矿物外加剂-中热水泥组合胶凝材料的砂浆基本性能对比

为研究不同矿物外加剂与水泥组合胶凝材料的砂浆性能,采用F类II级粉煤灰、天然火山灰、S75级矿渣粉,分别以10%、30%和50%这3种掺量取代中热水泥,形成组合胶凝材料,对其水胶比为0.5的砂浆流动度、凝结时间、抗压强度和胶砂比为1∶3的水化放热量开展试验研究,比较不同组合胶凝材料的砂浆基本性能。结果表明:当取代量为10%~50%时,掺粉煤灰的砂浆流动度增大3.2%~22.5%,初凝时间延迟11.2%~20.4%、终凝时间延迟13.3%~43.5%,7d水化放热量降低7.4%~39.7%;掺天然火山灰的砂浆流动度减小3.2%~21.9%,初凝时间提前8.4%~24.6%、终凝时间提前5.3%~20.0%,7 d水化放热量下降2.9%~25.4%;掺矿渣粉的砂浆流动度减小1.1%~6.4%,初凝时间推迟8.4%~28.8%、终凝时间推迟9.6%~25.1%,7 d水化放热量减少4.8%~30.1%。在掺量为10%时,掺粉煤灰的90 d龄期胶砂抗压强度与纯水泥的接近,掺矿渣粉的28 d和90 d龄期抗压强度较纯水泥分别提高1.6%和2.4%,而在其它掺量及龄期时,3种组合胶凝材料的胶砂抗压强度均表现为下降,并随掺量增加强度递减。研究结论可为混凝土工程胶凝材料体系的选择提供参考。

凝灰岩粉-中热水泥复合胶凝材料水化动力学特性研究

天然火山灰质凝灰岩有作为混凝土掺合料应用于西部地区水电工程建设的前景。采用等温微量热技术和Krstulovic-Dabic模型,研究了凝灰岩粉-中热水泥复合胶凝体系的水化放热特性和动力学过程。结果表明:凝灰岩粉能够减少复合胶凝材料的水化热,降低水化放热峰的峰值速率,并延缓水化放热峰的出现时间;Krstulovic-Dabic模型可较好的表征凝灰岩粉掺量不超过30%、比表面积不超过800 m^(2)/kg的复合胶凝材料水化过程;复合胶凝材料水化过程包含3个阶段(结晶成核(NG)、相边界反应(I)和扩散(D))。但各阶段的水化速率随凝灰岩粉掺量的增加而降低;随凝灰岩粉比表面积的增加而增大。同时,提高凝灰岩粉掺量、增大凝灰岩粉比表面积可使复合胶凝材料水化有从NG→I→D向NG→D转变的趋势。

两种低热与中热硅酸盐水泥混凝土热力学特性对比分析

结合白鹤滩水电站大坝主体混凝土,全面对比了2种低热与中热硅酸盐水泥混凝土的抗压强度、干缩率、自生体积变形和绝热温升等热、力学特性。研究结果表明:采用相同水胶比和粉煤灰掺量时,低热硅酸盐水泥混凝土的7,28 d龄期抗压强度、劈拉强度、极限拉伸值、抗压弹模均低于中热硅酸盐水泥混凝土,90 d龄期时2种水泥混凝土的强度基本相当,180 d龄期时低热硅酸盐水泥混凝土超过中热硅酸盐水泥混凝土;2种水泥混凝土的干缩率较接近,低热硅酸盐水泥混凝土的28 d绝热温升比中热硅酸盐水泥混凝土低2. 0～3. 5℃,2种水泥混凝土的自生体积变形均表现为微膨胀。综合比较认为,该低热硅酸盐水泥混凝土的抗裂性能优于中热硅酸盐水泥混凝土。

基于变长度单元的水泥熟料渗流换热模型研究

堆积状态下水泥熟料的多孔质特性使得传统的气固交叉换热理论和对流换热理论难以揭示堆积体内部的换热规律。虽然渗流换热理论的引入使得堆积体换热计算结果更加接近实际,但计算过程大多忽略流体的物性变化,且计算较为复杂。本文运用拉格朗日观点和欧拉观点对高温水泥熟料堆积体的换热过程进行了分析,将真实气体状态方程引入渗流理论并结合局部热不平衡理论,建立了熟料变长度单元渗流换热数学模型,利用解析法和数值法对该模型进行求解,得到了熟料层内部流体温度和压力以及熟料温度的变化规律,研究结果为高温水泥熟料通风方案的优化提供了理论参考。

微膨胀型中热水泥在三峡二阶段工程砼中的应用

三峡二阶段工程控制砼用水泥的MgO量为3.5％～5.0％,使砼具有自生体积微膨胀性质,以补偿砼硬化过程中的收缩应力,提高砼抗裂性。试样抽检和观测表明:用MgO量为3.5％～5.0％的微膨胀中热水泥配制砼,具有微膨胀性,最大膨胀量约55μm;一般半年至1年变形趋于稳定。2000年底对大坝砼裂缝调查统计是:无贯穿性裂缝,二类裂缝数为0.171条/万m3、三类裂缝数为0.048条/万m3,均低于三峡工程砼控制二类、三类裂缝数量≤0.5条/万m3要求,为确保三峡工程砼耐久性奠定了基础。

水工碾压混凝土的胶凝材料研究(Ⅱ)

碾压混凝土多采用粉煤灰作掺合料,而且有愈掺愈多的趋势。通过系统的试验研究,认为用粉煤灰取代中热硅酸盐水泥以不超过50%为宜;取代低热矿渣硅酸盐水泥则不宜超过40%。但如果要配制成既含有较多熟料,又掺有较大量的粉煤灰,各方面性能都较好的胶凝材料则以采用熟料:矿渣:粉煤灰分别为50:10:40和40:20:40两组配比方案较为合适。

水化温升抑制剂对中热水泥水化的影响研究

试验研究了水化温升抑制剂对中热水泥水化的影响,并从水泥水化热、放热速率、力学性能、混凝土自生体积变形等方面进行分析。结果表明,水化温升抑制剂能明显降低中热水泥水化热及放热速率,对中热水泥砂浆早期强度影响较大,90 d强度影响较小,而对中热水泥混凝土自生体积变形基本无影响。可见,水化温升抑制剂有利于降低混凝土里表温差和最大温升,提高混凝土抗裂性能,特别适用于设计龄期较长的水工大体积混凝土。

偏高岭土对中热和低热硅酸盐水泥性能影响

在保持优异耐久性前提下提高中、低热硅酸盐水泥早期力学性能,对于其在建筑工程中的更广泛应用意义重大。本文以高活性偏高岭土(MK)为辅助性胶凝材料,研究了其替代性掺入对中、低热硅酸盐水泥水化、力学性能和干燥收缩的影响。研究结果表明:MK在水泥水化早期即可发生火山灰反应,从而促进水泥熟料矿物早期水化,缩短中、低热硅酸盐水泥水化诱导期和提前水化加速期。由于MK火山灰反应对熟料矿物水化反应的部分替代,掺MK中、低热硅酸盐水泥7 d累积水化热有一定降低。MK的掺入提高了中热硅酸盐水泥早期抗压强度,但对低热硅酸盐水泥早期力学性能影响不大;MK的掺入对中、低热硅酸盐水泥长龄期抗压强度增长更为有利。MK可进一步降低中、低热硅酸盐水泥干燥收缩,这主要是由于MK的持续火山灰反应大幅细化了水泥石孔结构,降低了体系总孔隙率。

中热及低热水泥配制超高性能混凝土的研究

分别采用低热水泥、中热水泥、普硅水泥及大掺量矿物掺合料配制超高性能混凝土(UHPC),研究了UHPC力学性能、体积稳定性及热学性能的变化。结果表明:普硅水泥配制的UHPC力学性能最好,采用中热、低热水泥或增加矿物掺合料掺量均会使混凝土的抗压及劈裂抗拉强度降低;中热、低热水泥可以减小UHPC的自收缩,增大干燥收缩,但UHPC自收缩和干燥收缩的收缩总量减小,且低热水泥的降低效果优于中热水泥,相较于普硅水泥,低热水泥配制的UHPC总收缩量减小了33%;中热、低热水泥配制UHPC可以降低混凝土的水化速率,同时延缓到达最大水化速率的时间;单纯采用低热水泥降低UHPC绝热温升效果有限,混凝土中心温度与普硅水泥配制的UHPC相差不大。

高效抗裂剂在中热水泥混凝土中的应用

对比分析了中热水泥与普通硅酸盐水泥、基准水泥的水化热,研究了高效抗裂剂对中热水泥水化及中热水泥混凝土力学性能、体积稳定性等的影响规律。结果表明,抗裂剂能降低中热水泥的水化放热速率和早期放热量,对中热水泥混凝土的抗压强度,尤其是后期抗压强度的影响较小,同时能够提高其体积稳定性,并降低其7 d绝热温升值,有利于中热混凝土的抗裂。可为相关工程提高混凝土抗裂性提供参考依据。

5000t/d级水泥窑低温余热利用方式对比研究

为了更有效利用低温余热以降低水泥窑能耗,对5000t/d级新型干法水泥窑低温余热发电的利用方式进行探讨。以生产过程中从窑头冷却机和窑尾预热器抽出的废气为热源,建立单压、双压、闪蒸循环系统模型,采用遗传算法优化出各循环的热力特性参数,改进双压系统结构,并对单压、双压与闪蒸系统各自的优缺点进行比较,分析结果表明:改进双压循环系统输出功率最高,但闪蒸循环系统,结构简单、运行方式灵活,两者都有广泛应用价值。

水泥熟料堆积体渗流换热的管道等效模型研究

本文将管道流动换热理论与多孔介质达西渗流理论结合,建立了具有多孔介质特性的熟料颗粒堆积体渗流换热的等效管道换热物理模型,推导了熟料颗粒堆积体的多孔介质参数与等效管道参数的对应关系,并通过数值仿真计算,给出了等效管道模型的管直径、管内气体流速、管数量随熟料颗粒直径与熟料单元体孔隙率的变化曲线,为堆积颗粒多孔介质的简化提供了理论方法与等效数据。

中热筑坝水泥在丰满重建工程中的应用

丰满重建工程地处我国寒冷地区,季节性温差及昼夜温差均较大,为防止混凝土施工产生温升裂缝,对大坝专用P.MH42.5水泥在国标基础上提出内控指标要求。从水泥的生产到进场质量检测提出了精细化管理要求。混凝土长龄期性能施工质量检测数据显示,丰满重建工程大坝混凝土具有生产波动小、低水化热、抗拉强度高、抗压强度稳定且长龄期增长等特点。

水泥品种对混凝土抗冻性能影响的试验研究

混凝土的抗冻性能是评价混凝土耐久性的指标之一。通过试验研究知,在其它原材料一定的条件下,不同的水泥品种对混凝土的抗冻性能影响不同。故水工建筑物应根据混凝土的抗冻性能要求和经济性来选择水泥品种。