基于水膜厚度假设分析磨细高炉矿渣对水泥浆性能影响

为探索磨细高炉矿渣对水泥浆性能及其水膜厚度的影响,研究测量了30组不同水胶比、不同磨细高炉矿渣掺量的水泥–矿渣复合浆体的流动性能、黏聚性和抗压强度.为探索浆体的流变性能控制机理,进一步测量了5组不同磨细高炉矿渣掺量水泥–矿渣复合浆体的填充密度,并基于填充密度测量结果计算出各浆体试样配比的水膜厚度,探索水膜厚度对水泥–矿渣复合浆体流变性能的影响.实验结果表明,适量磨细高炉矿渣的掺入能提高浆体的流动性能和抗压强度,黏聚性些许减弱,最优配比磨细高炉矿渣掺量为5%,此时水泥–矿渣复合浆体综合性能最好.磨细高炉矿渣掺入能提高胶凝材料的填充密度,水膜厚度为流动性主要控制因素,水泥浆的流动性能随水膜厚度增大而增大.

磨细高炉矿渣对海工混凝土抗冻性和氯离子扩散性能的影响

以天然海水为介质研究了掺加磨细矿渣的海工混凝土抗冻性和氯离子扩散性能,通过研究水胶比、矿渣和引气剂掺量等因素对混凝土抗冻性和抗氯离子渗透性能的影响,并与普通混凝土进行对比。结果表明:矿渣虽然能提高混凝土的抗氯离子渗透性能但不能提高混凝土的抗冻性;随水胶比减小,矿渣混凝土的抗冻性和抗氯离子渗透性能同时得到提高;矿渣只有与引气剂共同使用。才能同时有效提高混凝土海水环境中的抗冻性和抗氯离子渗透性。以常用抗冻性和氯离子渗透性指标的比值(R)可以反映海工混凝土的耐久性优劣,电子显微镜分析结果与R的评价结果吻合较好。

磨细高炉矿渣和硅灰对重复荷载作用下混凝土氯离子透过性的影响

研究了磨细高炉矿渣(GGBFS)与硅灰(SF)对重复荷载作用下混凝土中氯离子透过性的影响.磨细高炉矿渣的掺量分别为20%,30%,40%,硅灰的掺量分别为5%和10%,并对混凝土试件施加了5次最大荷载为40%与80%圆柱体抗压强度()的重复荷载.混凝土的氯离子透过性利用氯离子加速迁移装置阳极溶液中的氯离子浓度进行评价.结果表明:掺加20%,30%矿渣的混凝土及5%和10%硅灰的混凝土氯离子透过数量低于基准混凝土,掺加40%矿渣的混凝土氯离子透过数量高于基准混凝土.最大荷载为40%与80%的5次重复荷载增大了混凝土的氯离子透过数量,掺加5%硅灰的混凝土与掺加20%矿渣的混凝土抗氯离子渗透性相当.

复合使用磨细高炉矿渣和粉煤灰配制高强度大流动性混凝土

本文讲述复合使用粉煤灰和矿渣配制混凝土的优点及其原理,以及配制高强度大流动性混凝土的工程实例。

矿渣–煤渣复合水泥激发剂及其作用机理(英文)

开发了一种无氯、无钾钠或少钾钠且对混凝土耐久性不会产生不利影响的矿渣–煤渣复合激发剂,从而实现了在矿渣掺合料生产中掺入一定数量的热电厂慢冷煤渣而不降低矿渣粉的质量。采用正交试验研究了这种复合激发剂对矿渣–煤渣复合水泥砂浆早期强度的影响,用X射线衍射、热分析、扫描电子显微镜等方法研究了添加激发剂后矿渣–煤渣复合水泥的水化过程及其显微结构,分析了其激发作用机理。结果表明:这种激发剂不仅能提高矿渣–煤渣复合水泥的早期强度,而且其后期强度也能稳定发展。当煤渣等质量取代矿渣的比例达到25%时不降低矿渣–煤渣复合水泥的28d强度。添加细磨煤渣后水泥流动性能变差的问题可通过添加减水剂来改善。

矿渣聚丙烯纤维混凝土抗弯疲劳性能

为了研究聚丙烯纤维和磨细粒化高炉矿渣(GGBFS)在不同应力水平和频率下对混凝土抗弯疲劳性能的影响,将4个配比的聚丙烯纤维和5个配比的矿渣分别掺入混凝土中,当应力水平为0.49、0.59、0.69,频率为20Hz时以及应力水平为0.59,频率为30、40、50、60Hz时测试抗弯疲劳极限强度和疲劳寿命.研究表明:累积抗弯疲劳强度能够更准确地评价混凝土抗弯疲劳性能;聚丙烯纤维可以提高混凝土累积抗弯疲劳强度和抗疲劳寿命;矿渣及其水化物使得混凝土结构密实,改善了界面过渡区(ITZ)的结构,可以提高混凝土抗弯疲劳性能;抗弯疲劳性能随着应力水平提高而下降,S-N数学模型可以用于预测20Hz频率动疲劳荷载下的矿渣聚丙烯纤维混凝土工程寿命;在一定的应力水平下,测试频率越高,抗弯疲劳性能越差,f-N数学模型可以用于预测变频率动疲劳荷载下的矿渣聚丙烯纤维混凝土工程寿命.

超细活性粉煤灰对碱激发矿渣体系的影响研究

以磨细高炉矿渣(G)与超细活性粉煤灰(RUFA)为原料,采用氢氧化钠作为碱性活化剂,制备了矿渣-超细活性粉煤灰地质聚合物,对其流动性及力学性能进行研究,并分析其化合产物。结果表明:外掺8 mol/L的氢氧化钠作为碱激发剂、液固比为0.35时,随着超细活性粉煤灰掺量的增加,浆料的流动度呈现先上升后下降的趋势;在超细活性粉煤灰掺量不大于50%情况下,掺量越大,试件的抗压强度呈现逐渐增加的趋势;超细活性粉煤灰掺量为50%时,7 d抗压强度达到了67.8 MPa, 28 d抗压强度达到了85.9 MPa;XRD与SEM分析表明,随着超细活性粉煤灰掺量的增加,地聚合反应越来越充分,生成更多的硅铝酸盐凝胶状产物,并且原料中部分晶相逐渐转化为非晶相,未反应超细活性粉煤灰颗粒可以填充孔隙,使试件的结构变得致密,有利于试件抗压强度的提高。

矿渣聚丙烯纤维水工混凝土抗弯性能研究

为研究聚丙烯纤维和磨细粒化高炉矿渣对水工混凝土抗弯性能的影响,以普通混凝土试样为对照,对聚丙烯纤维混凝土、矿渣混凝土、矿渣聚丙烯纤维混凝土试样进行了简支梁法弯折性能试验,并通过扫描电镜对试样的微观结构进行观测和分析。结果表明,掺入适量聚丙烯纤维,可抑制微裂缝的产生和扩散,延缓和抑制宏观裂缝的出现和发展,提高混凝土抗弯强度,同时还能提高持荷变形能力和混凝土吸收能量的能力以及混凝土的韧性。适量矿渣及其水化物的掺入,增加了基体微观结构的密实性,可提高混凝土抗弯强度。化学和物理分析认为,掺入0.1%-0.6%聚丙烯纤维和低于55%含量的矿渣,复合效应显著。

矿渣聚丙烯纤维混凝土抗劈拉性能试验研究

聚丙烯纤维和磨细粒化高炉矿渣对混凝土抗劈拉性能有一定程度的影响,为此,有必要研究聚丙烯纤维和矿渣的掺入量及其对混凝土抗劈拉性能的作用机理。将不同掺入量的聚丙烯纤维和不同含量的磨细粒化高炉矿渣掺入混凝土中,制成63个100 mm×200 mm的圆柱体试样,按照ASTMC496-04标准进行抗劈拉试验,并通过SEM对微观结构进行观测。研究表明,掺入不超过0.6%的聚丙烯纤维的混凝土其抗劈拉强度较大,当矿渣替代水泥不超过55%时,抗劈拉强度比不掺矿渣的试样高,SEM照片从微观结构方面揭示了强化作用机理。适量聚丙烯纤维的掺入提高了混凝土抗劈拉强度,适量矿渣的掺入也提高了混凝土抗劈拉强度,聚丙烯纤维和矿渣复合效应显著。

聚丙烯纤维对渠道矿渣混凝土力学性能影响的研究

为降低渠道衬砌混凝土的脆性，将聚丙烯纤维、粒化高炉磨细矿渣、聚羧酸系超塑化剂加入普通混凝土中。共采用体积含量占混凝土的0．1％、0．2％、0．3％、0．4％、0．5％、0．6％、0．7％和0．8％八个掺量的聚丙烯纤维，以及矿渣替代水泥量的35％、45％、55％、65％、75％五个掺量的矿渣组成的21个混凝土配合比。试验结果表明，掺加矿渣和聚丙烯纤维使硬化混凝土密度减小；对于大多数配合比的矿渣混凝土，聚丙烯纤维降低了抗压强度，提高了抗折强度和劈拉强度；其中0．2％～0．4％的聚丙烯纤维和45％～55％的矿渣是最优掺量。进一步以电镜扫描图（SEM）显示的混凝土基体微观结构解释了其宏观力学性能。

不同养护条件下水泥基材料的孔隙结构

对于不同水胶比的水泥基材料，使用压汞法研究了其在饱水养护和密封养护条件下孔隙结构的特征．结果表明：养护条件对水泥基材料的孔径分布影响明显．与饱水养护相比，密封养护能显著增加RⅢ区间（100～1000nm）的孔隙含量（质量体积），降低RI区间（〈10nm）的孔隙含量；密封养护会降低水泥基材料的比表面积，增加净浆的孔隙率（体积分数），但对砂浆孔隙率的影响较不明显．胶凝材料中的磨细高炉矿渣（质量分数为65％）和硅粉（质量分数为5％）不能完全抑制孔隙自干燥导致的孔隙连通作用．

硫酸和硫酸钠混合溶液对砂浆的腐蚀作用

用普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的混合水泥以及磨细高炉矿渣和聚合物乳液配制了4种水泥砂浆,研究了这些水泥砂浆试样在1%(质量分数,下同)硫酸加10%硫酸钠的混合溶液中浸泡不同时间后的质量变化和强度变化.结果发现,混合溶液对4种水泥砂浆都具有强烈的腐蚀作用.磨细高炉矿渣能显著提高砂浆的耐腐蚀性能;进一步添加聚合物乳液(聚胶比为10%),则砂浆的抗表面剥落性能有很大改善,其中尤以苯丙乳液与丁苯乳液的混合乳液改性砂浆效果更好,但添加聚合物乳液会导致砂浆的抗压强度大大降低.此外,水泥砂浆试样在混合溶液及清水中浸泡后,它们的抗压强度比值要比它们的抗折强度比值对硫酸/硫酸钠腐蚀介质更为敏感.

自密实高性能混凝土矿物外掺料

本文通过微观及宏观的试验研究 ,对比分析了粉煤灰。

脱硫建筑石膏胶凝材料的改性研究

利用硫铝酸盐水泥熟料(SAC)单掺和SAC与磨细高炉矿渣粉(BFS)复掺对脱硫建筑石膏(DCG)进行改性,提高其强度和耐水性。实验结果表明,SAC单掺和SAC与BFS复掺均可以显著改善DCG材料的强度和耐水性。DCG中内掺15%SAC,可以使7 d抗折、抗压强度和软化系数分别提高了64%、86%和50%;在内掺15%SAC的DCG-SAC复合胶凝材料中,加入15%的BFS取代DCG,可以使DCG-SAC复合胶凝材料7 d抗折、抗压强度和软化系数分别增大28%、50%和15%。

机械和化学激发对无水泥免烧砖性能的影响

主要研究了用循环流化床粉煤灰、烟气脱硫石膏和磨细高炉矿渣混合制备无水泥FGS胶凝材料,并由此制备免烧砖。通过机械和化学活化激发FGS胶凝材料的火山灰活性。机械激发即改变成型压力分别为20、40、60、80和100 MPa;化学激发即通过加入激发剂——水玻璃和生石灰。测试免烧砖的3、7、14、28 d抗压强度,激发剂的加入使得免烧砖的抗压强度能够达到40～50 MPa。微观分析表明,FGS胶凝材料的主要水化产物为钙矾石、N-A-S-H和C-A-S-H凝胶,其中凝胶对强度的贡献更突出。

软水溶蚀环境中水泥–矿渣复合胶凝材料的浆体结构变化

利用压汞、X射线衍射、扫描电子显微镜和热重等方法研究了水泥–矿渣复合胶凝材料硬化浆体遭受软水溶蚀后的孔隙结构、水化产物、浆体形貌以及Ca(OH)2含量的变化,并研究了软水溶蚀作用下水泥–矿渣复合胶凝材料硬化浆体的微观结构变化规律。结果表明:水泥–矿渣复合胶凝材料硬化浆体经长期软水溶蚀作用后,浆体中的Ca(OH)2含量充足,C–S–H凝胶的Ca/Si比稍有降低,但没有分解的迹象;水泥–矿渣复合胶凝材料硬化浆体的孔隙率比纯水泥试样的低,浆体微观结构致密;矿渣掺量在70%以内的水泥–矿渣复合胶凝材料均表现出良好的抗溶蚀性能。

纳米压痕研究含矿渣硬化浆体C-S-H凝胶的特性

利用纳米压痕技术研究水泥-矿渣复合胶凝材料硬化浆体C–S–H凝胶的特性,并结合SEM附带的EDS分析C–S–H凝胶的元素构成.纳米压痕测试结果显示,随着龄期的延长,各试样中LDC–S–H凝胶的体积含量逐渐减少,HDC–S–H凝胶的体积含量逐渐增加,说明水化后期,生成的C–S–H凝胶以HDC–S–H凝胶为主;随着矿渣的掺入和掺量的增大,试样中HDC–S–H凝胶体积含量越大,表明矿渣生成的凝胶主要为HDC–S–H凝胶.EDS能谱分析表明,两种C–S–H凝胶的化学组成相似,与其Ca/Si比无关.

矿渣或石灰石对超塑化剂性能的影响

关于矿渣或石灰石粉作为水泥的主要成分对聚羧酸超塑化剂性能的影响,本文对含相同熟料和硫酸盐成分的水泥作了研究。研究方法包括孔溶液分析、Zeta电位测量和稠度测试。水泥中熟料的比例不同,孔溶液的成分、水泥浆体的Zeta电位和PCE的有效电荷差异很大,这导致PCE的吸附行为和塑化效果发生改变。因此,PCE特有的塑化作用将随水泥中熟料比例的减少而减弱。