普通硅酸盐水泥替代低碱水泥可行性试验研究

本文针对兰州中川机场三期扩建工程中低碱水泥供应不足、成本高的问题,进行普通硅酸盐水泥替代低碱水泥的可行性试验研究。研究表明:用普通硅酸盐水泥替代低碱水泥在兰州中川机场三期扩建工程中是可行的,可以保证工程质量、降低成本、加快施工进度。同时,通过合理控制混凝土中最大碱含量和采用掺加粉煤灰等措施,可以避免碱骨料反应和其他问题,从而顺利完成工程任务。

轻质多孔混凝土孔隙溶液pH值调整研究

为了解决多孔混凝土中高碱性的孔隙溶液对植物生长的不利影响,本研究制备了6组不同胶凝材料组成的轻质多孔混凝土,分析掺合料和水泥类型对多孔混凝土pH值的影响,并探讨添加不同掺合料和使用低碱水泥对多孔混凝土碱度降低的效果。结果表明:在轻质多孔混凝土中,通过添加矿物掺合料能够显著降低孔隙溶液的pH值,而硅灰是作用较为明显的掺合料,在抑制多孔混凝土的孔隙溶液中的强碱性方面表现出色;其他矿物掺合料降低孔隙溶液pH值的程度依次为粉煤灰>粉煤灰+矿渣粉>矿渣粉;使用低碱水泥替代普通水泥的降碱效果明显,由于水化产物中的Ca(OH)_(2)较少,溶液在28 d的pH值可降至8.5以下,可满足植物生长的需求。

低碱高硅率高抗硫酸盐水泥熟料的研发及生产实践

通过采用资源劣化的自有矿山高硅低钙石灰石原料,进一步优选原燃材料,改进生料配料、加强水泥熟料质量监测和改善煅烧中控操作等措施,研发生产了碱含量约0.2%,硅酸率约3.50的低碱、高硅率、高抗硫酸盐水泥熟料,满足了易受硫酸盐侵蚀、冻融和干湿作用的海港、水利、地下工程建设要求。

海水环境下GFRP筋与低碱混凝土界面黏结性能研究

针对GFRP筋在低碱耐腐蚀水泥基体环境下界面黏结性能的时变规律进行研究,采用中心拉拔试验方法测定了GFRP筋-矿渣硫铝酸盐水泥(G·SAC)混凝土、GFRP筋-硅酸盐水泥(OPC)混凝土在淡水和人工海水环境下养护30 d、90 d和180 d的界面黏结强度,并利用扫描电子显微镜(SEM)及pH计分析了孔溶液浸泡后GFRP筋微观结构的劣化过程及水泥基体孔溶液pH值的变化规律。结果表明:在淡水环境下,GFRP筋-G·SAC混凝土界面黏结强度随养护时间的增加而提高,但GFRP筋-OPC混凝土的黏结强度逐渐降低;在海水环境下,G·SAC基体碱度进一步降低,且海水对其强度发展有促进作用,GFRP筋-G·SAC混凝土在海水中的黏结强度较淡水增长较快。

低碱再生骨料植生混凝土吸返水特性表征模型研究

为进一步提升低碱再生骨料植生混凝土在海绵城市各使用场景中设计与运营规划的合理性,通过压汞试验测定了天然骨料、再生混凝土骨料、再生红砖骨料的孔径分布,利用三种类型骨料配制低碱植生混凝土并分别测量其在吸水与返水状态下的吸水率-时间曲线和含水率-时间曲线,建立了低碱再生骨料植生混凝土吸返水特性的表征模型,并结合Pearson相关性系数揭示了植生混凝土吸返水特性的微观机理。结果表明:幂函数与双指数函数可较为精确地拟合各类型植生混凝土的吸水率-时间曲线(拟合优度R 2不小于0.95)和含水率-时间曲线(拟合优度R 2不小于0.99),其中幂函数吸水模型包括初始吸水系数与增量吸水系数两个参量,双指数返水模型包括初始含水系数、初始返水系数以及残余含水系数三个参量;骨料类型显著影响低碱植生混凝土的吸返水特性,这种差异主要来自骨料本身的孔隙结构,骨料100 nm以上孔隙越多,植生混凝土的初期吸水速率越大,饱和吸水率越高,持续返水能力越强,骨料100 nm以下的孔越多,返水后的残余含水率越高。此外,由于100 nm以下的孔可通过毛细作用持续吸水,而部分孔隙结构存在小孔(孔径100 nm以下)与大孔(孔径100 nm以上)串联的情况,形成了毛细孔吸水、大孔储水的虹吸结构,故植生混凝土的持续吸水能力与100 nm以上及100 nm以下的孔均有显著关系。

高掺量粉煤灰对GFRC改性的可行性研究

采用 5 0℃恒温水浴加速老化的试验方法 (加速老化龄期分别为 3d、7d、14d、2 8d、6 0d和 90d) ,从宏观力学性能的角度研究了采用粉煤灰、纯硅酸盐水泥与耐碱玻纤复合取代低碱水泥与耐碱玻纤复合制备GFRC制品的可行性问题。研究结果表明 ,采用粉煤灰、纯硅酸盐水泥与耐碱玻纤复合的技术是可行的。根据粉煤灰试件的后期强度与试件老化后玻纤表面的形貌分析结果 ,粉煤灰的最佳掺量为 6 0 % ,粉煤灰掺量过高时 ,后期强度开始降低 ;粉煤灰掺量过低时 ,耐碱玻纤就存在化学腐蚀的可能。

Na碱和K碱对低热水泥收缩性能的影响

通过分别外掺Na2SO4(Na碱)和K2SO4(K碱)的方式,将低热水泥的总碱含量提高至0.8%,1.2%和1.6%,研究了不同碱含量和不同碱类型对低热水泥干燥收缩和自收缩的影响,并从水化动力学和孔结构方面,探究了不同碱含量和不同类型碱对低热水泥收缩性能的影响机制。结果表明,碱促进了低热水泥的干燥收缩和自收缩,这种促进作用不可忽略,且对自收缩影响时效短于干燥收缩,而以K2SO4形式存在的碱更易促进低热水泥干燥收缩和自收缩。基于水化动力学和孔结构研究,不同类型碱对低热水泥收缩性能的影响机制在于:碱促进了低热水泥结晶成核和晶体生长过程,细化了孔结构,增加了与收缩性能相关的孔分布,而以K2SO4形式存在的碱,能使这种促进作用和细化作用更加明显。该研究可为精细化提高混凝土耐久性提供数据支撑。

粉煤灰少熟料水泥的制备和水化机理研究

以粉煤灰为原料,添加少量水泥熟料,并以电厂脱硫石膏和NaOH为激发剂研制出一种少熟料水泥,物理性能实验和XRD分析表明,粉煤灰在硫酸盐和强碱叠加等多重激发手段下活性大大提高,充分参与了水化反应,其主要水化产物为无定形三维网状聚合铝硅酸盐凝胶、钙矾石以及水化硅酸钙(C-S-H)凝胶,该水泥中粉煤灰掺量为65%,28 d抗压强度可达到53.9 MPa,凝结时间和安定性均符合通用硅酸盐水泥现行规范,为粉煤灰的高效利用找到了新途径。

低碱水泥对碱-集料反应的抑制作用

通过对4种不同碱含量的水泥与六种集料进行的碱-集料反应试验，得出水泥碱含量越低，抑制碱-集料反应的能力越强的结论；在工程混凝土中大力推广使用低碱含量水泥，可以减少混凝土中的碱含量，增加外加剂的可选品种和用量，降低碱-集料反应的损害程度。由于所选水泥和集料均为工程常用的品种，该试验具有较大的实用价值。

低水泥高掺量钢渣碱激发混凝土的试验研究

通过改变钢渣粉、矿渣粉等矿物掺合料的比例,研究碱激发大掺量钢渣混凝土的力学性能,并采用X射线衍射和扫描电镜等测试手段对其微结构进行分析。结果表明,激发剂与减水剂、胶凝体系、粗细骨料之间在合理加料、搅拌顺序下,和易性满足要求同时可以制备出钢渣掺量达60%、矿渣掺量为15%、硅灰掺量为5%、水泥掺量仅为20%、强度等级可达C30的混凝土;微观分析表明,优化后的混凝土胶凝体系28 d水化产物结构致密,且孔隙较少,后期强度发展较好。

大体积浇注碱矿渣水泥中低放废液固化研究

用高掺量沸石碱矿渣水泥对模拟中低放废液进行大体积浇注固化,废物包容量(以硝酸盐计)为13 5%,水固比为0 34,水泥浆体具有良好的工作性。在去离子水中,固化体Cs+、Sr2+第42d浸出率(GB7023 86、25℃)为2 5×10-5、1 3×10-6cm·d-1,整个浸出周期累积浸出百分数为0 7%和0 2%;MCC 1P法90℃28dCs+、Sr2+浸出率为3 1×10-4、2 2×10-5g·cm-2·d-1,浸出百分数为3 5%、0 2%;150℃时为5 6×10-4、3 0×10-5g·cm-2·d-1,浸出百分数为6 2%、0 3%,在盐卤溶液中浸出率相差不大,表明固化体能有效地持留Cs+、Sr2+,其他性能均符合大体积浇注的要求。

粉煤灰基地聚水泥的研究

地聚水泥是一种新型的化学激发胶凝材料,在某些工程领域有望取代硅酸盐水泥,极有发展潜力。通过正交试验,在不掺水泥或水泥熟料及石灰的情况下,以原状低钙粉煤灰为原料,在碱性激发剂的作用下,制备了地聚水泥。探讨了碱激发剂种类、粉煤灰种类以及养护制度等因素对制备地聚水泥的影响。

低碱水泥对粉煤灰混凝土开裂敏感性影响研究

荆岳长江公路大桥地处洪涝灾害频发的长江中游地区,具有重要的交通枢纽作用。为保障混凝土的高性能、高耐久性,同时避免碱集料反应破坏、劣化混凝土结构,工程上部结构采用低碱水泥混凝土。本文在比较低碱水泥混凝土的力学、热学性能与普通混凝土规律一致的基础上,通过温度应力试验研究表明,粉煤灰对低碱水泥混凝土开裂敏感性影响与普通混凝土一致,且降低混凝土浇筑温度,更有利于降低低碱水泥混凝土应力积累速率,有利于控制混凝土早期开裂。

非α中低放废液碱激发胶凝材料固化体性能研究

用碱矿渣胶凝材料对模拟中低放废液进行大体积浇注固化 ,废物包容量 (以硝酸盐计 )可达 1 3 .5 % ,水固比为 0 .3 4,水泥浆体具有良好的流动性和工作性 固化体 2 8d抗压强度为 1 0 .5MPa,孔隙率小于 1 0 % ,在去离子水中 ,固化体Cs+ 、Sr2 + 第 42天浸出率 (GB70 2 3 -86,2 5℃ )为2 .5× 1 0 -5、1 .3× 1 0 -6cm·d-1,整个浸出周期累积浸出百分数为 0 .7%和 0 .2 % ;MCC 1P法90℃、2 8dCs+ 、Sr2 + 浸出率为 3 .1× 1 0 -4、2 .2× 1 0 -5g·cm-2 ·d-1,浸出百分数为 3 .5 %、0 .2 % ;1 5 0℃时为 5 .6×1 0 -4、3 .0×1 0 -5g·cm-2 ·d-1,浸出百分数为 6.2 %、0 .3 % ,在盐卤溶液中浸出率相差不大 ,表明固化体能有效地持留Cs+ 、Sr2 + 。

漂珠低密度水泥浆在安棚碱井的应用

安棚区块地层破裂压力低、地层易漏失;碱井矿化度高,矿石易溶蚀,导致井壁存在不同程度的“葫芦串”,井径不规则,固井施工顶替效果差。上部井段采用漂珠低密度水泥浆进行固井施工,下部目的层(碱层段)仍使用常规密度水泥浆。漂珠低密度水泥浆配方为:夹江G级水泥+37.5％漂珠+1.8％KJS-1+1.5％KJS-2+0.2％S501。漂珠水泥浆在高温条件下具有足够的稠化时间和良好的流动性,保证了固井施工安全、顺利。现场应用表明,漂珠低密度水泥浆有效地解决了安棚碱井易漏地层长封固段固井难题,确保了安棚碱井的固井质量。2000年固井4井次,上部漂珠段固井1次合格率为100％,碱层段固井优质率达到100％。

粉煤灰基地聚水泥的研究

地聚水泥是一种新型的化学激发胶凝材料,其制备工艺和原材料以及水化硬化机理等都完全不同于普通硅酸盐水泥,性能及应用领域也远比普通硅酸盐水泥优越,是一种在某些工程领域有望取代硅酸盐水泥的极有发展潜力的化学激发胶凝材料。通过正交试验,在不掺水泥或水泥熟料及石灰的情况下,以原状低钙粉煤灰为原料,在碱性激发剂的作用下,制备了地聚水泥。重点探讨了碱激发剂种类,粉煤灰种类以及养护制度等因素对制备地聚水泥的影响。

低热硅酸盐水泥对大坝混凝土体积稳定性影响试验

为了探讨低热硅酸盐水泥对大坝混凝土体积稳定性的影响,采用SL352—2006《水工混凝土试验规程》规定的试验方法,研究了低热硅酸盐水泥对大坝混凝土体积稳定性的影响。试验结果表明:低热硅酸盐水泥大坝混凝土具有温度变形、收缩变形和碱骨料反应活性膨胀变形较小的特点,与中热硅酸盐水泥相比,低热硅酸盐水泥可以提高大坝混凝土的体积稳定性。

低碱硅酸盐水泥的试制

为生产低碱硅酸盐水泥 ,从分析原、燃料化学成分入手 ,改变原料配比 ,减少页岩用量 ,通过配料计算 ,其生料碱当量不应突破 0 .4%。为解决煅烧困难 ,采取提高烧成温度等适当措施 ,使熟料中铝、铁含量在正常范围内 ,完全满足熟料三个率值的要求。在制备水泥时 ,在熟料中掺加 4%的石灰石 ,抵消了因页岩用量减少导致生产成本的上升。试生产的低碱水泥各项理化指标都达到国标要求 ,其水泥碱当量小于 0 .6%。

不同混合材掺量对低碱水泥适应性的试验研究

对不同种类及掺量的混合材对低碱水泥流动性能进行试验研究,结果为:低碱硅酸盐水泥中掺入矿渣粉、粉煤灰、石灰石等混合材有利于改善浆体流动性能,且双掺效果较单掺好;外加剂掺入量对流动性能的改善随着掺量的增加而增加,但掺入量应适宜、经济;石灰石为非活性混合材,本试验研究结果表明它能显著增大水泥流动性且保持较小的经时损失,但其掺量不宜过大。

新型低碱度水泥速凝剂

用不含K、Na的无机盐或天然矿物,含胺基(-NH_2)或羟基(-OH)的有机物配制出一种低碱水泥速凝剂,可使硅酸盐水泥在 W/C=0.4,12℃条件下初凝时间由396min缩短至1～5min,终凝10～18min.水泥1天抗压提高(145—186)%, 28天强度损失(33～126)% 用水化热、结合水量、XRD等手段研究了速凝剂的促凝作用机理.