碱激发矿渣粉煤灰地质聚合物力学性能改性及其混凝土性能

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。碱激发矿渣粉煤灰地质聚合物(ASFG)具有早期强度高、耐酸碱等优异性能,但脆性大、韧性差等缺陷影响其推广应用。为改善ASFG的性能且拓宽可应用于ASFG改性的矿物掺合料种类,以偏高岭土、沸石粉、膨润土、硅灰石粉、轻质碳酸钙和硅灰六种矿物掺合料作为改性材料,研究了其对ASFG力学性能的改性效果,并确定了硅灰为较佳改性材料。为深入探索硅灰对ASFG力学性能的改善作用,研究了硅灰掺量对ASFG力学性能的影响,并确定了硅灰的较佳掺量。最后,制备了碱激发矿渣-粉煤灰-硅灰地质聚合物混凝土(ASFSGC),并研究了其工作性、准静态力学性能和抗渗性。结果表明:膨润土、硅灰石粉、轻质碳酸钙、硅灰四种矿物掺合料对ASFG的抗折强度具有明显增强效果。硅灰石粉、硅灰两种矿物掺合料对ASFG的抗压强度具有明显增强效果。对ASFG而言,硅灰是一种优质矿物掺合料。随着硅灰掺量的增大,ASFG的力学性能先增大后减小,硅灰的较佳掺量为4%。ASFSGC具有良好的工作性、优异的抗渗性能,且ASFSGC的延性较普通硅酸盐水泥混凝土提高了14.1%。

碱矿渣粉煤灰混凝土的冲击损伤特性

以NaOH,Na2CO3为碱激发剂,制备了强度等级为C30的碱矿渣粉煤灰基混凝土(ASFC),运用改进后的100分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置开展了冲击劈裂拉伸和压缩试验,从能量角度分析了ASFC在冲击荷载下的损伤特性,并进行了对比研究.结果表明:ASFC的破坏形态均随着入射能量平均变化率的增加而趋于严重,ASFC的能量吸收量也随入射能量平均变化率的增大而增加,但增加速率逐渐变缓,总体规律可用二次多项式关系来表示;ASFC在冲击压缩状态下的破坏状况明显比冲击劈裂拉伸状态下严重,而且能量吸收量和增加速率均远大于冲击劈裂拉伸状态;ASFC的抗冲击损伤能力随着冲击力度的增大而增加,且与冲击作用形式有关,在压缩状态下的抗冲击损伤能力比劈裂拉伸状态更为优异.

无碱矿物激发剂在粉煤灰矿渣混凝土中的应用研究

本文在制备C30商品混凝土中加入无碱矿物激发剂并研究其对混凝土性能的影响,在此基础上开发研制高掺量粉煤灰矿渣混凝土。研究表明无碱矿物激发剂能很好地激发粉煤灰矿渣的早期水化活性,促使钙矾石的生成,从而使粉煤灰矿渣混凝土的早期强度得到很大提高。此外,研究还证明无碱矿物激发剂具有水化膨胀性,它在一定程度上能改善混凝土的收缩。同时,混凝土的孔结构也能得到优化。

粉煤灰对碱矿渣混凝土性能的影响

试验重点研究了不同碱对碱矿渣-粉煤灰混凝土强度的影响,不同掺量粉煤灰对碱矿渣混凝土强度的影响及碱矿渣-粉煤灰混凝土的耐酸性能。

碱激发矿渣-粉煤灰-锂渣混凝土研究

试验研究了碱激发矿渣、粉煤灰和锂渣混凝土的性能。结果表明,锂渣和粉煤灰掺入到对比组混凝土(碱矿渣混凝土)中,能改善混凝土的工作性和凝结时间,提高混凝土强度。当锂渣和粉煤灰取代矿渣量为58%和70%时,混凝土的抗压强度增长13%。

碱粉煤灰矿渣耐腐蚀混凝土的研究与应用

介绍了常见化学腐蚀的种类、腐蚀原理及提高混凝土耐化学腐蚀性的几种方法。指出碱粉煤灰矿渣混凝土具有很好的应用前景,并对其作为绿色耐腐蚀混凝土的研究与应用的可行性进行了分析探讨。

碱激发矿渣粉煤灰混凝土性能的研究及在排水管中的应用

通过改变激发剂掺量,分析研究了碱矿渣粉煤灰混凝土的凝结时间、抗压强度、耐腐蚀等主要性能。在此基础上,使用悬辊法制管工艺生产了耐腐蚀混凝土排水管,并对其性能进行了检验。检验结果表明,所制备的混凝土排水管的各项性能都符合要求,且具有良好的耐腐蚀性能。

碱激发矿渣粉煤灰混凝土性能研究

碱矿渣水泥与混凝土具有硬化快、强度高、水化热低、孔结构良好、抗渗性及抗冻性好、抗化学侵蚀能力强等一系列的物理力学性能和耐久性能。本文使用水玻璃作为主要碱组分,同时应用大量矿渣和粉煤灰,配制出了强度高、耐久性优良的碱激发矿渣粉煤灰混凝土。

碱粉煤灰矿渣混凝土的抗渗性能实验研究

抗渗性是混凝土重要的耐久性指标之一。通过对比研究了不同固态分散相组成的碱粉煤灰矿渣混凝土的抗渗性能,并结合X-射线衍射(XRD)、傅立叶转变红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞法(MIP)对碱粉煤灰矿渣水泥石的物相组成和微观结构进行分析。结果表明:碱矿渣混凝土水化产物主要为低Ca/Si比的(I)C-SH凝胶,体系中随着粉煤灰掺量的增大,水化产物逐渐向聚合度更高的C(N)-A-S-H凝胶结构转变;当粉煤灰掺量不超过30%,粉煤灰能够优化碱粉煤灰矿渣体系孔隙结构,提高碱粉煤灰矿渣混凝土的抗渗性;当粉煤灰掺量大于30%,粉煤灰较低的活性导致水泥石水化产物数量减少,水泥石大孔数量和总孔隙量增大,相应混凝土抗渗性能呈明显下降趋势。

新型矿渣-粉煤灰混凝土试验研究

以氢氧化钠激发矿渣和粉煤灰,在不用熟料的情况下,研究了碱激发矿渣粉煤灰混凝土的工作性、凝结时间及粉煤灰细度和矿渣、粉煤灰的比例对混凝土强度的影响。最后,在无特殊措施的情况下配制出标号达C50的混凝土。

碱矿渣高钙粉煤灰混凝土混料比率优化设计

采用碱矿渣激发粉煤灰的活性．用混料比率设计和二次回归正交设计的方法，寻找了新型配料的最优组合，同时，探讨了各配料因素对该类水泥混凝土材料性能的影响规律．

Ca(OH)_(2)-Na_(2)CO_(3)激发矿渣-粉煤灰混凝土的抗裂性能分析

采用Ca(OH)_(2)和Na_(2)CO_(3)(摩尔比1∶1)为激发剂制备碱矿渣-粉煤灰混凝土,分别研究碱当量和粉煤灰掺量对ASFC抗压强度、劈裂抗拉强度、内钢环应变、环向拉应力和抗裂性能的影响,并通过开裂系数ζ_(t)(t)和抗裂性能评价指标A_(cr)(t)表征ASFC的抗裂性能.研究结果表明:随着碱当量的增加,ASFC的抗压强度和劈裂抗拉强度先增大后减小;当碱当量较小时(4%和6%,除特殊说明外,文中均为质量分数),ζ_(t)(t)和A_(cr)(t)基本不变,继续增大至8%和10%时,二者明显增大,抗裂性能明显降低;随着粉煤灰掺量的增加,ASFC的抗压强度和劈裂抗拉强度先增大后减小;粉煤灰掺量为20%时,ζ_(t)(t)和A_(cr)(t)明显下降,抗裂性能提高;继续增大粉煤灰掺量至40%,ζ_(t)(t)和A_(cr)(t)变化不大,抗裂性能没有明显提升.碱当量为6%,粉煤灰掺量为20%时,力学性能和抗裂性能最优.

水泥基混凝土材料抗硫酸盐侵蚀性能研究

硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性的重要原因。本研究开展不同浸渗方式和不同离子侵蚀测试,以研究水泥基混凝土材料硫酸盐侵蚀作用下的特性。结果显示,在水泥中加入30%的矿渣粉可显著提高混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能。掺加30%粉煤灰时,在硫酸钠侵蚀下混凝土耐蚀系数随时间增长逐渐减弱,在硫酸镁侵蚀下混凝土耐蚀系数在180d后迅速下降。就长期抗硫酸盐腐蚀性能来看,在钠、镁含量较高的环境下,掺入30%的矿渣微粉可有效改善混凝土的抗冲性。

粉煤灰和硅灰取代率对碱矿渣混凝土力学性能影响分析

为研究粉煤灰和硅灰取代率对碱矿渣混凝土(AASC)性能的影响,通过凝结时间和基本力学性能试验,探究AASC凝结时间、立方体抗压强度、立方体劈拉强度、抗折强度和弹性模量的变化规律,基于试验结果,采用回归分析的方法,建立立方体劈裂抗拉强度、抗折强度以及弹性模量与立方体抗压强度的转换关系方程,并结合AASC的微观形貌和物相组成,揭示粉煤灰和硅灰对AASC性能的影响机理.结果表明:粉煤灰和硅灰的取代可延长AASC的凝结时间;AASC力学性能指标随粉煤灰和硅灰取代率的增大而呈现出先增强后减弱的趋势,粉煤灰和硅灰最优取代率分别为20%和10%;提出的AASC立方体劈拉强度、抗折强度以及弹性模量的经验公式拟合精度高;粉煤灰(取代率≤20%)和硅灰(取代率≤10%)的取代促进了AASC的水化反应,使微观形貌更为密实.

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%。

低温环境下不同条件对碱矿渣混凝土强度的影响

研究了不同碱当量、环境温度、硅酸盐水泥掺和量、粉煤灰掺和量对碱矿渣混凝土早期强度的影响,实验结果表明,添加低温添加剂后,8%碱当量的配合比能满足10℃、1d养护时间后混凝土的早期强度,并能以添加适量粉煤灰的形式改善工作性能。

粉煤灰在建筑材料工业中的应用

粉煤灰在建筑材料工业中的应用国家建材局科学技术司副司长陶有生中国是世界上最大的煤碳生产国和消费国，１９９５年原煤生产量达１２．８亿ｔ，占世界２５％以上，在一次能源消耗中，煤碳占７４．９％。由煤碳提供的电力占全国总发电量的７６％，用于发电的煤占全国煤碳...

碱激发材料修补普通混凝土的黏结面性能研究

本工作研究了用碱激发矿渣-粉煤灰材料修补普通混凝土对黏结面力学性能与抗氯离子渗透性能的影响。对比分析了用普通混凝土直接修补(方式C)、分别刷水泥净浆界面剂及碱激发矿渣-粉煤灰净浆界面剂后再用普通混凝土修补(方式J)、用碱激发矿渣-粉煤灰混凝土直接修补(方式S)三种方式修补后的黏结面的劈裂抗拉强度和氯离子扩散系数。结果表明:三种修补方式中,碱激发矿渣-粉煤灰混凝土直接修补(方式S)的效果最好,此时碱激发剂模数的合理取值为1.3。用方式S修补后的黏结面的劈裂抗拉强度与氯离子抗渗透性能的相关性较好,均随矿渣掺量的增加先增强后减弱,矿渣、粉煤灰掺量各50%时二者达到最强。用碱激发材料修补后,在碱激发剂作用下,碱激发矿渣-粉煤灰与老混凝土的部分组分发生水化反应,提升了黏结面的力学性能与抗氯离子渗透性能。

我国碱激发混凝土标准研制与应用

碱性激发混凝土与普通水泥混凝土不同,具有较强的耐腐蚀能力,我国已有多家企业生产耐腐蚀混凝土排水管和电杆等制品。本文着重介绍第一个碱激发材料标准GB/T 29423—2012《用于耐腐蚀水泥制品的碱矿渣粉煤灰混凝土》的制定,有利于规范混凝土制品的生产、使用、销售、质检,建立与完善碱激发材料标准体系,并对碱激发混凝土标准在工程应用的前景进行了展望。