Preparation for Retarding and High Early Strength Concrete

The primary objective of this research was to determine optimum dosage of mixing concrete containing plasticizers and fly ash, consistent with desirable structural grade concrete properties. Factorial tests were also conducted to investigate the four main factors： water-cementing materials ratio, water content, content of superplasticizers （SP） and fly ash content. It was found that the requirement for setting time played the dominant role in shrinkage and anti-cracking, and fly ash played a critical role in workability and reducing heat of hydration but showed insignificant effects on slump, early strength and initial setting time of concrete.

矿物掺合料复掺对超高性能湿接缝混凝土性能的影响

采用石灰石粉和粉煤灰微珠作为调节超高性能湿接缝混凝土性能的矿物掺合料,通过设置石灰石粉和粉煤灰微珠的不同复掺比例,研究了两种矿物掺合料对超高性能湿接缝混凝土流变性能、力学性能、收缩性能和抗渗性能的影响,并采用水化热分析了超高性能湿接缝混凝土的水化特性。结果表明:当石灰石粉掺量高于30%(质量分数)时,随着石灰石粉掺量的增加,超高性能湿接缝混凝土的塑性黏度先增大后减小,复掺50%石灰石粉和50%(质量分数)粉煤灰微珠时,混凝土塑性黏度可降低38.0%;掺入石灰石粉可以促进水泥的早期水化,提高超高性能湿接缝混凝土的早期抗压强度,3 d抗压强度最大涨幅为11.6%;复掺石灰石粉和粉煤灰微珠可以降低超高性能湿接缝混凝土的自收缩;当复掺30%石灰石粉时,超高性能湿接缝混凝土的抗渗性能最优,28 d氯离子扩散系数为0.15×10^(-12)m^(2)/s。

钢渣粉与硅灰复掺水泥基材料的流变、早期水化热与强度

为缓解大量存在且利用率很低的钢渣处理难题,将其研磨成微粉置换水泥,并掺入硅灰形成一种兼顾力学性能、绿色低碳水泥基材料。基于不同配比的复掺水泥基材料体系的流变行为、早期水化热、强度与吸水率试验研究,主要结果如下:钢渣粉颗粒微形貌棱角与片状较少,替代15%水泥时可有效改善基体稠度,略微降低强度,并显著降低早期水化放热(降幅8.8%),有利于控制早期温度裂缝。复掺硅灰可有效降低材料塑性黏度与泵送压力,对需要长距离泵送的大体积混凝土或高性能混凝土,硅灰掺量可控制在5%以内。且硅灰空间填充效应与火山灰反应会增强材料密实性,显著提高强度。综上,复掺15%钢渣粉和5%硅灰的水泥基材料,不仅可以改善泵送性能,提升强度和耐久性,还能降低早期水化放热量,具有良好的工程应用前景。

石灰石粉对C60混凝土抗压性能及水化热的影响研究

为探究石灰石粉对C60高强混凝土力学性能和水化热的影响,对不同石灰石粉比表面积和不同石粉含量的高强混凝土进行了抗压性能和水化放热试验。结果表明:石灰石粉的掺入能有效提高混凝土的抗压强度,其提升幅度介于1.3%~19.3%之间,在比表面积为6 000 cm^(2)·g^(-1)、石粉含量(质量分数)为5%~15%时混凝土抗压强度提升最明显;由于石粉的活性远低于水泥,随着石粉含量的增加,胶凝体系的总放热量逐渐降低且时间-水化放热速率曲线向左偏移,其中S15-6000组混凝土前期水化速率最快;在胶凝体系的水化产物中,掺入石粉后并未检测到新生成的物相,Ca(OH)_(2)峰值强度在石粉含量为15%时达到最高并伴随着生成大量C-S-H,这是由于石粉的掺入起到稀释效应,胶凝体系的水胶比增加使得水泥在水化时获得了充足的水量,此外,15%的石粉含量为胶凝体系提供了最佳钙含量,进一步促进了水化;大量C-S-H凝胶的生成为S15-6000组混凝土抗压强度提供了保证,且该组混凝土能较大程度发挥石粉作用。

超磨细石灰石粉高强混凝土的研究

本文研究了用不同细度的磨细石灰石粉作掺合料配制高强混凝土时,石粉对混凝土性能的影响。试验表明,当石灰石粉足够细并且掺量适当时,可以产生微晶核效应,促进水泥的水化,同时在混凝土的水泥产物中形成大量的AFt,与C-S-H凝胶交织在一起,对提高混凝土强度和改善混凝土脆性起到显著作用。超磨细石灰石粉通过分散效应和微集料效应等,对混凝土具有增塑、保塑和减水的作用。

磨细石灰石粉配制超早强、高强混凝土

研究了用石粉及其与矿渣复合配制早强、高强混凝土。结果表明,石粉掺量在15%以下时有利于抗压强度和抗折强度的发展。用10%的石粉和10%的矿渣的复合时,复合效应优良,当胶凝材料用量为540kg/m3时,7d抗压强度达到了90MPa,28d抗压强度在100MPa以上。

模拟酸雨对石粉锂渣超早强超高强混凝土的侵蚀研究

采用周期浸泡加速试验方法,研究了石粉锂渣超早强超高强混凝土的耐硫酸腐蚀性。研究表明,石粉可明显提高混凝土的耐硫酸侵蚀能力,在掺量高达30%的比例范围内,其改善效果随掺量的增加而愈加显著。在固定石粉掺量为10%的条件下,石粉锂渣复掺混凝土的耐硫酸侵蚀性优于单掺石粉的混凝土,抗硫酸侵蚀性随锂渣掺量的增加而提高。混凝土的耐硫酸侵蚀性随酸度的增大而降低。结果表明石粉锂渣超早强超高强混凝土可用于酸雨地区的重大工程。

石灰石粉对水泥早期水化作用的影响研究

储量丰富的石灰石粉能作为混凝土原材料广泛地应用于工程实践中。为了研究石灰石粉对水泥早期水化作用的影响,选用五种不同的石灰石粉做掺合料制成水泥胶砂试块和同条件下空白样水泥胶砂试块组成六组试样,开展了水泥胶砂试块7 d和28 d抗压强度及抗折强度试验研究。研究表明:各种石灰石粉7 d的活性指数均大于其28 d的活性指数。石灰石粉能促进水泥的早期水化,即石灰石粉7 d的活性指数均大于粉煤灰7 d的活性指数。为石灰石粉在混凝土中的进一步应用研究提供了新的依据。

细磨石灰石粉对水泥性能的影响

将不同比表面积的石灰石粉按不同比例掺入水泥中,对水泥的性能进行研究。结果表明:石灰石粉的加入,能有效提高水泥的外加剂相容性、促进水泥的水化及提高水泥胶砂的体积稳定性;一定颗粒分布的石灰石粉对水泥胶砂的流动性能及强度有促进作用。

石灰石粉对水泥早期性能的影响

试验采用砂浆试件,分别掺入15%、30%以及50%的石灰石粉,以早期抗折、抗压强度及水化热为研究对象,并以粉煤灰作对比研究石灰石粉对水泥早期性能的影响。研究结果表明:石灰石粉掺量为15%时,试件早期抗折、抗压强度均降低非常小,并随着水灰比的增大而加剧;同时,试件早期抗折、抗压强度随石灰石粉掺量的增大而降低,与粉煤灰相比相同掺量时石灰石粉对试件早期抗折、抗压强度的降低作用较小。石灰石粉对水泥早期水化有促进作用,选择石灰石粉作为混凝土掺合料是经济可行的。

激发剂对再生混凝土微粉砂浆水化性能的影响

再生混凝土微粉活性相对较低,导致其回收再利用率不高,通过碱激发可以很好地提升再生混凝土微粉活性,实现再生混凝土微粉高附加值利用。以再生混凝土微粉部分替代水泥作为胶凝粉料,以氢氧化钠、氢氧化钙、水玻璃溶液为碱激发剂,通过激发作用后对再生砂浆做抗压强度、XRD、水化放热以及热重分析测试,研究了3种不同激发剂对再生砂浆水化性能的影响。试验发现:氢氧化钙能显著提高再生砂浆的强度和水化放热速率,加快水化过程中两个放热峰出现的速度,且在早期水化过程中,C-S-H凝胶和水化产物氢氧化钙的量最多,其激发效果最好,水玻璃溶液次之,氢氧化钠最差。

再生黏土砖粉-石灰石粉-水泥胶凝材料性能研究

采用再生黏土砖粉和石灰石粉共同取代部分水泥制备了复合胶凝材料,通过测试复合胶凝材料的抗压强度、水化放热、水化产物种类以及孔结构演变规律来研究其性能.结果表明:黏土砖粉-石灰石粉的掺入会降低胶砂抗压强度,但胶砂试件在90 d龄期时抗压强度比得到提高,提高砖粉掺量有利于后期强度的增长;黏土砖粉-石灰石粉的掺入可以有效地降低水泥水化的放热量;随着养护龄期的增长,复掺黏土砖粉和石灰石粉的试件中生成水化碳铝酸钙;黏土砖粉-石灰石粉的掺入增大了复合胶凝材料的孔隙率,但其填充效应以及水化后期发挥活性可以优化材料后期的孔结构.

石粉自密实混凝土在松林水库堆石混凝土大坝工程中的应用研究

堆石混凝土筑坝技术是我国发明的新型筑坝技术,具有质量可靠、工艺简便、经济快速、不易开裂等特点,已在国内上百座大坝工程中成功应用。自密实混凝土是用于充填堆石空隙的核心材料,由于需要较多的粉体实现自密实性能,往往需要使用大量的粉煤灰作为掺合料。在西南地区粉煤灰资源相对缺乏,因此结合松林水库堆石混凝土大坝工程开展了石灰石粉自密实混凝土的应用研究,开展了采用粉煤灰、石粉两种掺合料的单掺、双掺对比试验,从自密实性能、力学性能、耐久性指标和水化热温升等论证了其基本性能,并进行了制备工艺与效益的分析,论证了石粉自密实混凝土应用于堆石混凝土大坝工程的可行性,对于西南粉煤灰缺乏地区发展应用堆石混凝土筑坝技术具有显著的意义。

石灰石粉对胶凝材料水化及混凝土性能的影响研究

为深入了解含有石灰石粉的复合胶凝材料对混凝土早期性能的影响,研究不同水胶比条件下含有不同比例石灰石粉的复合胶凝材料水化特性,以及所配制的混凝土自收缩和早龄期抗压强度发展规律。研究发现,掺加适量石灰石粉能提高硅酸盐水泥水化放热速率,延长其水化时间。掺加石灰石粉的混凝土在自收缩方面,以12h为分界呈现两阶段发展模式,且收缩值随石灰石粉掺量的增加而增大。混凝土强度随着所用胶凝材料中石灰石粉比例的增加而增大,而石灰石粉活性指数随水胶比增加而线性下降。综合试验中混凝土各性能表现,胶凝材料中石灰石粉的适宜含量≤30%。

桥墩大体积混凝土水化热试验研究及数值模拟

以广州某大桥节段模型试验为背景,在其桥墩浇筑过程中实测了内部水化热温度场的变化规律,并采用Midas软件对该桥墩混凝土浇筑过程中的水化热温度场进行了有限元仿真,通过仿真结果与实测结果的对比验证了有限元模型的正确性。通过有限元模拟研究了早强混凝土和普通混凝土的水化热温度场差异性以及普通混凝土相比于早强混凝土到达温度峰值时间滞后性的一般规律;并研究了设置冷管循环对大体积混凝土温度场的影响,结果表明,在早强混凝土中设置冷管循环能有效降低大体积混凝土的水化热温度。

超早强混凝土内部孔结构和水化热发展规律的研究

添加了聚羧酸高效减水剂和矿物掺和料的混凝土性能得以很好改善,具有可控的流变性、较好的泵送性和工作性,并且能够在低温负温条件下实现较高的早期强度。针对强度实现过程中混凝土内部孔结构和水化热的发展规律进行了试验研究,结果表明:超早强混凝土的细孔分布峰值偏左、偏高,其细孔结构较致密,因此其强度更高。同时,同强度等级的超早强混凝土与传统混凝土对比,超早强混凝土的水化热峰值更高。

石灰石-偏高岭土对活性粉末混凝土性能的影响

本试验采用等温量热仪、同步热分析仪、X射线衍射仪研究了以石灰石微粉与偏高岭土复合料(MKL)部分替代白色硅酸盐水泥(WPC)对白色活性粉末混凝土(WRPC)力学性能和水化性能的影响。结果表明,MKL部分替代水泥对WRPC流变性能影响不大;MKL替代量不超过30%时,WRPC 28 d抗折和抗压强度基本不变,3 d和7 d抗压强度降幅较小;加入MKL能促进水泥水化,且随着掺量增大,水化加速期至减速期的放热峰曲线逐渐由尖锐单峰向平缓双峰转变;白色硅酸盐水泥中Ca(OH)2含量显著降低,表明MKL部分替代白水泥可产生良好的火山灰效应。

大掺量“矿渣微粉+粉煤灰”中低强高性能混凝土配制技术与性能研究

为了生产具有中低强度等级的高性能混凝土 ,采用了在普通硅酸盐水泥混凝土基础上大掺量复合掺加“矿渣微粉 +粉煤灰 +高效减水剂”的技术路线 ,简称“三掺”高性能混凝土。本文通过较系统的配合比设计与试验 ,最终得出“三掺”高性能混凝土的系列配合比。性能研究结果表明 :“三掺”高性能混凝土的工作性、水化热和耐久性都优于普通粉煤灰混凝土 ;其早期强度稍低 ,后期力学性能与普通粉煤灰混凝土一致。

关于在商品混凝土中使用矿粉的探讨

本文主要探讨在商品混凝土中使用矿粉,从技术性和经济性两个角度出发,分别对商品混凝土掺加和不掺加矿粉做对比。结合试验,对商品混凝土早期强度、晚期强度数据做了详细的跟踪调查分析,认为在商品混凝土中使用矿粉,根据不同的设计和施工要求在早期强度上技术人员对配合比的设计应慎重,但其后强度的不断增长和低水化热的特点应充分利用,且可观的经济效应在激烈的市场竞争中一定能发挥重要作用。

聚羧酸分子结构对混凝土早强性能的影响

设计不同的侧链长度、酸醚比和分子量制备了系列聚羧酸减水剂样品,采用GPC方法测试了系列样品的分子量和聚醚转化率。通过砂浆和混凝土性能评价试验表征了聚合物的分散性能和力学性能,用微量热仪监测了水泥水化18 h内的水化放热趋势。结果表明,聚羧酸分子中聚醚侧链长度、酸醚比和分子量均能明显影响砂浆的早期强度,分子结构综合影响早强效果。水化放热历程证明,优化聚羧酸分子结构能加速水泥水化,影响规律与砂浆强度测试结果一致。混凝土性能测试显示,聚羧酸减水剂系列样品能缩短混凝土凝结时间,增加早期强度,且不影响后期强度的发展。