C-F-S-H/PCE纳米晶核对矿粉水泥水化和力学性能的影响

研究了水化铁硅酸钙/聚羧酸减水剂(C-F-S-H/PCE)纳米晶核对矿粉水泥水化和力学性能的影响.采用力学性能测试、等温量热分析、X射线衍射仪和压汞法测试了大矿粉掺量(50%、70%、90%)矿粉水泥的抗压强度、水化放热、水化产物和孔隙率.结果表明:C-F-S-H/PCE纳米晶核的掺入能够显著提升矿粉水泥的抗压强度,50%矿粉掺量的矿粉水泥1 d强度提升60%;C-F-S-H/PCE纳米晶核对矿粉水泥的水化反应具有调控作用,通过加速水泥的早期水化及氢氧化钙的形成激发了矿粉反应活性,从而推动了矿粉反应的持续进行.

水泥替代矿粉型超薄罩面沥青混合料路用性能试验

混凝土桥面改造加铺沥青层由于没有半刚性基层过渡,材料属性变化较大。而通过精铣刨的方式处理下承层后加铺水泥与沥青复合的超薄罩面沥青混合料成为一种很好的解决方案。通过室内试验,在超薄罩面中选用了透水级配,同时采用了0、1%、2%、3%、4%水泥去替代混合料中的矿粉进行混合料的疲劳和抗水损坏试验。试验结果表明,用水泥代替部分矿粉可提升混合料的疲劳性能,同时也可大幅改善透水级配式超薄沥青混合料的防水性能,且总掺量为2%时得到的综合改善效果达到最佳。

水泥-矿粉颗粒级配与流变性能关系的研究

将不同颗粒群分布的矿粉(即矿渣微粉,后同)、水泥按一定比例匹配,测其净浆流变性能指标及净浆标准稠度用水量,应用Origin软件,以宏观性能指标为z轴,水泥与矿粉D50(颗粒体积分数为50％时对应的粒径值)差为x轴,水泥与矿粉混合样的粉体D50为y轴,进行三维区域图分析,并综合流变性及活性,给出了水泥-矿粉最佳匹配的定性范围。

石粉对水泥-矿粉混凝土性能的影响

本文主要研究了石粉对水泥-矿粉混凝土的工作性、抗压强度、耐久性能(抗渗性能、抗碳化性能和抗冻性能)的影响,并利用孔结构微观分析对其进行了机理分析。研究表明:石粉应用于水泥-矿粉混凝土中,不仅可改善混凝土的工作性能,而且可提高混凝土的抗压强度,对混凝土的耐久性能(抗渗性能、抗碳化性能和抗冻性能)影响不大。

水泥替代矿粉对橡胶沥青混合料性能的影响

为了研究水泥替代矿粉对橡胶沥青混合料性能的影响,通过浸水马歇尔、冻融劈裂、室内车辙、低温弯曲和单轴抗压强度试验,研究了不同水泥掺量替代矿粉对橡胶沥青混合料性能的影响。结果表明:水泥替代矿粉可显著提高橡胶沥青混合料的水稳定性、高温性能和单轴抗压强度,掺加水泥对低温性能影响不显著;掺加2%~4%水泥的橡胶沥青混合料水稳定性效果最佳;掺加4%水泥的橡胶沥青混合料高温稳定性和抗压强度效果明显。综合考虑水泥替代矿粉提高橡胶沥青混合料性能最佳掺量为2%~4%,研究成果为不同地区水泥替代矿粉提高橡胶沥青混合料性能的最佳掺量提供参考。

矿粉-水泥粒径分布与性能关系的人工神经元网络

依据BP神经网络算法对矿粉-水泥体系的胶砂活性指数与其影响因子建立了BP神经网络模型。用非建模数据进行检验,结果预测值与实测值比较接近(相对误差不超过2％)。这说明BP神经网络模型较好地反映了矿渣-水泥颗粒群特征参数与其活性指数的非线性函数映射。

纳米C-S-H对矿粉-水泥体系水化的影响

C-S-H是通用硅酸盐水泥主要的水化产物,对水泥基材料的性能起着十分重要的作用,但水泥水化产物复杂,难以从水化产物中分离出纯净的C-S-H并研究其对水泥基材料的影响。故本文通过双分解法制备了纳米C-S-H(NC)颗粒,并将其掺入矿粉-水泥体系中,通过无接触式电阻率测定仪、X射线衍射仪、差热分析仪(DSC-TG)、扫描电镜、压汞测试仪(MIP)等探究了NC对矿粉-水泥体系水化的影响。研究发现,在1%~4%(质量分数)掺量范围内,掺入NC可缩短基体的凝结时间,并为水泥早期水化提供更多的活性位点,加速水化产物的形成和沉淀,促进水化产物之间的搭接,从而降低了基体孔隙率并使基体早期强度和水化浆体电阻率均有所提升。

掺矿粉的水泥土力学性能试验研究

水泥土是基坑止水帷幕的基本材料,因此必须具有一定的强度和抗渗性能,而矿粉的掺入能够改善水泥土的性能,因此,研究矿粉掺量和龄期对水泥土性能的影响对止水帷幕施工有较大的参考价值。本文选取苏州具有代表性的粉砂夹粉土,按7种不同配合比加入水泥和矿粉,对水泥矿粉土进行室内抗压强度和渗透试验,采用不同拟合函数对水泥矿粉土实测强度值进行数学拟合。研究表明:在一定固化剂总掺入比(30%)和水灰比(1.5)条件下,水泥矿粉土强度随龄期增加而增加、随矿粉掺入比增加而先增加后减小,矿粉掺入比为15%时水泥矿粉土强度值最大,水泥矿粉土强度大于水泥土强度;水泥矿粉土渗透系数小于水泥土渗透系数,矿粉掺入比为15%时渗透系数较小;采用多项式拟合水泥矿粉土实测值,拟合精度较高。综上,可以在止水帷幕施工中掺入适量的矿粉增强墙体的性能。

磷酸盐对矿粉-水泥体系的影响

通过不同种类不同掺量磷酸盐对矿粉-水泥体系的强度、工作性能影响进行了研究,结果表明:随磷酸钠掺量增大,矿粉-水泥体系的胶砂流动度增大,流动度经时损失有改善;初终凝时间延长。掺入磷酸钠后,7d强度提高达10%,28d强度最大提高9%,矿粉激活效果显著;化学结合水含量7d后开始高于基准组。掺加磷酸钠的胶砂试样长期泡水210d后未出现裂纹,安定性良好。

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%。

纳米ZnO对铜尾矿粉-水泥力学性能的实验研究

为了改善铜尾矿粉-水泥胶凝材料的力学性能,将纳米ZnO按照0%~1.0%的质量比加入铜尾矿粉-水泥中,测试抗压强度、抗拉强度和抗折强度。结果表明,当ZnO掺入量为0.5wt%~1.0wt%时,铜尾矿粉-水泥胶凝材料的力学强度得到了明显的改善。

水泥替代矿粉对花岗岩沥青混合料路用性能影响

本文研究水泥和矿粉在花岗岩沥青混合料中的作用机理。通过分析不同掺量水泥对花岗岩与沥青黏附性的影响,发现水泥和矿粉能够双重提高黏附性。此外,通过水稳性能试验和高低温性能试验,发现水泥掺量在3%~5%时,残留稳定度提高6.4%~10.9%,冻融劈裂强度比提高3.6%,最大弯拉应变呈递减趋势,尽管残留稳定度和冻融劈裂强度比评价水稳性存在一定差异,但综合考虑,3%~5%水泥替代矿粉可以显著改善沥青路面的路用性能。

水泥-矿粉复合胶凝体系的优化配伍

建立特细水泥-较粗矿粉、特细水泥-特细矿粉、普通细度水泥-普通细度矿粉、普通细度水泥-较细矿粉4个细度配伍系列,每一系列内矿粉均以一定掺量替代水泥形成复合胶凝体系试样。利用水泥与矿粉激光粒度检测结果计算复合胶凝体系的颗粒群分布,运用灰色关联分析方法计算复合胶凝颗粒群分布曲线与理想颗粒群分布—Fuller曲线的关联度;同时测定复合胶凝体系试样的胶砂流动度、净浆流变性能和不同龄期的活性值。结果表明:试样实际颗粒群分布与Fuller曲线灰色关联度值与其胶砂流动度存在良好的相关性,即灰色关联度值较高时试样的流动度较好;在掺量较低范围(低于60%)矿粉的介入对复合体系屈服应力和黏度影响有限,而大掺量后则随矿粉细度变细和掺量增加显著提高浆体的屈服应力与黏度;各细度配伍系列均呈现矿粉掺量为50%时胶砂活性值相对较高,且普通细度水泥-较细矿粉配伍试样的活性值最为理想。综上可知以比表面积为300~350m2/kg的普通细度水泥配伍比表面积为400~450m2/kg较细细度矿粉,且矿粉掺量为50%左右较为适宜。

连续粒径水泥-矿粉双组分体系在浆体中的堆积密度计算公式

首先推导出双组分连续粒径粉体在浆体中的堆积密度公式；通过测定多组粒径分布不同的复合水泥在流动度相同的情况下的需水量，得到不同粒径分布对应着的不同堆积密度。所采用的15种试样的需水量相差4％-10％。用该公式计算上述不同粒径分布的复合水泥浆体的堆积密度及需水量与试验值基本吻合。对公式的适用性进行了验证，说明该公式可以用来模拟诸如水泥和磨细矿粉体系、水泥和粉煤灰体系等胶凝材料细颗粒的堆积密度。

矿渣基胶凝材料充填试验及胶结体微观结构演化研究

采用矿粉-水泥复合胶凝材料作为胶结剂,细尾砂作为骨料,开展了不同浓度、砂灰比下充填流动度、泌水率、沉缩率及抗压强度试验。利用扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、压汞(MIP)对特定养护龄期下充填体中水化产物种类、分布及孔结构变化进行了表征。结果表明:充填浓度的提高,料浆流动度、泌水率及沉缩率明显降低,而砂灰比对其影响相对较小。充填浓度66%~72%时,料浆流动度为16.1~27.1cm,满足充填泵送及自流输送流动度要求;充填浓度74%时,料浆流动度仅为12.25~13.40cm,且泌水率及沉缩率均较小,不适宜于输送。充填体抗压强度随充填浓度的提高而增加,随砂灰比的提高而下降。养护早期(3d),充填体强度普遍较低,但后期强度发展较快,尤其是28~60d仍有一定幅度的增长。矿粉在水泥碱环境作用下持续发生火山灰反应并生成大量水化硅酸钙(C-S-H)、钙矾石(AFt)等产物细化了充填体内部孔径,增加了体系密实程度是导致充填体强度稳定增长的重要原因。

浙江财富金融中心基础底板大体积混凝土施工技术

浙江财富金融中心塔楼底板厚达3.2m,采用了"水泥-粉煤灰-矿粉"胶凝体系混凝土,并将底板分层浇筑、上下层混凝土间布置抗剪筋,既降低了施工技术经济条件,又取得厚底板质量良好的施工效果。

高速铁路盐渍土路基填料复掺改良试验研究

利用复掺水泥+S95级矿粉+煤系偏高岭土(CMK)方式对取自包银铁路的盐渍土进行改良试验,结果表明:掺入CMK能明显改善土体结构,增强密实度和稳定性,提高强度和抗渗性能,固结物含量、强度随CMK掺量增加呈先增大后减小变化特征,渗透系数随CMK掺量增加呈先减小后增大变化特征;随着CMK掺量提升,最优含水率逐渐增大,土体内部的孔隙水含量增加,土体的导电性随之增大,电阻率随着CMK掺量增加而减小;盐渍土∶水泥∶S95级矿粉∶CMK=90∶2∶6∶2为最佳的路基改良处治方案,其固结物含量最高,强度可提高数倍,抗渗性提升一个数量级以上,电阻率提升2.8~3.3倍。

Experimemal study on improving the durability of concrete with Mineral Powder and Activator

An equivalent amount of metallurgical slag, water-quenched slag powder and activator was substituted for a part of cement to prepare concretes at strength grades ofC25, C30 and C40. Thanks to the filling effect, pozzolanic effect, raicro-aggregate effect, and improvement of pore structure, the prepared concretes not only had greater strength compared with reference concrete, but also had greater impermeability and frost-resistance. Moreover, the expansion reactions between alkali and aggregates were effectively inhibited. The slag and activator can serve as the raw materials for green concretes.