二氧化碳矿化波特兰水泥浆体性能与机制

CO_(2)捕集、利用与封存(CCUS)技术作为应对全球气候与环境危机的重要技术手段受到重视。利用水泥基材料的矿化反应吸收CO_(2)不仅可实现CO_(2)永久封存,改善产品力学性能,还能减少混凝土中水泥用量,从而减少大量CO_(2)排放。以OPC浆体为原材料,系统性研究不同因素(温度、CO_(2)添加量和CaCO_(3)掺杂量)对水泥固碳性能及力学性能的影响,并测试分析了矿化产物的组成、微观形貌及微观孔结构,总结了温度、CO_(2)与CaCO_(3)对OPC净浆矿化过程的相互影响机制,并归纳了外加碳酸钙下二氧化碳矿化OPC浆体的微观反应过程模型。结果表明,70℃下固碳率为77.99%,28 d强度提升6.7%,CO_(2)最佳添加量为0.5%,添加CaCO_(3)能提高OPC浆体的固碳率和强度,CaCO_(3)添加量为10%时,CO_(2)掺量可增至3%,同时保持强度增益。

120MPa轻质高强混凝土的配制技术

2019年第十届全国混凝土设计大赛要求试配出体积密度不大于1900kg/m^(3),强度不低于70MPa的轻质高强混凝土。基于此要求,一方面,从轻质入手,掺加低密度骨料,减少浆体用量,有效实现轻质效果;另一方面,从高强的角度来看,为弥补轻骨料的强度短板,提升粉体材料浆体的强度和浆骨交界面强度,优选轻质高强骨料,且骨料主要为填充和降低混凝土表观密度作用,减少骨料强度对混凝土强度的制约。选用高强水泥、矿渣粉、硅灰等来提升浆体强度,选用页岩破型陶砂、粉煤灰陶粒和空心玻璃微珠等降低表观密度,以此配制轻质高强混凝土。最终,本研究团队以总成绩第三荣获当年该项赛事企业组二等奖。

1800kg/m^3轻质高强混凝土的制备技术研究

轻质高强是未来混凝土材料发展的一个要求。第九届全国混凝土设计大赛要求,在规定混凝土表观密度(1800±50)kg/m^3下达到更高的强度。本文采用普通混凝土的以骨料为承重体系的技术路线。轻质高强混凝土骨料相较薄弱,破坏时骨料相先破坏,后期提出以浆体起支撑作用,骨料均匀填充在其中来降低整体混凝土密度的技术路线。选用页岩陶粒为粗骨料及水泥、空心玻璃微珠、粉煤灰等为胶凝材料,多次优化配合比,最终配制出表观密度为1760kg/m^3,28d抗压强度72.0MPa的轻质高强混凝土。