复合石灰石粉-粉煤灰-矿渣混凝土抗冻融性能研究

为探究复合石灰石粉-粉煤灰-矿渣混凝土的抗冻融性能，对三种胶凝材料体系的混凝土，在四种不同水胶比下，进行快速冻融试验与压汞试验。从外观损伤、质量损失、相对动弹性模量及孔隙结构等方面研究其抗冻融性能退化规律。结果表明：在相同条件下，适当降低水胶比可以提高混凝土的抗冻融性能；与普通混凝土相比，由石灰石粉、矿渣和粉煤灰等矿物掺合料与水泥组成的复合胶凝材料体系，提高了混凝土抗冻融性能；因矿渣活性高于粉煤灰，“20%(质量分数，下同)石灰石粉+15%粉煤灰+15%矿渣”混凝土抗冻融性能弱于“20%石灰石粉+30%矿渣”混凝土；矿物掺合料能细化混凝土孔径，提升抗冻融性能。通过理论分析与试验数据回归，建立了不同胶凝材料体系下复合石灰石粉-粉煤灰-矿渣混凝土冻融损伤模型。     

辅助胶凝材料及保水型外加剂对砂浆性能的影响

研究了辅助胶凝材料粉煤灰、磨细矿渣对砂浆保水性和抗压强度的影响,再将粉煤灰与磨细矿渣以不同比例复配掺入砂浆中,研究水泥-粉煤灰-矿渣复合胶凝体系对砂浆保水性和强度的影响.结果表明,粉煤灰对砂浆保水性贡献大,对强度贡献小,与矿渣相反,综合保水率和强度两方面因素,应对砂浆进行水泥-粉煤灰-矿渣复合配伍,但3种情况下砂浆的保水性均不能达到国家标准要求.基于以上结果,研究了保水型矿物外加剂石灰石粉和化学外加剂纤维素醚对纯水泥砂浆保水性和强度的影响.结果表明石粉能大幅改善砂浆的保水性,但对工作性造成不利影响,纤维素醚在改善保水性的同时降低强度.基于以上研究,将石粉和纤维素醚复掺到水泥-粉煤灰-矿渣复合胶凝体系的砂浆中,结果表明砂浆在牺牲小部分强度下可获得保水率的大幅提升.     

石灰石粉和粉煤灰对复合胶凝材料性能的影响

研究了石灰石粉和粉煤灰对复合胶凝材料性能的影响。试验结果表明,石灰石粉具有比粉煤灰更好的减水效应;在石灰石粉-粉煤灰-水泥三元复合胶凝材料中,石灰石粉和粉煤灰掺量相同时,其复合胶凝材料的早期强度比粉煤灰高,而后期更低,但两者复合时,强度仍更高。     

粉煤灰对脱硫石膏-矿渣-粉煤灰复合胶凝材料力学性能的影响

通过研究粉煤灰自身在硫酸盐和石灰双重激发下产生的活性、粉煤灰的碱性以及颗粒Zeta（电位）等,分析不同粉煤灰对脱硫石膏-矿渣-粉煤灰复合胶凝材料力学性能的影响。结果表明,粉煤灰的种类对复合胶凝材料的力学性能影响很大,粉煤灰本身活性的差异不是造成这种影响的主要原因,其主要原因是粉煤灰对矿渣粉的激发程度。粉煤灰的碱性对矿渣粉的激发影响很大,对于普通含钙粉煤灰,碱性越强,激发越好,复合胶凝材料力学性能越好。矿渣粉颗粒的Zeta电位为负,因此粉煤灰颗粒表面的正电荷密度过高,不利于矿渣粉活性的激发。     

活性与惰性掺合料对复合胶凝材料水化性能的影响

采用ESEM、MIP、XRD及SEM等测试技术研究活性(粉煤灰)和惰性(石灰石粉)掺合料对复合胶凝材料强度、孔结构及水化产物等的影响,以此揭示水泥-粉煤灰-石灰石粉胶凝材料体系的水化特性。结果表明:石灰石粉和粉煤灰复掺具有比粉煤灰更好的减水效应,复合胶凝材料的强度也比单掺粉煤灰高;石灰石粉和粉煤灰复掺时,能够很好地填充熟料颗粒间的孔隙,显著改善孔结构,降低孔隙率,使孔隙结构得到细化;石灰石粉在复合胶凝材料中后期水化明显,生成水化碳铝酸钙;SEM照片也证实了石灰石粉水化活性以及对孔结构的改善作用。石灰石粉和粉煤灰复掺能优化复合胶凝材料体系,提高材料的水化性能。     

减水剂与石灰石粉复合胶凝材料的适应性研究

针对石灰石粉在掺合料混凝土中的应用所产生的外加剂与胶凝体系的适应性问题,采用饱和点和流动度的方法比较了减水剂与不同复合胶凝材料(石灰石粉-粉煤灰、石灰石粉-矿渣、石灰石粉-硅灰)的适应性影响规律.试验结果表明:不同复合胶凝材料组成的适应性存在显著差异,石灰石粉的掺入能够降低聚羧酸高效减水剂的饱和点;粉煤灰和矿渣的掺入对改善聚羧酸高效减水剂与石灰石粉-水泥胶凝体系的适应性有利;硅灰的掺入使得聚羧酸高效减水剂与石灰石粉-水泥胶凝体系的适应性变差;石灰石粉-粉煤灰的掺入,混凝土的早期强度降低,但是混凝土的后期强度得到提高.     

不同复合矿物掺合料对混凝土长期性能的影响差异

本实验将矿渣、粉煤灰、钢渣、石灰石粉复合组成6种复合矿物掺合料,研究加入复合矿物掺合料混凝土的后期抗压强度、劈裂抗拉强度和抗氯离子渗透性,分析不同复合矿物掺合料对混凝土长期性能的影响差异.研究结果表明:矿渣与粉煤灰、钢渣、石灰石粉复合使用可以提高混凝土后期力学性能和抗氯离子渗透性,粉煤灰与钢渣、石灰石粉复合使用可以提高混凝土720 d抗氯离子渗透性,钢渣石灰石复合使用对混凝土长期性能有着不利影响,矿渣与粉煤灰复合使用对混凝土长期性能提高最明显.     

粉煤灰海工高性能混凝土的应用研究

针对粒化高炉矿渣粉和硅灰存在的缺陷。研究采用粉煤灰替代粒化高炉矿渣粉配制混凝土,进而观察其力学性能、抗氯离子渗透性以及胶凝材料的水化热。研究结果表明,所配制的混凝土能满足海工高性能混凝土高耐久性的需要,粉煤灰替代粒化高炉矿渣粉胶凝材料具有较低的水化热,有利于大体积混凝土的施工。     

二水石膏对海工高性能复合胶凝材料性能的影响

为满足海洋工程混凝土结构的耐久性和施工等方面的需求，需采用复合胶凝材料配制海工高性能混凝土。采用硅酸盐水泥＋粒化高炉矿渣粉＋硅灰制成复合胶凝材料，与普通硅酸盐水泥进行性能比较研究，并重点研究了二水石膏（即三氧化硫含量）对复合胶凝材料性能的影响。研究结果表明，三氧化硫含量对复合胶凝材料的工作性和凝结时间的影响不大，但对其强度和反应抗氯离子渗透性的电量产生显著影响，三氧化硫含量高的复合胶凝材料具有较高的早期强度和良好的抗氯离子渗透性能。     

低品质粉煤灰复合胶凝材料在混凝土中的应用研究

采用由改性低品质粉煤灰制备的复合胶凝材料配制混凝土,与普通硅酸盐水泥对比研究其对混凝土新拌性能、力学性能和耐久性能的影响。结果表明,粉煤灰复合胶凝材料混凝土具有更好的流动性能,良好的早期及后期力学性能,同时粉煤灰复合胶凝材料混凝土具有与普通硅酸盐水泥混凝土相当的早期抗裂、抗冻、抗氯离子渗透和抗硫酸盐性能,可满足工程应用需求。     

养护制度对高强混凝土强度发展规律的影响

对比研究了标准养护(20℃、相对湿度≥90%)、高温养护(50℃)以及温度匹配养护对高强混凝土的抗压强度发展规律的影响。结果表明:提高养护温度到50℃以上可显著激发水泥–磨细矿渣粉和水泥–粉煤灰–硅灰复合胶凝材料的反应活性,复合胶凝材料混凝土的3 d强度提高1倍以上,并使其后期强度持续增长,但对纯水泥混凝土的后期强度发展有抑制作用;当胶凝材料处于结晶成核与晶体生长或相边界反应阶段时,混凝土强度随之明显增长,当水化反应进入扩散控制阶段时,混凝土强度增长幅度减小,各种混凝土之间的差别也变小;无论何种养护条件,用水泥–粉煤灰–硅灰复合胶凝材料配制的混凝土都具有最高的强度和最好的抗氯离子渗透性能,适合配制高强混凝土。采用标准条件养护的试件进行强度测定,基本能反映实体结构内部混凝土长龄期的状态。     

高性能轻集料混凝土抗氯离子渗透性能研究

采用ASTM C1202的快速试验方法-直流电量法研究胶凝材料用量、砂率、矿物掺合科和引气剂对高性能轻集料混凝土抗氯离子渗透性能的影响.试验结果表明:胶凝材料用量、砂率和引气剂掺量存在一个最优值,使轻集料混凝土的抗氯离子渗透性能较好且经济合理;单掺粉煤灰能有效提高轻集料混凝土的抗氯离子渗透性能,且随着粉煤灰掺量的增加,抗渗性能不断提高;粉煤灰与矿渣复合双掺可以综合发挥密实填充效应和火山灰效应,对高性能轻集料混凝土抗氯离子渗透性能的提高,效果更为显著.     

水泥-钢铁渣粉-粉煤灰复合胶凝体系对混凝土性能的影响

对水泥-钢铁渣粉-粉煤灰复合胶凝体系最佳配比进行了研究,得出最优配合比,同时研究了在C20~C60强度等级混凝土中,钢铁渣粉等量取代矿渣粉对混凝土工作性能和力学性能的影响,并对C35和C50混凝土的电通量和耐磨度进行了测试。结果表明,水泥-钢铁渣粉-粉煤灰复合胶凝体系的最佳配比为水泥60%、粉煤灰15%、G95钢铁渣粉25%;与掺矿渣粉拌制混凝土相比,掺钢铁渣粉拌制混凝土可以获得更好的抗氯离子侵蚀性和耐磨性。这为钢铁渣粉在混凝土中等量替代矿渣粉的应用思路提供了依据。     

矿物掺合料对混凝土中氯离子渗透性的影响

采用可蒸发水含量法、氯离子渗透快速实验法,研究了粉煤灰、硅灰、粉煤灰与硅灰复合掺入及不同龄期等条件制备的混凝土的孔结构、结合氯离子性能及渗透性的变化规律,探讨了掺粉煤灰、硅灰混凝土的孔结构、结合氯离子性能对其氯离子渗透性的影响.结果表明:粉煤灰、硅灰对混凝土的孔结构、结合氯离子性能及氯离子渗透性均存在不同程度的影响.对于掺粉煤灰、硅灰的混凝土,在胶凝材料水化前期,主要是混凝土的孔结构变化引起其6h库仑电量下降;而在胶凝材料水化中后期,主要是混凝土孔结构变化与混凝土对氯离子的结合共同作用导致其6h库仑电量降低.混凝土的孔结构改善及其对氯离子的结合是导致混凝土中氯离子渗透性降低的重要原因.     

石灰石粉和粉煤灰对混凝土强度和耐久性的影响

采用少量熟料与超细石灰石粉和劣质粉煤灰复合制备混凝土,并研究了石灰石粉和粉煤灰对混凝土的强度和耐久性的影响。研究表明:用少量熟料与超细石灰石粉和劣质粉煤灰复合能够制备出中低强度等级的混凝土,并且混凝土的强度随着龄期不断增长。当混合材料(包括石灰石粉和粉煤灰)掺量为60%时,石灰石粉和粉煤灰比例为8:2试样的180d抗压强度最大,超过50MPa;当混合材料料掺量为70%时,石灰石粉和粉煤灰比例为7:3的试样的180d抗压强度最高,超过了40MPa。混凝土的抗碳化性均较好,除了混合材掺量为80%的复合胶凝材料制备的混凝土的抗冻性和抗氯离子渗透性较差外,其他试样均较好;混凝土经过180d养护后的抗氯离子渗透能力均得到显著增强。     

矿渣及脱硫石膏-粉煤灰复合胶凝材料的试验研究

研究了不同的煅烧温度及保温时间对脱硫石膏-粉煤灰新型复合胶凝体系抗压强度的影响.在此基础上引入矿渣,研究矿渣及其掺量时脱硫石膏-粉煤灰复合胶凝体系的影响,并通过掺加矿物激发剂和化学激发剂对其改性.对较优配比的复合胶凝材料进行XRD与SEM研究,分析了其水化产物的成分与形貌.最后,对复合胶凝材料的基本性能进行检测.结果显示,适当的脱硫石膏的煅烧温度与保温时间、适宜掺量的矿渣、矿物激发剂与化学激发剂均能提高复合胶凝体系的强度;经改性的复合胶凝材料具有较好的性能.     

等28d抗压强度条件下粉煤灰和矿渣对C50混凝土后期性能的影响

在28 d抗压强度相近的前提下,制备了纯水泥混凝土、大掺量粉煤灰混凝土、大掺量矿渣混凝土,测定了不同混凝土的后期抗压强度、抗氯离子渗透性,以及胶凝材料的化学结合水、硬化浆体中的Ca(OH)2含量.结果表明:含大掺量矿物掺合料的混凝土的后期强度和抗氯离子渗透性均明显高于纯水泥混凝土;大掺量矿渣混凝土的后期强度高于同掺量的大掺量粉煤灰混凝土;复合胶凝材料的后期水化程度增长率明显高于纯水泥;复合胶凝材料硬化浆体中后期Ca(OH)2含量明显低于纯水泥硬化浆体.     

掺矿渣粉、粉煤灰对水泥水化热的影响

通过矿渣粉、粉煤灰及双掺矿渣粉和粉煤灰不同掺量对胶凝材料水化热性能影响的试验研究，得出矿渣粉、粉煤灰也有水化热，但其水化热比水泥水化热要低，用矿渣粉、粉煤灰等量取代部分水泥，胶凝材料的水化热就会降低。但降低的幅度不完全与矿渣粉、粉煤灰的掺量成比例。单从降低胶凝材料水化热的角度而言，掺粉煤灰的效果最好，掺矿渣微粉次之，矿渣微粉与粉煤灰联合掺用效果最差。     

蒸养条件下复合胶凝材料水化过程(英文)

复合胶凝材料水化性能在蒸汽养护及标准养护下有很大差异。通过水化程度、水化产物分析,研究了养护条件及胶凝材料组成对大掺量粉煤灰和磨细矿渣粉矿物掺合料复合胶凝材料体系水化性能的影响。采用化学结合水法、氢氧化钙法及X射线衍射法对复合胶凝材料的水化程度和水化产物进行了表征。结果表明:蒸汽养护条件加速了复合胶凝材料的早期水化,在蒸养阶段更为明显;化学结合水法和氢氧化钙法均能表征胶凝材料的水化程度,当采用氢氧化钙法时,应考虑掺合料火山灰反应影响;蒸汽养护条件下,复合胶凝材料的水化产物种类不变,但水化产物含量增多。     

矿物掺合料混凝土输水箱涵对水质影响

研究了粉煤灰、磨细矿渣、粉煤灰与磨细矿渣混掺、低碱普通硅酸盐水泥和抗硫酸盐硅酸盐水泥几种胶凝材料对水质的影响。结果表明在混凝土输水箱涵中使用矿物掺合料不会对水质产生不良影响。