水泥基胶凝材料自收缩产生原因及对策研究

本文介绍了低水胶比与高矿物掺合料的水泥基胶凝材料所存在的自收缩问题,并指出自收缩是引起高性能混凝土早期开裂的主要原因,本文在总结国内外低水胶比水泥净浆与混凝土自收缩研究现状的基础上,提出了值得进一步开展的工作。     

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.     

PA6短纤维对水泥基材料塑性开裂的影响及其工程应用

采用PA6短纤维在不同掺量情况下对水泥基材料抗塑性干缩开裂性能的影响进行了研究 ,并与Nycon纤维进行对比。结果表明PA6短纤维可明显提高水泥基材料的抗塑性干缩开裂性能 ,其效果可达到国外同类产品水平 ,且在实际工程中应用效果较好     

不同稠度条件下的水泥基材料电阻率与水化特性研究

以硅酸盐水泥为基体,添加矿粉或粉煤灰,借助电阻率测定仪、XRD及SEM等研究了不同稠度条件下的水泥基材料在水化过程中电阻率及水化产物的变化。结果表明,在相同水化条件下,标准稠度的水泥基材料电阻率最高。非标准稠度样品电阻率偏低是因为其低水胶比时水化产物少而高水胶比时微观孔隙多。     

平板法试验研究高强与高性能混凝土抗裂性能

高强与高性能混凝土胶结料用量较多,砂率较大,粗骨料用量相对较少,而且水胶比较低,常掺有其它掺合料,因此若处理不妥易出现混凝土早期开裂现象.本文在圆环法试验的基础上通过平板法试验,研究分析不同水胶比和不同粉煤灰掺量对高强与高性能混凝土开裂性的影响.研究结果表明,高强与高性能混凝土的裂缝主要发生在早期,因此在早期就应该及时采取控制裂缝的措施;在低水胶比的情况下,水胶比对高强与高性能混凝土抗裂性能的影响较为明显,水胶比越小,开裂越严重;掺入粉煤灰对混凝土抗裂有所改善,但是其掺量对抗裂的影响并不是呈定向规律,而是存在着最优掺量.     

硬化水泥砂浆热膨胀系数影响因素

热膨胀性能是影响水泥基材料温度变形和开裂的重要指标.通过对硬化砂浆不同龄期热膨胀系数的测定,研究了水胶比、胶集比、矿物掺合料种类、粉煤灰掺量和细集料种类对砂浆热膨胀系数的影响规律.结果表明,硬化砂浆的热膨胀系数随水胶比和胶集比的增加而增大,其本质区别是用水量和水泥用量增加导致的水泥石热膨胀系数变化.矿粉能够增加砂浆的热膨胀系数,而粉煤灰则起抑制作用,热膨胀系数随着粉煤灰掺量的增加而降低.在对砂浆热膨胀系数的降低效果方面,大理岩砂玄武岩砂砂岩砂天然砂.     

原位监测水泥基材料早期电阻率的变化过程

为了考察辅助性胶凝材料和细骨料对水泥水化的影响,利用新型无电极电阻率仪原位连续监测水泥基材料早期的微结构演变进程,系统分析了水胶比、硅灰掺量、矿渣掺量、粉煤灰掺量、细骨料体积分数和骨料粒级对水泥基材料电阻率的影响.试验结果表明:在水化3 000 min内,根据水泥基材料电阻率的发展曲线,可将水泥水化过程分为溶解期、诱导期、加速期和减速期4个阶段;电阻率的发展速率随水胶比的增加而显著下降;在水胶比相同的情况下,砂浆电阻率高于净浆电阻率;掺加矿物掺合料致使后期电阻率的变化速率降低,掺加硅灰则导致水化加速期提前;在早期水化过程中,硅灰的活性最高,矿渣的活性次之,粉煤灰的活性最低;细骨料的体积分数和骨料粒级越大,砂浆的电阻率越大.     

玻璃纤维增强水泥断裂能的试验研究

断裂能是评价玻璃纤维增加水泥(GRC)抵抗开裂能力的重要技术指标.文中通过试验研究了玻璃纤维长度和掺量、水胶比、砂胶比对预混浇注生产的GRC断裂能的影响.研究表明:玻璃纤维显著提高了水泥基材料的断裂能,玻璃纤维掺量不超过固体组分质量的3%时,GRC断裂能随着玻璃纤维掺量的增加而大幅增大,近似成直线关系;玻璃纤维掺量相同的情况下,随着玻璃纤维长度的增加,GRC的断裂能先增大后减小,玻璃纤维长度为20 mm时GRC有较高的断裂能;GRC的断裂能主要来源于玻璃纤维的拔出能,水胶比和砂胶比都对玻璃纤维的拔出能有显著影响;水胶比的增加会降低GRC的抗弯强度,但GRC的断裂能随着水胶比的增加而大幅增大;水胶比从0.32增加至0.50时,GRC的断裂能增幅达227%;GRC的断裂能随着砂胶比的增加而减小.     

水胶比对粉煤灰混凝土绝热温升影响研究

粉煤灰置换部分水泥能降低新拌混凝土中的绝热温升,而水胶比亦显著影响着绝热温升值,但目前的经验公式均无考虑水胶比的影响。为探讨并量化水胶比影响,设计混凝土绝热温升测量装置,通过热补偿法实验测量了21组配比的粉煤灰混凝土的绝热温升。结果揭示了混凝土绝热温升、单位胶凝材料平均绝热温升分别在0.3、0.4左右达到峰值。在高水胶比下,掺入粉煤灰降低绝热温升的效果较显著。通过调低水胶比补偿掺入粉煤灰带来的强度损失,能在同样强度下实现绝热温升的降低。最后通过实验结果回归分析,推导出精度满足工程应用需要的粉煤灰混凝土绝热温升经验公式。     

全重矿渣集料水泥基透水砖配合比优化设计

系统研究以武钢重矿渣为主要原材料的全重矿渣集料水泥基透水砖的配合比优化设计.实验主要通过分析硅灰、水胶比、空隙率及砂石比这4方面对全重矿渣集料水泥基透水砖性能的影响,进而对透水砖配合比进行优化.结果表明,当硅灰替代率为胶凝材料的5. 0%、水胶比w/c=0. 23、空隙率为13%、砂石体积比为1:1时,全重矿渣集料水泥透水砖各方面性能最佳.     

矿物掺合料对水泥-水玻璃注浆材料性能的影响

为保证道路工程注浆材料具有良好的工作性、抗水分散性和较少的泌水率,采用粉煤灰和矿渣微粉为矿物掺合料、膨润土为浆体稳定剂以及水玻璃为促凝剂,研究了矿物掺和料种类及含量对水泥基-水玻璃双液注浆材料性能的影响规律.结果表明,适量的粉煤灰可以提高水泥基浆液的流动性,而且可以有效增加水泥基浆液的有效水胶比;矿渣微粉对水泥基浆液的...     

工程用水泥基复合材料单轴受拉本构关系模型

考虑聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,PVA)纤维体积掺量、水胶比的影响,设计制作了5组工程用水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites,ECC)薄板试件和1组基体试件并进行单轴受拉试验.通过各组试件的受拉性能对比分析,结果表明:ECC的开裂强度、开裂应变、极限抗拉...     

水泥粉煤灰砂浆强度模型的研究

为探索粉煤灰对水泥基材料力学性能的影响,采用二次回归正交设计的方法研究粉煤灰水泥基材料3d、28d的抗压强度和抗折强度,探讨了各因素对水泥基材料力学性能的影响规律。研究表明:采用二次回归正交设计建立的数学模型能够准确的描述水胶比、胶砂比、粉煤灰掺量与水泥基材料各龄期抗压强度、抗折强度相互之间的内在规律。     

水泥粉煤灰砂浆中期强度的优化设计

本文采用二次回归正交设计的方法研究粉煤灰水泥基材料7d的抗压强度和抗折强度,探讨了水胶比、胶砂比、粉煤灰掺量对水泥基材料力学性能的影响规律。研究表明：采用二次回归正交设计建立的数学模型能够准确的描述各因素与水泥基材料各龄期抗压强度、抗折强度相互之间的内在规律。     

纤维和引气剂对现代水泥基材料抗渗性的影响

研究了聚乙烯醇纤维(PVAF)、聚丙烯纤维(PPF)、玄武岩纤维(BF)和不同掺量引气剂对现代水泥基材料抗渗性的影响.通过抗渗试验和压汞试验(MIP)对水泥基材料的抗渗性和孔结构进行测试,分析了纤维和不同掺量引气剂掺入后水泥基材料孔结构的改变,孔结构的改变影响了水泥基材料的抗渗性.实验结果表明:掺入PVAF可以提高水泥基材料的抗渗性,而PPF和BF对水泥基材料的抗渗能力有负面效应;掺入适量引气剂后因孔结构的改善也会显著提高水泥基复合材料的抗渗能力.     

基于最紧密堆积理论制备活性粉末混凝土的试验研究

基于水泥基材料的最紧密堆积理论,本试验研究设计了使用本地原材料的活性粉末混凝土(reactive powder concrete,RPC)基础配合比,并通过变换基础配合比参数,系统地研究了养护制度、水胶比、外加剂以及富余系数等对RPC性能的影响.结果表明:热水养护时间以3 d为宜;随着水胶比的增大RPC抗压强度下降,但是流动性增大;消泡剂的掺入可以改善试件内部结构从而使试件内部更加密实充足,但其掺量不宜过大,其最优掺量约为0.8%;配合比计算时富余系数宜取1.4;试验成功制备了抗压强度超过160 MPa的RPC.     

多因素对聚合物水泥基功能梯度混凝土抗压强度的影响

针对功能梯度混凝土在地下工程中的应用问题,研究了多因素(水胶比、粉煤灰掺量、硅粉掺量、聚丙烯酸酯乳液)作用对聚合物水泥基混凝土抗压强度的影响,确定了各因素对聚合物水泥基混凝土抗压强度变化的影响程度,并加以定量化表征,提出了多因素共同作用影响聚合物水泥基混凝土抗压强度变化的偏最小二乘二次多项式回归分析模型。结果表明:在试验拟定的影响因素中,聚合物水泥基混凝土抗压强度存在最大值,各因素对聚合物水泥基功能梯度混凝土抗压强度的影响程度以水胶比最大,其次是聚丙烯酸酯乳液、粉煤灰掺量,硅粉掺量最小。最佳因素水平组合为水胶比0. 22、粉煤灰掺量25%、硅粉掺量5%、聚丙烯酸酯乳液6%。     

纳米CaCO3对水泥基材料性能与结构的影响及机理

采用超声波分散方式将纳米CaCO_3掺入水泥基材料,研究了不同掺量纳米CaCO_3对水泥基材料性能与结构的影响,并利用X射线衍射和扫描电镜分析其影响机理.结果表明:掺入纳米CaCO_3后,水泥基材料流动度降低,浆体表观密度增大,抗折和抗压强度提高.纳米CaCO_3掺量为1.5%(质量分数)时,对水泥基材料的力学性能提高最为显著,纳米CaCO_3掺量过多则不利于强度发展.纳米CaCO_3的掺入会加速水泥的水化,早期使水化产物Ca(OH)_2等增加;纳米CaCO_3改善了界面结构和水泥石结构,使水泥基材料的结构变得更加均匀密实.结果显示纳米CaCO_3掺入后对水泥基材料的力学性能与结构有利.     

建筑垃圾复合粉体材料对水稳碎石基层力学与收缩性能的影响

为缓解半刚性基层开裂病害,对掺建筑垃圾复合粉体材料(CWCPM)的水稳碎石基层的强度和收缩性能进行了研究,并借助DSC-TG同步热分析手段,分析了CWCPM对水泥基材料微观机理的改善作用.结果表明:CWCPM提高了试件28 d无侧限抗压强度和90 d抗弯拉强度;除个别方案外,CWCPM的掺入提高了水稳碎石基层的收缩性能.CWCPM对水泥基材料微观机理的改善作用表现如下:CWCPM良好的填充效应提高了水泥基材料的密实度;各粉体材料间的叠加效应和火山灰效应改善了水泥基材料的水化产物组成,降低了稳定性较差的Ca(OH)2含量.     

建筑废土制备可控低强度材料的试验研究

为综合利用建筑废土,以废土替代砂石骨料,制备一种高流动度、低泌水率的新型回填材料——可控低强度材料(CLSM)。通过流动度、泌水率、湿密度、无侧限抗压强度试验探讨了水胶比、水泥掺量、废土取代量等因素对CLSM物理、力学性能的影响,结合EDS能谱分析、SEM试验进一步揭示了强度影响机理。结果表明：水胶比主要控制CLSM流动度的大小,随着废土掺量的增加,满足材料流动的水胶比不断增大,废土添加极大的减少了材料的泌水率;胶凝材料中水泥掺量影响着CLSM强度的发展;通过微观分析、计算得出土基CLSM强度的形成主要源于水泥的水化反应、团粒化作用以及黏土颗粒的粘结。本文为利用废土制备CLSM提供了一种研究思路,制备出优良工作性能的CLSM服务于将来的工程沟槽回填。