,硅灰掺量为15％时,所制备的低碱胶凝材料出28d的强度为10．3MPa,pH值低于10,能够用于植被混凝土的研制。     

碳酸盐粉煤灰水泥复合胶凝材料浆体的电学特性

采用循环伏安法和交流阻抗法研究了碳酸盐粉煤灰水泥复合胶凝材料浆体的电阻率和交流阻抗等电学特性.结果表明:碳酸盐掺合料能够提高复合胶凝材料浆体的电阻率,碳酸盐和硅微粉惰性掺合料对复合胶凝材料浆体电阻率的贡献率大于粉煤灰和偏高岭土活性掺合料;碳酸盐掺合料降低了表征浆体C-S-H胶凝中导电离子的电容(Cg);提高了表征复合胶凝材料浆体孔隙率的高频电阻(Rs),即降低了浆体孔隙率;提高了表征浆体水化程度的低频电阻(Rct).