Anti-Crack Performance of Low-Heat Portland Cement Concrete

The properties of low-heat Portland cement concrete（LHC） were studied in detail. The experimental results show that the LHC concrete has characteristics of a higher physical mechanical behavior, deformation and durability. Compared with moderate-heat Portland cement（MHC）, the average hydration heat of LHC concrete is reduced by about 17.5%. Under same mixing proportion, the adiabatic temperature rise of LHC concrete was reduced by 2 ℃-3 ℃,and the limits tension of LHC concrete was increased by 10× 10^-6-15×10^-6 than that of MHC. Moreover, it is indicated that LHC concrete has a better anti-crack behavior than MHC concrete.

低压养护下低热水泥混凝土的性能研究

研究了不同养护(低压养护、标准养护)条件下掺不同品种水泥(普通硅酸盐水泥OPC、低热水泥LHPC)混凝土的性能,分析了LHPC混凝土的孔结构对其性能的影响。结果表明:相同养护条件下,LHPC混凝土的后期抗压强度高于OPC混凝土;低压养护条件下,LHPC的放热量远低于OPC,LHPC可以持续进行水化,对低压环境的适应性更好,LHPC混凝土的孔结构更加致密,LHPC混凝土的耐久性能更好;混凝土的耐久性能与孔结构呈线性关系,且耐久性能随着孔结构的劣化而降低。

低热硅酸盐水泥水工衬砌混凝土抗裂性文献综述

对低热硅酸盐水泥的技术要求进行阐述,综述了前人对低热水泥进行的宏观微观抗裂性试验,对低热水泥抗裂性方面的研究成果文献进行归纳和总结,对国内外低热水泥在水利工程中的应用和研究现状进行回顾,指出低热水泥在水工衬砌混凝土抗裂性上研究不足,展望未来低热水泥在水工衬砌混凝土中的应用研究前景。

关于海工低热硅酸盐水泥的几点思考

本文简述了海水对混凝土的腐蚀机理,从提高混凝土抵抗海水腐蚀能力方面,提出了相应的方法,继而对海工低热硅酸盐水泥的性能指标要求进行了探讨,并对如何配制海工低热硅酸盐水泥,提出了看法,以供同行参考指正。

高原复杂环境下低热硅酸盐水泥性能研究

采用多功能环境模拟养护箱,模拟高原铁路大风、干燥、大温差等复杂环境,对比分析铁路专用低热硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥在不同复杂环境下力学性能和干燥收缩的发展规律。复杂环境下,因水分散失严重导致低热硅酸盐水泥后期强度高的优势无法体现,但预养护7~14d可以有效缓解甚至避免此类现象。即使在复杂环境下,低热硅酸盐水泥依然具有更低的干燥收缩,各龄期干燥收缩率均比普通硅酸盐水泥低30%~40%。

低热微膨胀水泥制备高强砂浆研究

低热微膨胀水泥(LHEC)具有低水化热和微膨胀等特性,也是一种低碳型水泥。分别以低热微膨胀水泥和矿渣硅酸盐水泥(PS)制备高强砂浆,设置20、45、70℃三种水养护条件,比较研究了2种水泥砂浆在不同水养护温度下的强度和膨胀率,并结合XRD和SEM分析,对相关机制进行了探讨。结果表明:LHEC高强砂浆与PS高强砂浆相比,具有更高的抗折强度、折压比和膨胀率;前者抗折、抗压强度和膨胀率在45℃时最高,而后者抗折、抗压强度在70℃时最高,膨胀率随温度变化不明显。其原因为LHEC高强砂浆中引入了较多的钙矾石相(AFt),水养护温度促进了矿渣的水化及AFt形成,但过高的水养护温度会使AFt向单硫型水化硫铝酸钙相(AFm)转变。

基于电阻率和ζ-电位法的低热硅酸盐水泥早期水化特性

为研究低热硅酸盐水泥早期水化特性,采用电阻率测试仪和电声法ζ-电位分析仪分别对低热水泥和普通硅酸盐水泥水化的电阻率和ζ-电位进行测试。结果表明:电阻率和ζ-电位曲线在表征水泥浆体阶段的水化过程上具有较好的一致性。在水化20 min内,低热水泥浆体的ζ-电位与Ca^(2+)浓度成正比,ζ-电位的急剧上升与{Ca 6[Al(OH)_(6)]_(2)·24H_(2)O}^(6+)浓度有关;水化20 min后,浆体中开始形成AFt和CSH,ζ-电位的变化受SO_(4)^(2-)与{Ca 6[Al(OH)6]_(2)·24H 2O}^(6+)、Ca^(2+)与HSiO_(3)-反应速率控制。与普通水泥相比,低热水泥在水化20 min内Ca^(2+)溶出速率更快,浆体中AFt形成时间更早;其诱导期持续时间短,主要受Ca(OH)_(2)晶体成核生长速率及渗透压作用控制;在减速期,低热水泥水化的电阻率时间对数曲线的斜率K m值略小,说明低热水泥石在加速期水化速率加快,水化产物填充孔隙,这导致在减速期孔隙间距缩短速率加快,结构密实速率略慢。

粉煤灰对低热水泥与普硅水泥早期水化影响对比研究

为探究粉煤灰掺量对低热水泥与普硅水泥早期水化差异的影响,采用电阻率测试仪、电感耦合等离子体发射光谱仪及Zeta电位分析仪分别对粉煤灰掺量下的低热水泥和普硅水泥水化的电阻率、孔溶液离子浓度及Zeta电位进行测试。结果表明:在溶解期70 min内,LHP与OPCF20试样的水化速率相当,但在125 min内,LHPF40试样的水化速率接近停滞状态;在诱导期100~720 min内,两种水泥基材料中均存在大量AFt、CSH等生成,但与OPCF20试样相比,LHP试样中大量AFt、CSH等产物生成的时间延迟约51 min;在加速期,当粉煤灰掺量大于或等于30%时,低热水泥试样中AFt向AFm的相转化过程消失,但普硅水泥试样却与之相反。

低热硅酸盐水泥水化及性能研究现状

低热硅酸盐水泥因水化热低而被大量应用于高等级大体积混凝土工程以降低温度应力给结构带来的开裂风险。此外,高温下强度增长稳定的特点决定其能在高热施工环境发挥作用,优良的体积稳定性有利于解决混凝土结构开裂问题,较高的后期强度和优良的抗侵蚀性能适合用于高性能混凝土的制备。本文从水化、性能等角度出发,分析了低热硅酸盐水泥在水化调控、水化产物及微观结构、性能优化等方面存在的部分问题,总结了低热硅酸盐水泥高温耐受、抗侵蚀、体积稳定等性能特点,提出了低热硅酸盐水泥在严酷环境、高热环境中的应用展望。

低热硅酸盐水泥早期水化热动力学研究

为了解低热硅酸盐水泥早期水化特性,采用等温量热仪测试水化热,分析低热和中热硅酸盐水泥的水化过程,基于动力学和热力学模型模拟水化进程和水化产物演变。结果表明:由于C2S含量较多,低热硅酸盐水泥前期的水化速率较慢,水化程度总体上低于中热水泥;水灰比越大,最终放热量越高。低热和中热硅酸盐水泥1、3 d的水化产物分别占总体积的32.20%、47.66%和38.20%、53.92%;低热硅酸盐水泥早期生成的C-S-H凝胶与中热硅酸盐水泥相当。考虑到水泥水化的影响因素包括水灰比、温度和比表面积,基于动力学模型和吉布斯自由能最小化进行水化动力学和热力学模型计算。

不同养护制度下低热水泥超高性能混凝土力学性能研究

基于超高性能混凝土(UHPC)绿色化发展趋势及低热水泥(贝利特相为主)早期强度低的背景,对比研究了标准养护、蒸汽养护、蒸压养护条件下制备的低热水泥UHPC与硅酸盐水泥UHPC的强度及水化微结构。结果表明:低热水泥UHPC的拆模强度(标准养护)即1 d强度低于硅酸盐水泥UHPC,但在28 d和90 d时高于硅酸盐水泥UHPC。低热水泥UHPC热养护后即时力学强度发展明显提高,超过硅酸盐水泥UHPC。低热水泥UHPC浆体的C-S-H含量更高,CH含量更低,基体密实度更高,热养护后尤为明显。在蒸压养护90 d时,低热水泥UHPC的最高抗压强度为197.5MPa。

低热硅酸盐水泥对大坝混凝土性能的影响研究

研究不同高镁低热硅酸盐水泥对大坝混凝土的力学性能、变形性能、热学性能、耐久性能等性能的影响。结果表明:优化配合比中水泥、粉煤灰及外加剂掺量后,减水剂掺量可降低至0.4%~0.6%,引气剂掺量降低至0.012%~0.016%,C_(180)40混凝土的单方用水量可降低至82 kg/m^(3)~83 kg/m^(3),65d龄期的自变值在-83.3×10^(-6)~-109.5×10^(-6)之间,绝热温升在27.5℃~28.7℃之间,各配比混凝土的抗压强度和极限拉伸值均能满足设计要求,且有较大富裕;合理提高水泥中Mgo含量,具有较明显的补偿混凝土自生体积变形的收缩效果。

利用选钼尾矿制备低热硅酸盐胶凝材试验研究

以选钼尾矿为研究对象,参考普通硅酸盐水泥熟料烧成原理,基于选钼尾矿的基本矿物组成,提出烧成低热硅酸盐水泥熟料的假设。在实验室阶段开展选钼尾矿基熟料煅烧试验,结果表明:所制备的选钼尾矿基熟料XRD谱图与42.5级普通硅酸盐水泥熟料相近,且水化产物SEM图像可见典型的硅酸盐水泥熟料水化特征;由此种熟料配制的低热硅酸盐胶凝材28d龄期抗压、抗折强度以及各龄期水化热满足此类水泥的国标技术要求。

低热硅酸盐水泥高温强度特性及其机理研究

低热硅酸盐水泥具有高温下强度稳定增长的特性,本文以硅酸盐水泥和低热硅酸盐水泥互为对比,研究了在水泥砂浆成型之后直接进行热养护(50~80℃)和标准养护1 d后再进行热养护两种情况下的强度发展和水泥浆体的物相组成、孔隙发展、微观形貌特征。结果表明:高温条件下水泥强度损伤行为源于水化后期的微结构劣化,但这一行为与水化初期受热密切相关,低热硅酸盐水泥在高温下较低的水化速率使其水化产物更均匀、密实,浆体的孔结构不随温度的升高以及受热方式的改变出现明显劣化,因此其强度在高温下仍能保持稳定增长;硅酸盐水泥后期由高温引发的钙矾石分解并没有直接导致强度倒缩,但水化初期过高的水化速率使水泥浆体出现更多的孔洞和缺陷,加速了后期由高温引起的单硫型水化硫铝酸钙(AFm)、Ca(OH)_(2)析出与生长,且诱发浆体孔隙率增大。

水泥熟料中氧化镁的水化和膨胀性能

采用ＸＲＤ，ＤＳＣ等方法研究了熟料中氧化镁的水化及其膨胀性能．结果表明，熟料中氧化镁是一种制造膨胀型水泥的好材料，但它的缺陷在于水化及膨胀十分缓慢．利用钙矾石在早期产生膨胀的性能对熟料中氧化镁的延缓性膨胀加以改进，可以为制造微膨胀型中热水泥和低热矿渣水泥提供依据．

低热硅酸盐水泥在水工混凝土中的应用研究

采用低热和中热水泥配制二级配常态混凝土和大坝四级配混凝土,并对低热、中热水泥混凝土的性能进行比较,为低热水泥在大坝主体结构混凝土中的全面应用提供了依据。项目采用宏观性能研究和亚微观分析相结合的方法,研究了低热水泥混凝土的力学性能、变形性能和绝热温升,以及低热水泥-粉煤灰浆体的亚微观结构。结果表明,低热水泥与不同品种骨料的相容性良好、均可制备出性能优良的水工混凝土。低热水泥混凝土具有早期强度较低、后期强度增长率高的特点,其干缩值较中热水泥混凝土略低,自生体积变形与中热水泥混凝土相当,可显著降低混凝土的早龄期绝热温升。采用扫描电镜分析了掺加35%粉煤灰的低热和中热水泥胶凝体系的水化产物和微观结构,采用能谱分析研究了水化产物中Ca(OH);晶体的元素含量。结果表明,低热水泥胶凝体系的后期水化产物中仍可见一定量的Ca(OH);晶体,不存在贫钙现象;水化持续的时间更长,后期水化硅酸钙凝胶更加致密,这也是低热水泥混凝土后期强度优于中热水泥混凝土的原因。低热水泥可以在大坝主体结构混凝土中安全应用。

美国胡佛大坝低热水泥混凝土应用与启示

通过总结胡佛大坝低热水泥的研究背景、研究过程、混凝土性能特点以及应用技术和效果，得到低热水泥大坝混凝土综合性能优越且强度持续缓慢增长，混凝土质量优良，但同时观测到低热水泥大坝混凝土在通水冷却结束后的0．5～14．5a温度出现较大幅度回升，浇筑13．5a年后大坝混凝土内部测点实测温度平均回升12．6℃。借鉴胡佛大坝经验，得到一些启示，结合我国研究和实践，推动我国低热水泥混凝土技术的推广应用。

大体积混凝土胶凝材料体系水化放热规律研究

为研究低热硅酸盐水泥与大掺量矿物掺合料胶凝材料体系间水化放热规律方面的差异,采用直接法测定两者的水化放热过程,根据计算出的水化放热曲线及水化速率曲线,分析了两者在水化放热规律方面的差异;并采用Krstulovic-Dabic模型3个时期的积分方程进一步对比分析两者在水化进程方面的差异。研究结果表明:试验方案中掺有矿粉的胶凝材料体系水化热前期低于低热硅酸盐水泥,而后期高于低热硅酸盐水泥;在水化放热规律方面,掺入一定掺量的矿物掺合料后,与低热硅酸盐水泥相比,初终凝时间延后,加速期与减速期延长;在结晶成核与晶体生长(NG)时期,n值越大,水化阻力越大,初凝时间相对推后,kNG值越大,水化速率越快,加速期越短,终凝时间相对提前,在相边界反应时期(I)与扩散时期(D),kI,kD越大,水化速率越快,减速期越长。研究结果为改善大体积混凝土的温度防裂性能提供参考。

偏高岭土对低热硅酸盐水泥水化性能的影响

采用不同掺量偏高岭土取代水泥配制低热硅酸盐水泥净浆和砂浆,测试了不同净浆的凝结时间,采用微量热仪测试了净浆的水化放热速率和放热量,测试了砂浆抗压强度和抗折强度发展,采用XRD分析了净浆物相组成.结果表明,偏高岭土缩短了低热硅酸盐水泥初凝和终凝时间,缩短了胶凝材料体系的水化诱导期,并使加速期和减速期提前,但并未提高7 d水化放热量,其对早期水化的促进作用随掺量提高而更显著.掺量在10%以内时,偏高岭土促进砂浆强度发展,14 d时促进作用最为显著,但掺量不宜超过15%.偏高岭土未改变低热硅酸盐水泥水化物相种类,但可明显降低产物中氢氧化钙的含量,其火山灰反应在28 d后仍在进行。

低热硅酸盐水泥的研究进展

低热硅酸盐水泥具有低热、后期强度高、抗侵蚀和耐磨性能好、干缩小等优势,尤其适用于抗裂要求等级高的大体积混凝土工程。稳定硅酸二钙高温晶型或活化硅酸二钙矿物,可以提高低热硅酸盐水泥的早期强度,进而促进其在常规建筑工程(非大体积混凝土工程)的推广应用。工业生产中,可以化学掺杂方法和快速冷却方法兼施,一方面,利用含有微量金属元素的废渣或尾矿作为原材料进行配料,另一方面,适当提高熟料冷却速率,共同稳定硅酸二钙高温晶型到室温。