掺硫铝酸钙类膨胀剂白水泥净浆干燥收缩与水分损失关联

为精确解析干燥条件下掺硫铝酸钙类膨胀剂水泥基材料的收缩行为,深入揭示低相对湿度条件下硫铝酸钙类膨胀剂补偿收缩效果下降的机制,利用低场磁共振弛豫技术,结合X射线衍射、质量与长度测试,在不同相对湿度下对掺与不掺硫铝酸钙类膨胀剂白水泥净浆的干燥收缩历程进行10个月的长期监测,从含水量及水分状态角度,定量描述白水泥净浆干燥失水和收缩的演变规律,阐明硫铝酸钙类膨胀剂导致干燥收缩落差增大的作用机制。结果表明:在相对湿度为75%、43%、11%的环境中干燥,白水泥净浆失水量和干燥收缩均持续增大直至稳定,3类环境中各试件干燥收缩与相对失水量间的关系基本保持一致;随干燥时间延长,单位失水量导致的干燥收缩先降低后升高,干燥进程中净浆内部各级孔隙失水规律不同,且各湿度条件下的干燥收缩机制存在差异;掺入硫铝酸钙类膨胀剂后,C-S-H凝胶纳米孔结构会发生一定粗化,干燥时易损失更多可蒸发水,且膨胀剂水化生成的钙矾石还会损失2~5个结晶水,二者共同导致净浆水分损失与干燥收缩增大;在低湿度环境中应用硫铝酸钙类膨胀剂时,需注意这两个因素导致收缩落差增大的影响。

地聚物混凝土干燥收缩性能及活性氧化镁补偿收缩研究

制备粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土,并进行地聚物混凝土28 d抗压强度和干燥收缩测试,探究分析活性氧化镁含量、水玻璃模数、碱当量和矿渣含量对其抗压强度和干燥收缩的影响机理。结果表明:随着活性氧化镁掺量增大,地聚物混凝土28 d抗压强度下降,干燥收缩变形显著减小;与0%(质量分数,下同)活性氧化镁混凝土相比,掺量为3%、6%和9%时混凝土28 d抗压强度分别下降8.0%、8.2%和18.2%,干燥收缩分别减小21.5%、26.4%和38.2%,此外,当活性氧化镁掺量为3%和6%时,不仅有效补偿了干燥收缩,且抗压强度损失较小;随着水玻璃模数升高,地聚物混凝土28 d抗压强度和干燥收缩变形增大;随着碱当量升高,地聚物混凝土28 d抗压强度下降、干燥收缩变形增大;随着矿渣含量增加,地聚物混凝土28 d抗压强度增大、干燥收缩变形减小。综合考虑抗压强度及收缩的要求,建议实际应用中选择高活性、大掺量氧化镁,掺量宜控制在3%~6%。

外加剂对碱激发胶凝材料干燥收缩性能的影响

为了进一步改善碱激发胶凝材料的收缩特性,探索了单掺有机减缩剂(聚乙二醇和乳胶)、无机膨胀剂(CaO、MgO和石膏)对矿渣粉煤灰复合碱激发(AASF)体系水化产物组成、孔隙结构和收缩特性的影响。结果表明,在所有的外加剂中,聚乙二醇减缩效果最显著,外掺1%(质量分数)聚乙二醇的AASF试样的91 d干燥收缩仅为1 683με,相较于对照组最大降低29.7%,这主要归因于孔隙结构的显著粗化。聚乙二醇和乳胶对AASF的抗压强度有一定的负面影响,主要源于水化反应程度的降低和整体孔隙率的增加。三种无机膨胀剂在AASF体系中发挥出的收缩补偿效果不强,但对抗折强度有显著的增益效果。

PVA-钢纤维自密实混凝土早期干燥收缩研究

研究了钢纤维、PVA纤维、PVA-钢混杂纤维对自密实混凝土早期干燥收缩的影响。结果表明:纤维的掺入不会改变自密实混凝土干燥收缩的发展趋势;单掺钢纤维或PVA纤维均能抑制自密实混凝土的干燥收缩,其中,PVA纤维较钢纤维对自密实混凝土干燥收缩的抑制效果更好,但纤维体积掺量过高则会导致纤维的抑制效果减弱;PVA-钢混杂纤维对自密实混凝土干燥收缩的改善效果优于单一纤维,其中,0.3%体积掺量的钢纤维与0.06%体积掺量的PVA纤维混杂对自密实混凝土干燥收缩的改善效果相对最好,表现出显著的混杂效应。

醋酸乙烯-乙烯改性抹灰砂浆早期干燥收缩分析

为缓解抹灰砂浆的早期干燥收缩,本文采用醋酸乙烯-乙烯(VAE)改性抹灰砂浆,通过正交试验探究了VAE、水胶比、粉煤灰、重钙对水泥砂浆早期干燥收缩的影响规律,采用灰色关联度分析了各因素对早期干燥收缩的影响程度,并采用核磁共振技术从细观尺度分析了VAE改性抹灰砂浆的孔隙结构分布。结果表明:各因素对砂浆早期干燥收缩影响程度由大到小依次为水胶比、VAE掺量、重钙掺量、粉煤灰掺量,并且最优组合为水胶比0.45、VAE掺量3%(质量分数,下同)、重钙掺量0%、粉煤灰掺量20%;VAE掺量在3%左右时,砂浆“三峰”峰值均有所降低,横向弛豫时间T_(2)谱积分面积最小,减少了有害孔和多害孔数量,此时砂浆孔结构分布均匀、形态复杂;VAE影响下砂浆的早期干燥收缩值与孔隙结构分形维数呈负相关函数,孔隙尺寸分布越均匀,形态越复杂,砂浆抵抗早期干燥收缩性能越强;实际工程中可以通过调节水胶比、VAE掺量控制砂浆的早期干燥收缩,通过调节粉煤灰、重钙掺量控制成本投入。

碱-矿渣-偏高岭土基地聚物干燥收缩研究

碱-矿渣-偏高岭土基(ASM)地聚物具有可常温固化、快凝早强、耐腐蚀等特点,但其收缩率较大,限制了工程领域中的广泛应用。研究了激发剂模数、激发剂浓度及液固比对ASM地聚物干缩性能的影响机制。结果表明:ASM地聚物的干缩率随着激发剂模数的增大而增大,随着激发剂浓度的增大而减小,随着液固比的增大而增大。在碱激发剂作用下,ASM地聚物发生了地质聚合反应和矿渣水化反应,当体系中以矿渣的水化反应为主导反应时,内部结构产生更多的孔隙及更大的孔径,且硬化浆体疏松开裂,干缩率较大。

白泥掺量对碱矿渣/白泥砂浆干燥收缩的影响

为了高效利用造纸工业固废白泥,以硅酸钾和碳酸钾为复合激发剂,白泥和矿渣为复合前驱体,研究不同白泥掺量对碱矿渣/白泥砂浆(ALM)干燥收缩的影响,并通过X射线衍射分析、热重-微商热重分析和压汞法解释其机理。结果表明:随着白泥掺量的增大,ALM的水化硅酸钙凝胶(C-(A-)S-H)量减少,类水滑石量保持不变,文石、球霰石和方解石量增多,凝胶孔(3.12~10 nm)和中孔(10~50 nm)减少,大孔(>50 nm)增加,ALM吸水率增大,水分损失率增大,名义晶胶比增大,ALM的抗压强度和干燥收缩降低。白泥掺量为20.0%的ALM具有较好的28 d抗压强度和较低的干燥收缩。

CFB炉渣细骨料纤维砂浆干燥收缩特性研究

为了实现CFB炉渣的高效利用,提高预拌砂浆的抗裂性,以粉煤灰取代量(体积分数)、CFB炉渣细骨料取代量(体积分数)和PVA纤维掺量(体积分数)为因素,设计正交试验方案L_(16)(4~5),试验研究CFB炉渣细骨料纤维砂浆的干燥收缩特性,分析作用规律,建立回归模型。结果表明:增加粉煤灰取代量可以提高CFB炉渣砂浆稠度,增加CFB炉渣取代量和PVA纤维掺量不利于砂浆稠度的提升;粉煤灰取代量、CFB炉渣取代量为CFB炉渣纤维砂浆的干燥收缩特别显著性影响因素,PVA纤维掺量为显著性影响因素;粉煤灰取代量、PVA纤维掺量对CFB炉渣纤维砂浆的干燥收缩起明显的抑制作用,CFB炉渣使砂浆的干燥收缩呈先降低后增大的变化趋势;砂浆干燥收缩的模型预测相对残差在±5%以内,模型预测结果准确可信。

西宁地区高性能混凝土的长期干燥收缩变形规律研究

通过定期跟踪测定水胶比为0.241、0.306、0.38、0.42和0.46,粉煤灰掺量15%和23%,掺入0.85%减水剂或1%引气剂,28d抗压强度为32.4~74.9MPa的高性能混凝土在西宁地区早期(t≤90d)干冷、干热和标准模拟养护+后期(t≥90d)自然暴露的20年干缩数据。探究了水胶比对高性能混凝土干缩发展的影响、早期模拟养护环境对干缩性能的影响以及高性能混凝土20年龄期内的经时收缩发展规律。结果表明:高性能混凝土干缩量随水胶比增大呈线性递增,干缩速率随时间减缓。自收缩随水胶比降低急剧增加;较普通混凝土而言高性能混凝土收缩速率更快,在暴露15年后,干缩基本完成。

消泡剂与减缩剂对聚合物改性水泥砂浆干燥收缩和质量损失的影响

研究了单掺消泡剂、单掺减缩剂及二者复掺对聚合物改性水泥砂浆的干燥收缩率和质量损失率的影响。结果表明,单掺消泡剂时,砂浆的干燥收缩率与质量损失率均会降低,且降低幅度与掺量成正比;单掺减缩剂时,砂浆的干燥收缩率降低且降幅与掺量成正比,质量损失率整体降低,但随着掺量的增加,减缩剂对质量损失的抑制作用逐渐降低;二者复掺对砂浆的干燥收缩与质量损失的抑制作用大于各自单掺时,具有明显的协同效应。砂浆的质量损失率与干燥收缩率之间存在幂函数关系,曲线参数受外加剂种类及掺量影响。

SiO_(2)气凝胶改性地聚合物的干燥收缩性能

采用SiO_(2)气凝胶改性地聚合物,分析了矿渣掺量和气凝胶掺量对抗压强度、尺寸稳定性、失水量以及微观结构的影响,为解决地聚合物干燥收缩问题提供指导.结果表明:由于气凝胶保水作用,矿渣掺量较低的试件28 d强度提升较大;矿渣掺量为30%时,气凝胶掺量越高,试件尺寸稳定性越强;试件7 d内失水量远大于7 d后,且随着气凝胶掺量的增加,矿渣掺量较低的试件失水量先减少后增加,而矿渣掺量较高的试件失水量先增加后减少;当矿渣掺量为30%、气凝胶掺量为8%时,试件微观结构最为致密.

粉煤灰加气混凝土干燥收缩性能分析

为给粉煤灰加气混凝土应用提供导向数据,本文提出粉煤灰加气混凝土干燥收缩性能分析方法。以某厂家生产的粉煤灰加气混凝土砌块作为试验对象,按照不同砂浆类型和养护条件砌筑4面粉煤灰加气混凝土砌块墙,在200 d龄期内使用千分表获取不同砌块监测点处的收缩值。试验结果表明:粉煤灰加气混凝土砌块的干燥收缩值受其砌筑砂浆类型、养护条件以及环境温湿度和其初始含水率影响均较高,且在不同条件下,粉煤灰加气混凝土砌块的干燥收缩数值均随着龄期的增加而增加。专用砂浆和标准养护的粉煤灰加气混凝土砌块墙的收缩数值较低。

砂泥粉含量及MB值与砂浆干燥收缩关系的研究

研究了机制砂泥粉含量与亚甲蓝MB值的关系,采用双曲线函数的收缩表达式探讨了两者对砂浆干燥收缩值的影响规律。结果表明:机制砂的MB值与泥粉含量成线性关系,直线斜率受控于泥粉的液限指数;机制砂泥粉含量和MB值的提高,均增加砂浆的干燥收缩和加快收缩的发展进程,且用MB值能更好地评估和预测砂浆的干燥收缩终值。

混杂纤维对大掺量矿物掺合料混凝土干燥收缩的影响

通过测定混凝土的长期干燥收缩值,研究了单掺聚丙烯(polypropylene,PP)纤维、聚酯纤维和钢纤维及其混杂技巧对大掺量矿物掺合料混凝土干燥收缩的影响。结果表明,大掺量矿物掺合料混凝土的干燥收缩比较大,纤维及混杂技巧有利于降低其干燥收缩,纤维的弹性模量越高,其抑制干燥收缩的效果越好;(0.05%PP纤维+0.05%聚酯纤维)的有机纤维混杂效果优于(0.1%PP纤维+0.7%钢纤维)和(0.1%聚酯纤维+0.7%钢纤维)的有机与无机纤维混杂;混杂纤维对混凝土干燥收缩的抑制效果与纤维之间的搭配有关。综合分析表明,(PP纤维+聚酯纤维)的二元混杂技术具有良好的工程应用价值。

大掺量粉煤灰混凝土干燥收缩性能

为了研究粉煤灰对混凝土收缩性能的影响并有效预测粉煤灰混凝土收缩发展的规律,对采用不同等级粉煤灰,且掺量分别为35%、40%、45%的粉煤灰混凝土的干燥收缩性能进行了研究,测试了各试件7-120d的收缩值.结果表明：大掺量粉煤灰对混凝土的收缩有较好的抑制作用,且对后期收缩的抑制更为显著;Ⅰ级粉煤灰对混凝土收缩的抑制效果明显优于Ⅱ级粉煤灰.对收缩的时程曲线进行分析,发现其呈复合指数关系,并给出了考虑粉煤灰掺量影响的混凝土干燥收缩预测公式.

镁渣复合掺合料混凝土的干燥收缩特性

针对镁渣利用率低,以及对现代混凝土尺寸稳定性要求高的问题,以镁渣掺量、掺合料取代率和矿粉复合率为因素,设计正交试验方案,试验研究镁渣复合掺合料混凝土的干燥收缩特性,分析作用规律,建立关系模型,微观结构分析掺合料的作用机理。结果表明:镁渣复合掺合料混凝土的干缩变形与时间呈相关性很好的双曲线关系,其拟合参数的关系模型显著性水平高,与各因数的相关性好;混凝土的干缩变形随镁渣掺量和掺合料取代率的增大而减小,随矿粉复合率的增大而增大,作用的重要性次序为镁渣掺量、掺合料取代率和矿粉复合率;镁渣对混凝土干缩的作用效应随时间逐渐增大,90 d基本趋于稳定,测定龄期内混凝土仅有收缩,无膨胀变形,掺入适量的镁渣来补偿混凝土的收缩变形是可行的。

钢渣对水泥砂浆早期干燥收缩和孔结构的影响

研究了钢渣粉及不同粒径范围钢渣砂对水泥砂浆早期干燥收缩性能和孔结构的影响.结果表明:在一定掺量范围内,单掺钢渣粉或钢渣砂均能明显降低水泥砂浆的早期干燥收缩率,当掺量(质量分数)为30%时,改善效果尤为显著;钢渣砂粒径范围不同,对水泥砂浆早期干燥收缩率的影响有所不同,粒径小于2.5mm的钢渣砂具有明显改善作用.主要原因在于钢渣粉或钢渣砂能降低水泥砂浆的孔隙率,优化孔结构,提高密实度;相比于钢渣砂,钢渣粉对水泥砂浆早期干燥收缩性能和孔结构的改善效果更加显著,但二者复掺的改善效果并不明显.

水泥浆体早期的自收缩和干燥收缩

水泥浆体早期(<7 d)收缩行为已受到越来越多的关注,利用波纹管法测量自收缩,通过测量不同水灰比净浆的自收缩和干燥收缩来评价早期收缩.试验结果表明,与其他方法相比,波纹管法能直接准确地测量早期自收缩.养护1 d后测量初长为基准测量自收缩会忽略水泥浆体早期很大一部分自收缩,初凝后10 min开始测量较为合理.由于很多工程中实际养护条件不足,以养护3 d初长为基准测得的干燥收缩不能准确反映真实的早期干燥收缩.

再生骨料混凝土吸湿性能及对干燥收缩的影响

根据孔隙结构理论设计了测量材料润湿性能的装置,测试了再生骨料取代率,减水剂、膨胀剂、粉煤灰掺量对再生骨料混凝土吸湿量的影响曲线,并通过曲线拟合给出不同配合比再生骨料混凝土等温吸湿曲线函数关系式;提出可由初期吸湿曲线来计算材料与水接触角大小,并分析了其对再生骨料混凝土干缩性能的影响.研究表明:再生骨料、减水剂的添加可减小混凝土的接触角,增加混凝土的干缩值;粉煤灰的添加改善了混凝土孔隙结构,能降低与水润湿性,有利于抑制混凝土收缩;减水剂的添加减小了再生骨料混凝土的接触角;膨胀再生混凝土收缩机理不能单用材料润湿性和孔隙结构理论来解释.

膨胀剂在抵抗再生混凝土干燥收缩性能中的应用

因再生粗骨料表面附着砂浆的吸水率较大,再生骨料混凝土在干燥收缩性能方面与普通混凝土相比差距较大,也制约再生骨料混凝土在混凝土结构中的实际应用。利用复合膨胀剂来提高再生骨料混凝土的抗干缩性能。本研究测量量骨料置换率为50%和100%的再生骨料混凝土抗压强度和收缩曲线。结果表明,掺8%～15%膨胀剂的再生骨料混凝土(50%置换率)与普通混凝土有相近的干缩曲线;但当骨料置换率增加到100%,膨胀剂对降低再生骨料混凝土的收缩没有明显作用。