低收缩早强型灌浆料的制备与微观机理

采用硫铝酸盐水泥-硅酸盐水泥-石膏三元复合体系制备了低收缩早强型灌浆料,探究了其微观结构形成机理.结果表明:根据最优配合比制备的灌浆料1、3 d抗压强度分别为60.1、75.5 MPa,3 d自收缩率为351.39×10^(-6),28 d干燥收缩率为239.75×10^(-6),均高于国家标准;灌浆料水化产物中的钙矾石(AFt)晶体相互交错搭接,构成了致密的网状骨架,使灌浆料具有较高的早期强度,而水化硅酸钙凝胶则促进了灌浆料后期强度的发展;AFt表现出的微膨胀作用使灌浆料的收缩变形逐渐变小,进一步保障了其早强与低收缩特性.

低回弹高早强喷射混凝土技术与工程应用

为降低喷射混凝土施工回弹率、提高其早期力学性能和长期耐久性能,结合铁路隧道复合式衬砌结构体系对喷射混凝土的性能要求,研发了喷射混凝土用功能材料,并提出低回弹高早强喷射混凝土制备技术。通过试验室试验和工程应用案例,验证了该功能材料配制技术的可行性和使用效果。试验室试验结果表明:喷射混凝土的施工回弹率与其流变参数密切相关,所研发的功能材料与速凝剂复掺可显著提高喷射混凝土的早期力学性能和耐久性能,并降低施工回弹率。工程应用结果表明:采用本文提出的技术后,所制备的隧道初支喷射混凝土的施工回弹率≤10%,喷射混凝土8 h抗压强度≥10 MPa,24 h抗压强度≥15 MPa,56 d电通量<1200 C,满足隧道高性能混凝土的施工要求。

混凝土低温早强剂研究现状

在冬期施工或有早强要求的混凝土工程中掺早强剂,对加快工程进度、提高混凝土质量等有重要作用,其掺量一般不超过水泥质量的5%。目前传统早强组分已不能满足绿色、高性能混凝土的要求,且之前研究多在常温下进行,而低温(尤其是5℃)环境下的研究相对较少,同时低温早强效果相对有限,低温下的作用机理也不明确。随着工程建设的进一步发展,开发既满足低温早强要求又有良好工作性的低温早强剂是今后的一个重要研究方向。在分类总结各常见早强组分的性能特点、存在问题及作用机理的基础上,介绍了低温条件下早强剂的研究、应用现状,为后续低温早强剂的研制指明方向。

5℃低温下复合早强剂性能与早强机理

以溴化钙、溴化锂和三异丙醇胺3种组分设计新型低温早强剂,研究5℃下低温早强剂的早强性能及其对混凝土综合性的影响,并探讨其早强作用机理.结果表明:掺低温早强剂C50混凝土,5℃养护1 d、3 d、7 d、28 d龄期下抗压强度较对比样分别提高57%、32%、23%和12%,混凝土各龄期强度已接近对比样在20℃下的强度.低温早强剂会使混凝土干缩略有增大,56 d前混凝土电通量增大0.7%~10.1%.5℃低温下,掺低温早强剂水泥水化生成新的含溴C-S-H凝胶和水化溴氧铝酸钙产物,孔隙或凝胶产物表面有针棒状钙矾石、片状Ca(OH)2晶体生成,产物微观结构更加致密,孔径细化,总孔隙率降低.

不同温度下早强低收缩水泥稳定碎石特性的试验研究

为了提高水泥稳定碎石在高寒地区的适用性,研究了一种新型早强低收缩外加剂(ELA)在不同养护温度下对水泥稳定碎石强度和收缩特性的影响,并采用XRD和SEM测试对其早强抗收缩机理进行了分析.试验结果表明:掺加ELA后,在20℃养护条件下,早期(1d,3d和7d)无侧限抗压强度平均提高了27%,劈裂强度平均提高了31%;在-5℃养护条件下,分别提高了33%和49%;在15^-5℃变温作用下,分别提高了32%和28%.在三种不同养护条件下,掺加ELA在提高基层早期强度的同时未对后期强度造成损失,并且降低了基层的收缩程度.通过XRD和SEM测试分析,也得出ELA不仅可以提高水泥稳定碎石的早期强度,还可以减少其因早强引起的收缩开裂问题.

碱渣内养护剂对高强高性能混凝土自收缩及早期抗裂性能的影响及机理分析

碱渣是氨碱法制纯碱排出的废渣,因其堆存和排放造成严重环境问题,急需被开发利用。将碱渣除氯、干燥、粉碎后制成碱渣内养护剂粉体,并将其用于水胶比为0.35和0.25的高强高性能混凝土中,研究其对混凝土自收缩和早期抗裂性能的影响。结果表明,碱渣内养护剂是以多孔碳酸钙颗粒为主,并含有部分二水石膏的微细粉体,具有良好的吸水释水性能。碱渣内养护剂对提高高强高性能混凝土内部相对湿度有一定的作用,但利用碱渣内养护剂引入附加水能更有效地提高混凝土内部相对湿度。在不降低混凝土28 d抗压强度的情况下,以碱渣内养护剂等质量取代5.25%的水泥,可降低混凝土3 d自收缩值约30%,降低圆环约束条件下混凝土3 d龄期拉应力超过20%,且对水胶比较低的混凝土效果较优,是一种性能优良的混凝土内养护材料。碱渣内养护剂减少自收缩的机理一是其中的二水石膏与水泥中的C_(3)A反应生成膨胀性的钙矾石,补偿部分自收缩;二是其取代部分水泥,从源头上减少了自收缩;三是其多孔结构中的水分缓慢释放,提高了混凝土内部相对湿度,减少了自收缩的原动力。

水泥低活性粉煤灰碎石路用性能的试验研究

目的解决道路基层存在水泥稳定类材料易产生裂缝、二灰稳定类材料存在早期强度不足的问题.方法采用水泥低活性粉煤灰碎石作为路面基层材料,对水泥低活性粉煤灰碎石进行配合比设计以及通过系统的室内试验研究分别对水泥低活性粉煤灰碎石、石灰低活性粉煤灰碎石、水泥稳定碎石的物理力学性能进行分析与评定.结果试验结果表明,水泥低活性粉煤灰碎石的早期强度远远大于石灰低活性粉煤灰碎石的强度,接近于水泥碎石的强度.水泥低活性粉煤灰碎石的早期干缩应变比石灰低活性粉煤灰碎石、水泥碎石小,后期干缩应变比石灰低活性粉煤灰碎石、水泥稳定碎石要大.结论试验所用水泥低活性粉煤灰碎石材料不仅早期强度高,而且抗裂性能较好,可广泛应用于沈阳地区.

一种新型早强抗裂外加剂对不同低温下砂浆强度及收缩性能的影响

为了研究新研发的早强抗裂外加剂对不同低温养护环境下水泥砂浆强度及收缩性能的影响,选择5种不同的养护环境(20、10、0、-10、20^-10℃),进行抗压、抗折强度及收缩试验。试验结果表明:在作为参考的标准养护环境下,该早强抗裂外加剂具有优异的早强与抗裂效果;在10、0、20^-10℃等低温及冻融环境下,该早强抗裂外加剂具有较好的早强与抗裂效果;在-1 0℃的极低温度下,该早强抗裂外加剂的早强与抗裂性能受到了较大的抑制。

再生混凝土的早期力学性能试验研究

混凝土的早期力学性能对于结构施工期的安全性具有重要影响。为了探讨再生混凝土结构的施工措施,保证其施工质量和安全性,系统研究了再生混凝土的早期力学性能,主要包括抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量以及收缩。试验中共考虑了3种强度等级(C20、C30和C40),在龄期分别为1、3、7、14、21、28d时进行试验。比较了再生混凝土和普通混凝土早期力学性能随时间发展规律的差异,探讨了普通混凝土早期力学性能计算公式对再生混凝土的适用性试。试验结果表明,再生混凝土的早期强度和弹性模量随时间发展较普通混凝土慢,而收缩的发展速度则与普通混凝土相差不多,但其绝对收缩值有显著增加。为保证再生混凝土结构施工的安全性,需要在施工期间采取相应措施。普通混凝土早期力学性能计算公式不适用于再生混凝土,基于试验结果,建议了再生混凝土早期力学性能计算方法。

早强复合修补混凝土的制备及性能研究

选用硫铝酸盐水泥作为快速修补材料的主要胶凝材料,并以复合外加剂作为功能小料,通过系统试验制备了具有较高早期强度的早强复合修补混凝土,对其力学性能和收缩性能进行测试,并与C40普通混凝土进行对比。试验结果表明:早强复合修补混凝土的4 h强度已经达到了普通混凝土7 d的强度,1 d抗压强度已经达到其28 d抗压强度的80%以上;随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的收缩率先减小后增大,当粉煤灰掺量为30%时,收缩率最小。

低温型套筒灌浆料性能试验研究

为改善低温环境下(10℃)套筒灌浆料的性能,分析了不同类型早强剂对低温套筒灌浆料流动度、膨胀率和抗压强度的影响。试验结果表明:甲酸钙和硫酸钠的掺入可以显著提高灌浆料的3 d和28 d抗压强度,但其1 d龄期抗压强度不符合JG/T 408—2013《钢筋连接用套筒灌浆料》要求。当自制早强剂掺量为0.4%时,灌浆料的1、3、28 d抗压强度分别达到43.6、69.0、90.1 MPa,较对照组分别提高了136.9%、37.7%和21.3%,其流动度、膨胀率和抗压强度均符合JG/T 408—2013要求。

石粉对低强度自密实混凝土性能的影响

研究了复掺石粉和粉煤灰情况下,石粉对低强度自密实混凝土性能的影响。结果表明：石粉可有效改善混凝土的和易性,但对流动性的改善效果差于粉煤灰。混凝土水化前期（7）时石粉在混凝土中的填充效应表现出类似粉煤灰的＂活性＂,混凝土的强度受粉煤灰和石粉掺量比率变化不大。水化后期（28~60d）,石粉对强度的贡献不足,随着石粉掺量的增加强度下降。石粉起到改善混凝土早期自由收缩的作用。随着石粉掺量的增加,粉煤灰掺量的减小,混凝土自由收缩逐渐减小。

高强混凝土的早期力学性能及其收缩特性

本文在对高强混凝土(C80)的抗压强度、弹性模量等早期力学性能和早期收缩进行试验研究的基础上讨论了早期不同干燥开始龄期对高强混凝土力学性能和收缩特性的影响,并对自收缩和干燥收缩在总收缩中的作用进行了分析。

油井用复合低温早强剂的制备与性能研究

针对低温环境导致水泥浆强度发展缓慢难题,本文合成了C-S-H早强晶种,并将其与Li_(2) CO_(3)、Na_(2)SO_(4)、NaAlO_(2)共混制备了一种适用于深水低温环境的油井水泥早强剂。首先,采用FT-IR、XRD、EDS与SEM分析了C-S-H早强晶种的化学组成、结构与微观形貌;其次,对复合低温早强剂的早强性能进行了研究。结果表明:5℃下,低温早强剂早强效果显著,将水泥石8 h、12 h、24 h的抗压强度由0 MPa提升至0.6、0.8、1.4 MPa。早强机理分析结果表明:低温早强剂中的C-S-H早强晶种的成核作用与Na_(2)SO_(4)、NaAlO_(2)、Li_(2) CO_(3)共同作用,加速了水化诱导期水化颗粒表面不渗透膜的破裂,使水泥浆水化诱导期提前结束进入加速阶段,从而提高低温下水泥石的早期抗压强度。

聚羧酸减水剂聚醚大单体的研究进展及展望

聚羧酸系减水剂是一种新型环保的减水剂,是国内外减水剂研究的热点。介绍了聚羧酸系减水剂大单体的种类及特点,围绕聚羧酸减水剂分子结构的可设计性,可通过引入功能化的聚醚单体,开发具有减缩性、低引气性和早强的功能化产品,以满足工程需求。

低碱性电解水对粉煤灰砂浆性能的影响

采用pH值为9.5的低碱性电解水制备粉煤灰砂浆,通过对比不同粉煤灰掺量条件下,低碱性电解水粉煤灰砂浆(EM)和普通自来水粉煤灰砂浆(OM)的工作性及力学性能,研究了低碱性电解水对粉煤灰砂浆性能的影响。结果表明:EM的工作性优于OM;控制流动度在(210±5)mm时,各组粉煤灰掺量的EM单位用水量均小于OM;低碱性电解水能够提高粉煤灰砂浆的强度,还能激发粉煤灰的早期活性效应,从而提高粉煤灰砂浆的早期强度,EM的早期抗压强度发展速率较OM提高了11.7%。

低模量早强型高延性混凝土的力学行为

基于路面工程中超薄白色罩面的应用背景,研发了1种低模量早强型高延性混凝土(LMES-ECC),并通过试验研究了LMES-ECC在不同龄期时的抗压、单轴拉伸和四点弯曲行为,测量了其干燥收缩值,讨论了其早期开裂潜能与约束收缩开裂行为.结果表明:3d龄期时,LMES-ECC的抗压强度和弯曲强度分别达到31MPa和7MPa,满足开放交通的需求;在受拉伸和弯曲作用时,LMES-ECC表现出较大的变形能力,且表现出多缝开裂现象,裂缝宽度可控制在60μm以下,其弹性模量约为14GPa,远小于普通混凝土;尽管LMES-ECC的干燥收缩值大于普通混凝土,但是在约束条件下表现出极好的抗开裂能力.LMES-ECC所表现出来的材料特性可大大延长混凝土路面超薄罩面的使用寿命.

环氧树脂乳液改性水泥砂浆性能试验研究

对掺量分别为0%、3%、5%、7%、9%的环氧树脂对水泥砂浆抗压强度、抗折强度以及体积稳定性的影响进行了试验研究。并用ZEISS电子显微镜,观察各组水泥砂浆试块的微观结构,探究不同掺量环氧树脂对水泥砂浆微观结构的影响规律;尝试从微观结构上,探究环氧树脂改性机理。试验表明,环氧树脂掺量增加,水泥砂浆的抗压和抗折强度均先增大、后减小;环氧树脂能够提高水泥砂浆的早期强度;水泥砂浆体积收缩随着环氧树脂掺量的增加而减小,适量环氧树脂的掺入能够改善水泥砂浆的微观结构。环氧树脂材料对水泥砂浆性能的影响试验,对于配制高强度、高抗渗性、低收缩水泥砂浆,具有指导意义。

TBM压注式超高性能混凝土试验研究

针对天山胜利隧道TBM压注式超高性能混凝土(UHPC)的性能要求,基于紧密堆积理论,优化了混凝土中胶凝材料各组分的比例。通过掺入钢渣粉、纳米早强剂和塑性膨胀剂配制出了大流动度、超长保坍、超早强、低收缩的UHPC,并研究了胶凝材料体系紧密堆积孔隙率、钢纤维掺量、混凝土流动性三者之间的关系。结果表明:采用复合掺合料、钢渣粉优化胶凝体系、骨料体系可制备出工作性良好、各项性能指标均能满足要求的UHPC,初始流动度大于700 mm,4 h流动度经时损失小于5%,1 d拆模且抗压强度大于设计要求51.6 MPa,28 d干燥收缩仅为200×10^(-6)。纳米早强剂的掺入不但保证了混凝土早期强度的增长,而且不影响混凝土流动性的长时间保持和后期强度的增长。

低收缩砂浆配合比及性能研究

本文通过不同水泥品种复配,辅以石膏及外加剂,研发了一种早强型水泥基材料。结果表明:当硫铝酸盐水泥掺入5%,无水石膏掺入5%时,复合水泥砂浆的抗折强度和抗压强度值较高;当硫铝酸盐水泥掺入8%、无水石膏掺入5%时的砂浆收缩值最小。