早强剂复配和砂的级配对超早强灌浆料性能影响

目的探讨硫酸钠、三乙醇胺和早强组分A复合对超早强灌浆料终凝时间、抗折强度和抗压强度等性能与结构的影响.为实际工程中的应用提供理论依据.方法对石英砂的级配进行了较系统的研究.采用行星式搅拌机将原材料搅拌均匀,用贯入阻力法测定凝结时间,用水泥压力试验机测试力学强度,用电子显微镜分析砂胶比1.0的微观结构.结果单掺0.05%三乙醇胺,0.8%硫酸钠或0.1%早强组分A,超早强灌浆料的各项指标基本满足要求.将硫酸钠、三乙醇胺和早强组分A按合理比例复合;石英砂的最佳质量级配为5∶5∶2,且砂率范围1.0~1.5;超早强灌浆料的终凝时间为50~60 min,初始流动度大于320 mm,0.5 h流动度大于280 mm,2 h抗压强度达35.6 MPa,1 d抗折大于12 MPa,28 d抗压强度大于90 MPa.结论采用砂的最佳级配,将硫酸钠、三乙醇胺和早强组分A复合掺入后,胶凝材料的水化早期的水化程度的增幅最大,后期保持稳定增长.提出复合早强剂最佳配比和砂的最佳级配.     

基于响应曲面法的快凝高强胶凝体系配比优化研究

快凝高强胶凝材料是现代建筑预制装配化,模块化和抢修抢建工程中应用的重要材料.以普通硅酸盐水泥为实验对象,以硫铝酸盐水泥、硅灰和粉煤灰为改性剂,以三者对普通硅酸盐水泥的取代率为响应因素,对普通硅酸盐水泥—硫铝酸盐水泥—硅灰—粉煤灰四元体系进行响应曲面优化.以四元体系28 d抗压强度为响应值,建立四元体系抗压强度预测模型.基于预测模型,确定复合胶凝材料体系的最优配比,并研究复合胶凝材料28 d抗压强度在各响应因素交互作用下的变化规律.在此基础上,对所得预测优配比进行凝结时间与抗压强度实验验证,并进行SEM微观分析.结果表明,硫铝酸盐水泥、硅灰和粉煤灰的取代率分别为12.84%、9.28%和12.11%时,预测配比28 d抗压强度最大,硫铝酸盐水泥、硅灰、粉煤灰之间存在明显的交互作用;与空白样相比,工作性满足要求时,优配比初终凝时间分别缩短了84.32%和82.20%;1 d和28 d抗压强度分别提高了47.07%和29.71%.研究结果可为快凝、早强和高强复合胶凝体系研究提供参考.     

减水剂及保水剂对超早强灌浆料性能影响

目的探讨复合减水剂和保水剂的相互作用对超早强灌浆料(UESGM)流动度、强度等性能的影响规律,提高其力学性能.方法采用水泥压力试验机测试力学强度,结合抗裂试验和微观形貌图,分析减水剂和保水剂对UESGM影响.结果聚羧酸减水剂、三聚氰胺和纤维素按合理比例复合,在掺量为0.5%~0.7%时,超早强灌浆料的初始流动度大于325 mm,1 d抗折强度达13.15 MPa,1 d抗压大于35 MPa,28 d抗压强度大于90 MPa.结论复合减水剂和保水剂的相互作用促使超早强灌浆料具有良好的工作性能,初始流动度优良、早期强度较高、中后期强度稳定不倒缩.     

矿物掺合料对硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系凝结时间及强度的影响

目的研究硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复掺后的凝结时间及力学性能.方法分别测试不同硅酸盐水泥、矿物掺合料掺量下硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的凝结时间及胶砂强度,并利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜进行矿物组成和结构分析.结果硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的凝结时间随硅酸盐水泥掺量的增大先减小再增大,随掺合料掺量的增大先减小再增大.硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的强度随着硅酸盐水泥的增加先减小后增大,硅酸盐水泥掺量为10%时,3d抗压强度减小10.67%;随着掺合料的增大而降低,掺合料掺量为40%时,矿粉、粉煤灰3 d抗压强度分别减小44.5%和47.9%.结论两种水泥复掺会缩短凝结时间,降低强度,水化产物减少,结构疏松;粉煤灰和矿粉的掺入会延长凝结时间,减小强度,水化产物减少.     

快硬早强磷渣基胶凝材料的制备及其微观结构研究

碱磷渣胶凝材料早期强度较低,不利于实现快速修补,通过在碱磷渣材料中掺入适量的石墨尾矿粉和普通硅酸盐水泥进行快硬早强磷渣基胶凝材料的研制.结果表明,掺入10%的普通硅酸盐水泥(占胶凝材料总质量的百分比,下同)和15%的石墨尾矿粉时,可有效提高碱磷渣胶凝材料的早期强度.当硅酸钠掺量为5%(以Na_2O计)时,所开发的快硬早强磷渣基胶凝材料胶砂试件的3d抗压强度27.3MPa、3d抗折强度4.1MPa,28d抗压强度56.8MPa、28d抗折强度8.3MPa,符合GB175-2007对普通硅酸盐水泥P.O42.5R的强度要求.运用XRD、SEM、综合热分析等微观测试技术研究了快硬早强磷渣基胶凝材料的水化硬化和微观结构.     

高性能水泥基灌浆料试验研究

利用硫铝酸盐水泥、粉煤灰、砂、减水剂等配制高流动性硫铝酸盐水泥基灌浆材料(SAGM).采用均匀性试验设计,并用灰色关联度软件计算机分析试验.试验表明:1d、3d抗压强度分别达到48MPa、62MPa;1d、3d抗折强度分别达到9.3MPa、10MPa,展现出良好的力学性能;1d膨胀率为 0.038%,属于微膨胀,可避免因收缩引起的表面裂微.满足自流平灌浆料技术要求.利用SEM、EDS等测试手段进行微观分析,发现水化1d就有大量凝胶和针柱状钙矾石生成,得出该灌浆料具有快硬早强特点的原因.     

温度对聚丙烯纤维砂浆及测强曲线的影响

目的研究温度对聚丙烯纤维砂浆及测强曲线的影响,为以后工程防火加固选用砂胶比提供依据,从而达到降低成本的目的.方法通过测试不同胶砂质量比的聚丙烯纤维砂浆的初始流动度、终凝时间、抗压强度和抗折强度,研究不同温度下不同碳纤维掺量的聚丙烯纤维砂浆的耐高温性能.结果当碳纤维体积分数为0.3%、胶砂质量比为1.5时,聚丙烯纤维砂浆流动度大于320 mm,终凝时间60 min左右,28 d抗压强度大于80 MPa,1 000℃高温燃烧后,残余50%以上强度,各龄期的测强曲线与实测强度有较好的拟合关系.结论采用普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石膏三元体系,通过添加碳纤维、偏高岭土掺合料及多种化学添加剂,可满足工程实际需要,并且具有良好的经济性.     

胶凝材料对灌浆料性能的影响

试验研究了铝酸盐水泥和硬石膏对水泥基无收缩灌浆料的凝结时间、流动度、强度和膨胀性能的影响。结果表明,铝酸盐水泥掺量10%,石膏掺量10%,灌浆料的性能最佳。     

早高强砂浆和混凝土的力学性能及抗爆实验

随着大型工程结构的飞速发展,高强混凝土是现代混凝土的一个重要发展方向.采用铝酸盐水泥、硅酸盐水泥和石膏作为胶凝材料配制了快硬、早高强微膨胀砂浆和混凝土.早高强砂浆的1、3、7 d抗压强度和抗折强度分别为37、59、72 MPa和8.4、11.3、13.2 MPa.早高强混凝土的1、3、7 d抗压强度和抗折强度分别为27、65、70 MPa和2.5、6.8、9.9 MPa.利用一种预置爆室的抗爆实验方式,对所配制的早高强混凝土和普通混凝土的抗爆性能进行对比研究.实验结果表明:早高强混凝土制作的爆室,在20 g TNT药量作用下,爆室结构保持完好,实现密封要求;而相同条件下,普通混凝土制作的爆室结构被严重破坏.     

超细矿渣在硫铝酸盐水泥砂浆中的应用

在硫铝酸盐水泥砂浆中加入超细矿渣,研究不同掺量的超细矿渣对水泥浆体凝结时间及胶砂流动度、强度的影响.采用电子扫描显微镜(SEM)分析水泥砂浆微观结构以及超细矿渣在砂浆中的影响机理.实验结果表明:随着掺量的提高,水泥浆体的初凝时间延长,终凝时间缩短;胶砂流动度随超细矿渣掺量的增大而减小; 随超细矿渣掺量的增大,水泥胶砂的3d和28d强度提高,当掺量质量分数为20%时,水泥砂浆28d的抗折、抗压强度达到最大,分别达到7.3Mpa和46.93Mpa.     

循环流化床燃烧产物固硫灰的细度对水泥性能的影响

为探讨磨细处理改善固硫灰水泥胶砂物理力学性能和膨胀性能的可行性,利用实验室气流磨对流化床固硫灰进行了磨细处理,研究了细度对固硫灰水泥凝结时间、胶砂强度和线性膨胀率影响.试验结果表明:经磨细处理后固硫灰水泥净浆标准稠度需水量降低,但初凝时间提前;细度对固硫灰水泥胶砂前期强度影响很大,掺加30%中位径为15 μm的原灰时28 d水泥胶砂抗压强度只有纯水泥对比样的47%,而掺加30%中位径为3 μm的磨细灰时水泥胶砂28 d抗压强度可以达到纯水泥对比样的85%以上,但在90 d时掺加固硫灰的水泥胶砂抗压强度均可达到对比样的82%以上.磨细处理能降低固硫灰水泥净浆的总膨胀能,并能将膨胀能提前释放.结果证明磨细处理是利用固硫灰的重要手段.     

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.     

钛石膏掺量对碱激发胶凝材料强度与水稳定性的影响

为了实现超硫钛石膏-粉煤灰胶凝材料在道路工程中的应用,需要研究高掺量钛石膏胶凝材料的水稳定性.设计了膏灰比为3:7、4:6、5:5、6:4、7:3的5组配合比,制作试件240个,分别进行了标准养护及1d、8d或22d浸水养护,测定了7d、14d、28d无侧限抗压强度,计算了软化系数,并采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射法(XRD)测试了材料的微观结构及化学成分.结果表明:钛石膏粉煤灰胶凝材料7 d强度增长缓慢,14～28 d强度增长显著,其中膏灰比为5:5时,胶凝材料14 d、28 d龄期抗压强度值最大,分别为4.4 MPa、5.3 MPa;浸水养护8 d、22 d,胶凝材料膏灰比为5:5的试件抗压强度最大,软化系数在0.82以上,因此膏灰比不宜超过5:5;胶凝体系中水化产物主要为钙矾石(AFt)、水化硅酸钙(C-S-H)、水化硅铝酸钙(C-A-S-H),28 d水化产物随养护龄期增多,材料强度提高.     

硅灰改性水泥固化含U(Ⅵ)模拟有机废液试验

以铝酸盐水泥(Aluminate Cement,AC)和普通硅酸盐水泥(Ordinary Portland Cement,OPC)为基材,活性炭为吸附剂,硅灰、聚合物外加剂为水泥改性剂,研究了水泥种类、改性剂掺量、水胶比等因素对模拟混合浆体流动度、固化体的有机废液最大包容量的影响,测定了优化配方条件下固化体的力学性能及U(Ⅵ)浸出性能。结果表明:硅灰(Silicon Fume,SF)和聚合物外加剂协同作用下,可以显著提高有机废液的最大包容量。当硅灰掺量为15%,聚合物外加剂掺量为2%,水胶比为0.45,OPC及AC固化体有机废液的包容量分别可达21%和24%;优化配方条件下,固化体28 d抗压强度均大于20 MPa,抗冲击性合格,U(Ⅵ)42 d浸出率均为2×10-6cm/d,符合GB 14569.1-93的要求。     

矿渣—粉煤灰基高性能混凝土专用胶凝材料

通过优化配比组分、粒级设计和使用外加剂,制备出一种高掺量矿渣、粉煤灰且使用水泥熟料较少的矿渣--粉煤灰基高性能混凝土专用胶凝材料.研究了物料粉磨方式、石膏掺量、矿渣与粉煤灰的掺量及比例对复合高性能胶凝材料体系强度的影响,并通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)微观分析手段观察其微观结构和水化产物,阐明了复合胶凝材料活性与级配协同优化效应.复合胶凝材料胶砂水胶比为0.36时具有较好的流动度,胶砂试块养护28d抗压强度可以达到58.9MPa,抗折强度达到14.2MPa,并具有良好的抗硫酸盐侵蚀性能,配制的混凝土具有良好的抗碳化性能.     

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.     

大掺量磷渣水泥的凝结硬化特性与力学性能

结合XRD、SEM等微观测试手段,从磷渣粉磨特性出发,实验研究了磷渣细度、磷渣掺量等因素对中热硅酸盐水泥凝结硬化性能的影响,测定了磷渣水泥胶砂的力学性能,并分析了其变化规律.     

装配式建筑水泥基灌浆料性能试验研究

以普通硅酸盐水泥、砂、矿物掺合料(粉煤灰、硅灰)以及外加剂(减水剂、缓凝剂、膨胀剂)为主要原料配制成装配式建筑水泥基灌浆料.通过检测合理配合比下、不同水灰比的水泥基灌浆料的流动性、强度、膨胀性、泌水率、总氯离子含量、电通量和氯离子扩散系数等指标来考察其性能.结果表明,当砂最大粒径为2.36 mm、水灰比为0.24~0.30、砂灰比为1∶1、粉煤灰掺量为8%、硅灰掺量为5%、减水剂掺量为0.6%、缓凝剂掺量为0.1%、膨胀剂掺量为8%时,水泥基灌浆料的各项性能均满足装配式建筑灌浆料的要求.最后结合现场工程实测资料,对氯离子环境下水泥基灌浆料的最小保护层厚度进行了推算.     

石灰石硅酸盐水泥的研究

研究了石灰石硅酸盐水泥中石灰石掺入量及水泥细度对水泥胶砂强度的影响.结果表明,该品种水泥的物理力学性能与普通硅酸盐水泥相似.通过微观分析,证实了石灰石硅酸盐水泥早期水化速度较快,具有早期强度较高的特点.     

尾矿砂对水泥胶砂性能影响的试验

将尾矿砂以不同比例代替天然砂,研究其对水泥胶砂性能的影响。试验结果表明,尾矿砂的掺入能够满足水泥胶砂流动度和强度的要求,与天然砂相比,掺加尾矿砂可以提高水泥胶砂的流动度,并使水泥胶砂3d抗折强度和抗压强度略有降低,但可以提高水泥胶砂28d抗折强度和抗压强度。