辅助性胶凝材料对混凝土力学性能的影响

通过不同细度矿渣-钢渣、矿渣-粉煤灰、粉煤灰-钢渣的复合,制备出不同粒度分布的复合辅助性胶凝材料,研究了复合辅助性胶凝材料的掺入对混凝土工作性能和力学性能的影响。试验结果表明:矿渣细度对混凝土早期强度影响较大,矿渣越细,混凝土早期强度越高;含有粉煤灰的复合体系中,粉煤灰具有较好的形态减水效应;同时还发现简单的将最细矿渣、最细钢渣、最细粉煤灰进行混合并不能十分有效地发挥辅助性胶凝材料的各种效应,而采用"级配优化"的方法能配制出性能优异的复合辅助性胶凝材料。

辅助性胶凝材料反应程度与水泥力学性能关系研究

本文主要研究了矿渣和粉煤灰的比表面积以及掺量对水泥抗压强度的影响,并对矿渣和粉煤灰作为辅助性胶凝材料在水泥浆体中的反应程度与水泥力学性能之间的关系及反应机理进行了探讨,结果表明,随着粉煤灰、矿渣比表面积的增加,水泥的抗压强度增加,但比表面积有一个适合的范围;随着辅助性胶凝材料掺量的增加,水泥强度降低;单掺矿渣或粉煤灰,其反应程度与水泥抗压强度之间呈现良好的对数关系;复合掺加两种或两种以上的辅助性胶凝材料时,采用占主导地位的辅助性胶凝材料的反应程度与水泥抗压强度之间的关系来定性描述两者之间的内在联系,得出两者之间也呈现对数关系。

水泥熟料与辅助性胶凝材料优化匹配的基础研究进展(Ⅱ)——化学效应

在分析水泥熟料与辅助性胶凝材料水化程度、填充能力和强度贡献率的基础上,提出了水泥熟料与辅助性胶凝材料优化匹配原则。利用该原则,可在降低水泥熟料用量、提高辅助性胶凝材料(特别是低活性辅助性胶凝材料)掺量的同时,显著改善复合水泥的强度、体积稳定性等性能,实现水泥熟料、矿渣等胶凝材料的高效利用。

水泥熟料与辅助性胶凝材料优化匹配的基础研究进展(Ⅰ)——物理效应

本文分析了复合水泥性能较差的本质原因,并指出优化水泥浆的初始堆积状态和水化进程是改善复合水泥性能的根本途径。在分析经典颗粒堆积模型和水泥颗粒级配模型优缺点的基础上,提出了复合水泥的颗粒级配模型,显著提高了新拌水泥浆体的初始堆积密度(最大固含量提高10%),以改善复合水泥的性能。

辅助性胶凝材料在水泥工业中的应用研究

辅助性胶凝材料是水泥工业应用中的重要组成材料之一。使用辅助性胶凝材料能降低水泥用量,延长水泥基材料的使用寿命,提高水泥应用效率,间接降低生产水泥的能耗、减少CO2排放。本文首先阐述了辅助性胶凝材料的分类和作用及其在水泥中的应用;分别介绍了辅助性胶凝材料对水泥基材料力学性能和体积稳定性的研究进展;最后对辅助性胶凝材料研究趋势进行了展望。

云浮硫铁矿尾矿特性及其用作辅助性胶凝材料的性能分析

云浮硫铁矿尾矿堆存量巨大,影响周边环境且浪费资源。本文探讨将尾矿用作辅助性胶凝材料的可行性,以期实现尾矿的高消纳量利用,分析了尾矿的矿物与化学组成以及硫的赋存状态及含量,研究了尾矿用作辅助性胶凝材料的性能和含有的石膏、黄铁矿的演变及其对性能的影响。结果表明:云浮硫铁矿尾矿属于高硫型尾矿,尾矿中的硫以黄铁矿(FeS_(2))、磁黄铁矿(Fe_(1-x)S)、石膏三种矿物形态存在;在硬化水泥浆体中,尾矿中的FeS_(2)在180 d龄期时氧化程度仍很低;石膏在28 d龄期时大部分已反应生成钙矾石(AFt),是影响性能的主要因素;掺30%(质量分数)硫铁矿尾矿的水泥胶砂28 d活性指数最高可达74%,但相较于3 d和7 d,28 d活性指数不增长甚至下降,180 d龄期抗压强度出现倒缩;将尾矿同时用作水泥混合材和调凝剂可能是一种更好的利用方式。

硅锰渣-固硫灰复合辅助性胶凝材料水化机理研究

早期水化活性过低是限制冶炼渣在胶凝材料体系中大掺量应用的重要因素之一。利用固硫灰(CFBA)中的硫酸盐激发硅锰渣(SM)水化活性,并研究硅锰渣-固硫灰复合辅助性胶凝材料的水化过程及活性发展。结果表明:随着固硫灰掺量增加,胶砂流动度大幅下降,但其早期和后期活性得到有效提升;当固硫灰掺量为10%(质量分数)时,复合辅助性胶凝材料3 d、7 d和28 d活性指数分别达到61%、71%和95%,均高于单独使用硅锰渣体系(3 d、7 d和28 d活性指数分别为50%、53%和81%)。固硫灰的掺入激发了水泥和辅助性胶凝材料的早期水化,延缓了水化过程中钙矾石转变为单硫型水化硫铝酸钙(AFm),使得胶凝材料早期水化形成更多钙矾石。

建筑垃圾再生微粉/硅锰渣粉复合辅助性胶凝材料的制备和性能

再生微粉是目前建筑垃圾高效资源化的有效途径之一,但其需水量高、水化活性偏低问题仍有待解决。提出利用硅锰渣粉与再生微粉复合制备建筑垃圾再生微粉/硅锰渣粉复合辅助性胶凝材料。结果表明:随着硅锰渣粉掺量增加,复合辅助性胶凝材料流动度比和活性指数均大幅提高,当硅锰渣粉掺量30%(质量分数)时,复合辅助性胶凝材料胶砂流动度比达98%,28 d活性指数达98%;复合辅助性胶凝材料与再生微粉相比,水化早期反应快,7 d累积水化放热更高,说明其早期水化速率更高;随着硅锰渣粉替代再生微粉比例增加,胶凝材料体系净浆孔隙率降低、微纳米孔含量增加;复合辅助性胶凝材料水化消耗了更多的Ca(OH)_(2)形成C-S-H凝胶,故基体致密程度提高。

电镀污泥制备辅助性胶凝材料的试验研究

以工业固体废弃物电镀污泥和钢渣为原料,制备了一种辅助性胶凝材料。研究了不同配比的辅助性胶凝材料及辅助性胶凝材料掺量对水泥力学性能的影响,测定了重金属溶出率,并利用XRD、SEM研究了辅助性胶凝材料对水泥水化产物和微观形貌的影响。结果表明,适当比例的辅助性胶凝材料可以改善水泥强度,当电镀污泥∶钢渣=8∶2时,制备的辅助性胶凝材料在掺量为15%的情况下,其7 d、28 d强度比纯水泥熟料分别高5.9 MPa和1.4 MPa。此外,水泥浆体可以有效固化电镀污泥中的重金属,实现对电镀污泥的无害化处理。

复合利用工业废渣制备高性能辅助性胶凝材料

本文介绍了围绕电力、冶金、煤炭工业产生的粉煤灰、钢渣、矿渣、煤矸石和其他工业废渣用作辅助性胶凝材料的利用率和利用量瓶颈问题,发展高掺量复合利用上述工业废渣制备高性能辅助性胶凝材料技术,使工业废渣资源利用率达到70%以上,在混凝土中替用水泥60%以上。通过本技术开发,解决工业废渣综合利用中几个重大的共性关键技术,大幅度提高工业废渣综合利用资源化效率,将煤炭、电力、冶金、水泥混凝土和建筑等行业用循环经济联系起来,广泛用于水泥混凝土和新型墙体材料。

聚羧酸高性能减水剂在水泥和辅助性胶凝材料表面的吸附特性探析

现代混凝土工程中,越来越广泛地应用聚羧酸高性能减水剂,此种减水剂的减水率比较高,而且可以对塌落度损失进行有效的控制,避免了混凝土工程早期施工中存在的问题,提高了混凝土工程施工的质量。水泥、辅助性胶凝材料是混凝土拌合物中的重要组成部分,应用聚羧酸高性能减水剂时,其分子结构会吸附在水泥和胶凝材料表面。对其吸附的特性进行了较为深入的研究,以便于提升混凝土汇总聚羧酸高性能减水剂的应用效果。

辅助性胶凝材料对混凝土渗透性的影响

本文通过不同细度粉煤灰-矿渣、粉煤灰-石粉、矿渣-石粉的复合,制备出不同粒度分布的复合辅助性胶凝材料,研究了复合辅助性胶凝材料的掺入对混凝土渗透性能的影响。试验结果表明:粉煤灰与石粉复合制备的辅助性胶凝材料,以及矿渣与石粉复合制备的辅助性胶凝材料,对混凝土28d渗透性能均有一定的降低作用,而粉煤灰与矿渣复合制备的辅助性胶凝材料在一定粉磨细度下,可提升混凝土的渗透性能。与粉煤灰相比,矿渣粉磨细度越细对混凝土渗透性能影响越显著。

辅助性胶凝材料对混合水泥水化和耐久性的影响:化学与物理原理（英文）

采用物理和化学方法考察了添加辅助性胶凝材料对水泥水化和耐久性的影响。根据辅助性胶凝材料的相似性和差异性将其分为潜在水化性、火山灰活性,并可进一步分为硅酸盐类、铝酸盐类、碳酸盐类等。还研究了包括辅助性胶凝材料与添加剂之间的相互作用,如减水剂、促凝剂等。结果表明:添加辅助性胶凝材料对混凝土耐久性有一定影响,如抗氯离子渗透、抗碳化、碱骨料反应,以及抗硫化物腐蚀等。在相同水胶比时,添加辅助性胶凝材料有助于提高混凝土的抗老化性能。但碳化作用除外,这可以通过降低水胶比来提高混凝土的耐久性。

大掺量辅助胶凝材料自密实混凝土的试验研究

采用辅助性胶凝材料生产自密实混凝土是混凝土技术发展的方向之一,但目前辅助性胶凝材料掺量在30%左右,无法达到大量减少水泥用量和利用辅助性胶凝材料的目的。进行了大掺量(60%～90%)辅助性胶凝材料自密实混凝土试验研究。结果表明:(1)大掺量辅助性胶凝材料自密实混凝土具有良好的流动度和抗离析、泌水能力;(2)其早期强度和弹性模量虽较低,但后期强度和弹性模型可接近甚至超过未掺辅助性胶凝材料自密实混凝土;(3)辅助性胶凝材料掺量应控制在60%～80%之间,粉煤灰与矿渣掺量比为1:1最佳,可保证该自密实混凝土具有较高的早、后期强度。

辅助性胶凝材料在水泥和混凝土中应用时的性能差异

在水泥和混凝土检测时,由于存在水灰比的差异以及集料不同而导致的颗粒级配和界面过渡区差异的现象,因此将单一的辅助性胶凝材料应用于水泥和混凝土中时,其对混凝土的强度贡献率要远大于其在水泥中的活性指数。当两种或两种以上辅助性胶凝材料同时应用于水泥和混凝土中时,由于不同粒径分布的胶凝材料颗粒易于达到近似紧密堆积的情形,所以水泥和混凝土的强度均明显提高。

粉磨煅烧次序对煤系偏高岭土胶凝性能的影响

利用微波可对物料内外整体加热的特性,将破碎后煤系高岭岩先经微波煅烧后再磨细处理(先烧后磨),制备煤系偏高岭土。以煤系偏高岭土的活性Si、Al溶出率和微观结构形貌,以及煤系偏高岭土制备的胶砂试样的活性指数、力学和工作性能为评价指标,研究粉磨与煅烧次序对煤系偏高岭土胶凝性能影响。结果表明,当微波煅烧温度为650℃,煅烧时间为15 min时,采用“先磨后烧”和“先烧后磨”工艺制备的煤系偏高岭土,活性Si、Al溶出率分别为51.22%、80.90%和53.2%、80.75%,活性指数分别为92%和98%,28 d抗压强度分别为50.4 MPa和53.6 MPa,28 d抗折强度分别为7.6 MPa和7.8 MPa,胶砂流动度分别为158 mm和186 mm。“先烧后磨”制备的煤系偏高岭土颗粒粒径分布更细,结构更致密。

垃圾焚烧飞灰胶凝活性初探

飞灰是生活垃圾焚烧后烟气除尘器收下的物质 ,其主要成分属CaO—SiO2 —Al2 O3 —Fe2 O3 体系 ,与目前常用的高炉矿渣、粉煤灰等辅助性胶凝材料非常接近 .通过实验 ,研究了飞灰的物理性质以及其掺入水泥后对硬化水泥浆体力学性能和水化机理等的影响 ,初步探讨了飞灰作为辅助性胶凝材料利用的可行性 .研究表明 ,飞灰的水化反应活性较低 ,飞灰的掺入在一定程度上延缓了水泥的水化过程 ,但其水化可以形成适量钙矾石 。

低Ca/Si比的C-S-H凝胶产物在抑制AAR中的作用

碱是混凝土发生碱-集料(AAR)反应的重要因素之一。许多资料报道低Ca/Si比的C-S-H凝胶对碱有强烈的吸附作用。从C-S-H凝胶的组成出发,指出低Ca/Si比的C-S-H凝胶在抑制AAR中的作用,解释了低Ca/Si的C-S-H凝胶对碱的吸附能力强的原因及其影响因素。为在实际工程应用中掺加混合材来抑制AAR反应,提高混凝土耐久性有重大指导意义。

高温干燥环境中C20和C30混凝土的体积稳定性研究

在高温干燥环境中,混凝土失水剧烈、凝结过快,易于产生开裂,导致混凝土强度和耐久性能显著降低。试验对比研究了常温和干热环境下,辅助性胶凝材料对C20和C30混凝土力学性能、体积稳定性和耐久性的影响。结果表明:(1)与常温养护相比,高温干燥环境中混凝土抗裂性能显著变差;(2)高温环境更有利于激发辅助性胶凝材料的水化活性,大掺量辅助性胶凝材料混凝土的力学性能下降幅度较小,更重要的是混凝土抗裂性能得到显著改善,使其体积稳定性与耐久性得到大幅度提高。

石灰石粉对混凝土耐久性能的影响

为促进石灰石粉在混凝土中的应用,研究石灰石粉的粒径、掺量和其它辅助性胶凝材料对混凝土耐久性能的影响.研究结果表明,石灰石粉的掺入,生成碳铝酸钙,并稳定钙矾石.粉煤灰和矿粉中的铝相促进石灰石粉的反应,进一步增大了碳铝酸钙和钙矾石的含量.当石灰石粉的平均粒径为19.92μm时,混凝土的氯离子扩散系数和碳化深度最小.当石灰石粉的掺量为10%～15%时,混凝土的氯离子扩散系数和碳化深度最小.复掺石灰石粉和粉煤灰/矿粉进一步降低了混凝土的氯离子扩散系数和碳化深度.当水胶比为0.4时,用石灰石粉制备混凝土具有优异的抗钢筋锈蚀和抗冻性.