水泥-石灰石粉胶凝材料早期开裂性能研究

研究了水泥-石灰石粉胶凝材料的早期开裂性能,并对水泥-石灰石粉胶凝材料中开裂指数、开裂龄期及石灰石粉掺量之间的关系进行了曲面拟合。研究结果表明:随着石灰石粉掺量的增加,产生首条裂缝的时间先提前后推迟;石灰石粉掺量小于10%时,随着其掺量的增加,裂缝产生时间提前,裂缝长度由短变长,对应的裂缝宽度由窄变宽,且裂缝数目逐渐增加,胶砂的开裂指数逐渐增大;当石灰石粉掺量大于10%时,随着其掺量的增加,裂缝产生时间推迟,裂缝长度由长变短,对应的裂缝宽度由宽变窄,且裂缝数目逐渐减少,胶砂的开裂指数逐渐减小。通过Matlab软件拟合得到了水泥-石灰石粉胶凝材料中开裂指数、开裂龄期及石灰石粉掺量之间的函数关系式。

粉煤灰对水泥-石灰石粉胶凝材料开裂性能的改善研究

研究了水泥-石灰石粉胶凝材料干缩和开裂性能以及粉煤灰对其干缩和开裂性能的改善作用。研究得到水泥-石灰石粉胶凝材料的干缩随石灰石粉掺量增加出现先增大后减小的规律,石灰石粉掺量为10%时,硬化浆体的干缩达到最大值。随粉煤灰掺量增加,水泥-石灰石粉硬化浆体的干缩随之减少。随石灰石粉掺量增加,水泥-石灰石粉胶凝材料的开裂呈现先增大后减小的规律,掺量为10%时的开裂最大;随粉煤灰掺量增加,粉煤灰对水泥-石灰石粉胶凝材料开裂性能的改善逐渐增强。水泥-石灰石粉胶凝材料的开裂性能与其干缩性能有着较大的相关性,干缩减少,其开裂指数逐渐降低,抗开裂性能提高。

水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝材料干缩性能研究

研究了水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝材料体系的干燥收缩性能。试验结果得到了石灰石粉和矿粉对水泥基材料干缩变形的影响规律。水泥-石灰石粉复合胶凝材料的干缩值随石灰石粉掺量的增加呈现先增加后降低的趋势,石灰石粉掺量为10%时达到最大值;矿粉的掺入可有效改善水泥基胶凝材料的干缩性能,同时,也可明显减少水泥-石灰石粉复合胶凝材料的干缩变形。

石灰石粉-粉煤灰细度变化对水泥基胶凝材料体系水化动力学的影响

为研究混磨不同细度石灰石粉-粉煤灰对水泥基胶凝材料水化进程和早期力学性能的影响规律,本文采用等温量热法测定了不同细度复合胶凝体系在水化温度为20℃时的水化放热速率和放热量,根据Krstulovic-Dabic提出的水化动力学模型计算了复合胶凝体系水化反应各阶段的动力学参数。结果表明:增加石灰石粉和粉煤灰的细度可促进复合胶凝体系水化产物的结晶成核与晶体生长,缩短水化诱导期结束时间和达到最大放热速率时间,加速水泥的水化反应速率。石灰石粉和粉煤灰细化会缩短相边界反应过程时间,使复合胶凝体系在水化程度更高时发生反应控制机制转变。抗压强度试验表明增加细度可明显提高胶砂试件的早期强度,其后期强度保持稳定。

熟料-硅锰渣-石灰石复合胶凝材料水化特性研究

发展低熟料高标号胶凝材料是水泥工业碳达峰目标达成的有效途径之一,但对水泥混合材特性利用及多种混合材协同作用也提出了更高要求。本文以四川地区工业固废硅锰渣和地域资源丰富的石灰石为主要混合材,配制了熟料-硅锰渣-石灰石复合胶凝材料,研究了复合胶凝材料性能及水化特性。研究结果表明,熟料-硅锰渣-石灰石复合胶凝材料工作性良好,后期力学性能增强,且石灰石粉的成核诱导水化效应可有效改善单独使用硅锰渣胶凝材料体系凝结时间延长和早期强度过低问题。复合胶凝材料体系中,石灰石粉的早期成核诱导水化效应和硅锰渣后期水化活性均能得到充分发挥。此外,硅锰渣和石灰石粉能够协同参与胶凝材料体系水化,消耗铝相生成水化碳铝酸盐相,增加水化产物总量,同时也能阻止AFt向AFm转变,有利于体系力学性能稳定提升。

石灰石粉-粉煤灰-熟料复合胶凝材料开裂敏感性的研究

利用石灰石粉和粉煤灰与熟料复合制备复合胶凝材料,并与普通硅酸盐水泥对比研究在保持混凝土坍落度相同的情况下,它们的开裂敏感性。结果表明:石灰石粉-粉煤灰-熟料复合胶凝材料制备的混凝土不同龄期的抗压强度均高于普通硅酸水泥制备的混凝土的抗压强度。圆环的刚度低于混凝土的刚度时,混凝土不会产生开裂情况。平板法中石灰石粉-粉煤灰-熟料复合胶凝材料开裂敏感性明显低于普通硅酸盐水泥的开裂敏感性。石灰石粉和粉煤灰复合作用能够改善胶凝材料的开裂敏感性。

石膏对粉煤灰-石灰石粉-熟料复合胶凝材料强度的影响

研究了石膏品种和掺量对粉煤灰-石灰石粉-熟料复合胶凝材料胶砂强度的影响。研究发现,在石膏掺量相同的情况下,掺SO3含量较高石膏的试样2抗折强度和抗压强度均大于试样1(所掺石膏中SO3含量较低)。当采用同一品种石膏时,复合胶凝材料强度随石膏掺量增加而提高。试验显示在配制混合材料掺量较大的复合胶凝材料时,适当增加SO3含量可以促进复合胶凝材料强度的发展。

石灰石粉在复合胶凝材料中的水化性能

用扫描电镜、X射线衍射和能谱技术研究石灰石粉在复合胶凝材料中的水化性能和水化产物。结果表明:石灰石粉的掺入会降低复合胶凝材料的强度,但对后期(180d)强度的影响会逐步减小;石灰石粉与普通硅酸盐水泥在早期(28d)水化程度较低,后期会与铝酸盐发生水化生成水化碳铝酸钙;在铝酸钙水泥的激发下,石灰石粉早期就能参与水化生成水化碳铝酸钙。

石灰石粉在复合胶凝材料水化中的作用机理

将石灰石粉用作水工混凝土矿物掺合料,不仅能改善混凝土的性能,而且能降低工程造价,是绿色混凝土的重要发展方向之一。文章介绍了当前国内外在石灰石粉应用方面的研究概况及存在的不足;通过微观研究,得出石灰石粉在复合胶凝材料水化中的三大作用机理:填充效应、活性效应和加速效应;最后,提出石灰石粉应用研究中丞待解决的问题,指出还需继续开展的研究工作重点。

石灰石粉对复合胶凝材料水化特性的影响

采用压汞测孔仪(MIP)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等测试技术,研究了石灰石粉对复合胶凝材料水化特性的影响.结果表明:与掺入粉煤灰相比,掺入石灰石粉也可减少复合胶凝材料的需水量,同时使胶砂强度有所降低,但其对胶砂后期强度的影响会逐步减小;石灰石粉和粉煤灰均能降低复合胶凝材料的水化热;石灰石粉对胶砂孔结构具有显著改善作用,能细化砂浆孔隙;随着龄期的延长,石灰石粉和粉煤灰都会发生水化,石灰石粉后期将水化生成水化碳铝酸钙.

石灰石粉在复合胶凝材料中的水化活性

试验设计了一系列胶砂配合比,测试不同龄期的抗压强度,采用蒲心诚教授提出的水化活性评价方法,对石灰石粉在复合胶凝材料中的水化活性进行分析。试验结果表明,随着石灰石粉掺量的增加,复合胶凝材料的需水量减小,抗压强度降低;但掺量在30%以内时,石灰石粉掺量对复合胶凝材料抗压强度的影响较小,具有一定的水化活性。

干湿循环作用下氯氧镁水泥基多相胶凝材料改性固化淤泥的水力-力学特性

为探明以绿色氯氧镁水泥为基、以工业副产品粉煤灰和矿渣为辅的多相胶凝材料对已初步固化的淤泥进一步改性而得的“改性固化淤泥”用作路基填料的长期性能,以武汉东湖段的改性固化淤泥为研究对象,通过系列试验得到其经历不同次数干湿循环作用(N_(DW))的土-水特征曲线(SWCC)以及非饱和状态下的回弹模量(M_(R))、无侧限抗压强度(q_(u))、刚度参数(E_(1%)和S_(u1%))和累积塑性应变(ε_(p))。结果表明:(1)干湿循环使改性固化淤泥试样产生大量的宏观裂缝和微观裂隙,显著地降低了其在低吸力段的持水能力,但对高吸力段的持水能力基本无影响;(2)q_(u),E_(1%),S_(u1%)和M_(Rrep)均随着N_(DW)的增加而衰减,其衰减机理具有相似性,依此建立了衰减因子(χ_(DW))-N_(DW)关系模型:(3)经历干湿循环后,M_(R)对围压(σ_(c))变化的敏感性有所增加,而对偏压(σ_(d))则有两种不同的反应;(4)未经历干湿循环改性固化淤泥试样的ε_(p)表现为塑性稳定型,而经历干湿循环后,在高σ_(d)和低σ_(c)水平下,试样ε_(p)转变为塑性过渡型。

石灰石粉和粉煤灰对复合胶凝材料性能的影响

研究了石灰石粉和粉煤灰对复合胶凝材料性能的影响。试验结果表明,石灰石粉具有比粉煤灰更好的减水效应;在石灰石粉-粉煤灰-水泥三元复合胶凝材料中,石灰石粉和粉煤灰掺量相同时,其复合胶凝材料的早期强度比粉煤灰高,而后期更低,但两者复合时,强度仍更高。

石灰石粉对胶凝材料水化及混凝土性能的影响研究

为深入了解含有石灰石粉的复合胶凝材料对混凝土早期性能的影响,研究不同水胶比条件下含有不同比例石灰石粉的复合胶凝材料水化特性,以及所配制的混凝土自收缩和早龄期抗压强度发展规律。研究发现,掺加适量石灰石粉能提高硅酸盐水泥水化放热速率,延长其水化时间。掺加石灰石粉的混凝土在自收缩方面,以12h为分界呈现两阶段发展模式,且收缩值随石灰石粉掺量的增加而增大。混凝土强度随着所用胶凝材料中石灰石粉比例的增加而增大,而石灰石粉活性指数随水胶比增加而线性下降。综合试验中混凝土各性能表现,胶凝材料中石灰石粉的适宜含量≤30%。

石灰石粉含量和粒径对水泥水化热的影响

为研究石灰石粉(以下简称石粉)参数对水泥水化热的影响,利用TAM Air-八通道微量热仪探究不同石粉含量和粒径对水泥水化放热量以及水化放热速率的影响。研究表明,随着石粉含量的增加,辅助胶凝材料的水化放热量和水化放热速率总体上呈降低的趋势。其中当石粉含量为15%(质量分数)时,石粉粒径为400目时放热量为223.22 J/g,水化峰值速率为2.399 2 mW/g,石粉粒径为3 000目时放热量为215.98 J/g,水化峰值速率为2.214 0 mW/g,其放热量和水化峰值速率降低的趋势最明显。同时,当石粉掺量较大时,石粉粒径对水化反应的影响更加明显,粒径过小或者过大都会提高水化放热量和水化放热速率。当石粉粒径为1 250目时水化放热量较小且水化放热速率较低。通过物相分析发现,石粉的加入不会使体系产生新物质,当石粉含量为15%(质量分数)、粒径为1 250目时,Ca(OH)_(2)衍射峰强度最高并伴随着大量C-S-H的生成,说明了该组石粉能够更大程度地促进水泥水化,使反应更充分。

石膏对石灰石粉水泥基材料水化及硬化性能的影响

针对我国目前非荷载作用下混凝土严重开裂的问题,以"比表面积较低的水泥熟料-比表面积较高的掺合料-足够掺量的石膏"构成的胶凝材料体系为研究对象,通过水化热速率、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞法(MIP)及热重-差示扫描量热法(TG-DSC)等手段,研究石膏对石灰石粉水泥基材料水化及硬化体微结构的影响。结果表明,石灰石粉能够加速C3A与石膏作用生成钙矾石相,在足量石膏存在的条件下,能够阻碍钙矾石向低硫型硫铝酸钙转变;石灰石粉的掺入与石膏一起延缓了C3A的水化;在石灰石粉和足够石膏同时存在的情况下,C3A水化生成具有膨胀性的水化碳铝酸钙和高硫型硫铝酸钙,补偿了收缩,提高了水泥基材料的抗裂性能;熟料粗磨、掺合料细磨及较高石膏掺量的胶凝材料体系配制的C30和C50等级混凝土,强度能持续增大,从28d到180d,强度分别提高了36.7%和33.3%,混凝土结构紧密、孔隙率低、有害孔含量少。

单掺及复掺胶凝体系中石灰石粉的作用机理

对石灰石粉、粉煤灰、石灰石粉-粉煤灰水泥胶凝材料体系进行了胶砂强度试验,并采用XRD、DSC-TG和MIP微观测试技术。结果表明,相同掺量条件下,掺石灰石粉的胶砂强度低于掺粉煤灰的胶砂强度,尤其是在后期,表明粉煤灰的活性高于石灰石的活性;单掺石灰石粉、复掺石灰石粉和粉煤灰的水泥浆体水化产物成分基本相同,主要为Ca(OH)_2、水化硅酸钙和钙矾石;水化反应早期,粉煤灰参与二次水化反应程度较低,后期则有大量粉煤灰与Ca(OH)_2发生了二次水化反应,而石灰石灰石粉在水化后期也几乎没有参与二次水化反应;石灰石灰石粉掺量越大,水泥浆体平均孔径和孔隙率越高;石灰石粉在水化体系中主要起惰性填充作用。

外加剂与掺入石灰石粉的胶凝材料的适应性研究

该文研究了三种高效减水剂(萘系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂、氨萘复合减水剂)与掺入以10%等量取代水泥的石灰石粉,并分别复掺30%粉煤灰、30%矿渣、5%硅灰的胶凝体系的适应性问题。研究结果表明:掺萘系和氨萘复合减水剂的混凝土较稳定,掺聚羧酸系高效减水剂的混凝土流动度较大,经时损失较小,但泌水现象严重。复掺时适应性最好的是粉煤灰,其次是矿渣,最差的为硅灰。

基于复杂环境下一种海洋工程胶凝材料的研发

海洋工程(简称海工)胶凝材料作为海洋建设的重要基础原材料,其耐蚀性直接影响工程的耐久性和服役寿命。在海工水泥混凝土方面,新型高铁低钙硅酸盐水泥或将从根本上解决现有海工硅酸盐水泥铁相含量低、水化热过高、早期强度弱、抗侵蚀性能弱的问题,从本质上提升水泥在海水环境中的稳定性与耐蚀性。文章从熟料制备、水泥制成和混凝土矿物掺合料的角度,研究影响混凝土抗蚀性能的几个主要因素,开发出新型高铁低钙硅酸盐水泥,该水泥是一种适用于严酷环境的高性能、高抗蚀的海工胶凝材料。

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%。