超细矿渣粉在水泥颗粒中的密实填充作用

超细矿渣粉可以填充水泥基材料内部孔隙,改善其微观结构和宏观性能。采用微粉堆积密度测定仪法、Puntke饱和点用水量法、LCPC(法国路桥实验中心)最小需水量法、浆体相对密度法、标准稠度需水量比法5种试验方法定量分析了超细矿渣粉掺量对水泥-超细矿渣粉体系堆积密实度的影响,并将这5种试验方法测定的结果与Reschke理论计算值、Andreasen方程-灰色关联分析结果、Aim-Goff模型预测值进行了对比分析。结果表明,采用不同测试或分析方法得到的水泥-超细矿渣粉体系堆积密实度差异较大,但水泥-超细矿粉体系堆积密实度随超细矿渣粉掺量变化的趋势基本一致。浆体相对密度法和标准稠度需水量比法等方法,对胶凝材料体系堆积密实度的变化更为敏感,更适用于表征胶凝材料体系的堆积密实度。Aim-Goff模型预测结果与试验测试结果基本一致,且对堆积密实度的变化也较为敏感,建议采用Aim-Goff模型预测胶凝材料体系堆积密实度的变化规律。     

超细熟料活性效应及充填效应对石灰石硅酸盐水泥性能影响

为提高水泥熟料的有效利用率,降低水泥生产成本,改善石灰石硅酸盐水泥性能。用超细熟料、石灰石粉配制了石灰石硅酸盐水泥,在此基础上,研究了超细熟料充填效应对石灰石硅酸盐水泥堆积密实度、净浆流动性和胶砂强度的影响,以及超细熟料活性效应对胶砂强度和水化产物的影响。结果表明:超细熟料-石灰石粉复合水泥的颗粒充填堆积密实度与净浆流动性有一定的关联性,即堆积密实度越大越能改善净浆流动性;与普通细度水泥熟料对比,超细熟料具有更高的水化活性,提高了复合水泥的抗压、抗折强度,超细熟料掺量为30%时各龄期的活性效应最为理想;超细熟料的填充密实效应提高了复合水泥胶砂强度,当超细熟料掺量为30%时填充效应对强度影响最显著;与普通细度水泥熟料对比,超细熟料中的C_3A与石灰石粉中的CaCO_3反应生成了更多的水化碳铝酸钙。     

水泥复合胶凝材料体系密实填充性能研究

利用密实模型研究了掺超细火山灰质的水泥基三元固体颗粒混合料体系的密实填充性能,并以浆体相对密度为指标,分析了低水胶比条件下火山灰质超细颗粒填充作用对水泥基复合浆体密实性、流动性及胶砂强度的影响,试验结果表明：就提高水泥基颗粒体系的堆积密实度而言,双掺平均粒径相差较大的超细颗粒材料比单掺更效;采用浆体相对密度指标评价超细火山灰质材料对水泥基复全合浆体的密度填充作用是合理且有效的;浆体的流动性及胶砂强度随浆体相对密度的提高而增大;在低水胶比条件下,超细火山灰质材料的密实填充效应更为显著。     

矿渣-水泥胶凝体系颗粒群匹配与其活性的关系研究

将矿渣粉磨后,以不同的比例与一定细度的水泥混合,配成一系列的矿渣-水泥胶凝粉体。以Fuller曲线得到的粉体颗粒群分布作为矿渣-水泥胶凝粉体的最佳紧密堆积颗粒群分布。利用水泥与矿渣激光粒度检测结果来计算矿渣-水泥胶凝粉体的颗粒群分布,运用灰色关联分析方法计算矿渣-水泥胶凝粉体与最紧密颗粒群堆积颗粒群分布的关联度,同时测定不同矿渣掺量下矿渣-水泥胶凝体系的不同龄期的活性指数。结果表明:矿渣-水泥胶凝粉体的实际颗粒群分布与最紧密堆积颗粒群分布关联度最高时,该胶凝体系的28d矿渣活性指数最为理想。     

颗粒级配对高掺量粉煤灰干混砂浆性能影响的研究

依据颗粒紧密堆积理论,一般采用Andreasen方程计算粉体紧密堆积用于表征粉体颗粒的级配作用.通过研究不同粒径粉煤灰对高粉煤灰掺量干混砂浆的性能影响,研究得出:颗粒太细的粉煤灰,会更加偏离原来的紧密堆积状态,不但不能充分发挥其微观填充的补强作用,反而大大降低强度.因此,使用粉煤灰与水泥复合掺配时,特别是高粉煤灰掺量,需要考虑颗粒与颗粒之间的相互补充作用,使胶凝材料的颗粒粒径分布更趋近于紧密堆积,从而提高基体材料的密实度,保持较高干混砂浆性能.     

粉煤灰对水泥-石灰石粉胶凝材料早期开裂抑制的研究

研究了粉煤灰对水泥-石灰石粉胶凝材料早期开裂的抑制作用和粉煤灰掺量与水泥-石灰石粉胶砂开裂指数、开裂龄期的关系。研究结果得出,水泥基胶凝材料早期开裂先增加后减缓,其1 d内开裂发展迅速;随粉煤灰掺量增加,水泥-石灰石粉胶砂产生首条裂缝的时间逐渐推迟,早期裂缝由长变短,由宽变窄,数目逐渐减少。胶砂的开裂指数不断降低,抗开裂性能提高,抑制作用加强。通过Matlab软件三维拟合得到了水泥-石灰石粉胶凝材料中开裂指数、开裂龄期及粉煤灰掺量之间的函数关系式,所得公式与实际情况匹配良好。     

水泥-膨胀剂-磨细矿渣复合胶凝材料膨胀与强度发展的协调性研究

研究了水泥-膨胀剂二元复合胶凝材料和水泥-膨胀剂-磨细矿渣三元复合胶凝材料, 这两种胶凝材料可以用于制备具有良好体积稳定性的高性能膨胀混凝土(HPEC).研究表明, 存在一个最优辅助胶凝材料掺量组合, 在此条件下胶凝材料具有良好的膨胀与强度的协调性, 在水泥-膨胀剂体系中, 膨胀剂的掺量范围在6%～12%, 其中掺6%～8%时用于配制补偿收缩混凝土, 掺8%～12%时用于配制填充性膨胀混凝土.在水泥-膨胀剂-矿渣体系中, 矿渣的掺量范围是20%～40%, 对应膨胀剂的掺量及胶凝材料的适用范围为膨胀剂6%～10%时用于配制补偿收缩混凝土, 掺8%～15%时用于配制填充性膨胀混凝土.矿渣的掺入可以削减由于膨胀剂过量而导致的过高的膨胀率, 从而避免由此造成的膨胀破坏现象.     

水泥-磷石膏基复合胶凝体系早期强度及体积稳定性研究

通过分析养护方法、水泥掺量等工艺参数或方法,研究了磷石膏复合胶凝材料早期强度及在不同环境条件下体积的变化规律。研究结果表明:掺加水泥不能有效提高复合胶凝材料的强度,反而会降低其早期强度;水泥掺量低于5%的水泥-磷石膏基复合胶凝材料在养护过程中呈现收缩性,而水泥掺量高于10%的复合胶凝材料呈现膨胀性,且在14d时收缩率达到最大,此后膨胀率逐渐降低。在湿度较大的养护环境中,水泥-磷石膏复合胶凝材料体积趋于膨胀;而在湿度较低的养护环境中,水泥-磷石膏复合胶凝材料体积趋于收缩。     

超细磷渣粉对水泥性能的影响

为了研究超细磷渣粉对水泥性能的影响,测试了普通磷渣,4 μm、2μm超细磷渣-水泥复合胶凝材料的标准稠度用水量、凝结时间、水化热、胶砂抗压强度.结果 表明:与纯水泥相比,超细磷渣掺入使复合胶凝材料标准稠度用水量增大5.6％～12.6％,凝结时间延长;普通磷渣-水泥复合胶凝材料相比于纯水泥水化速率缓慢,第二水化放热峰时间延迟8.26h;超细磷渣-水泥复合胶凝材料相比于普通磷渣-水泥复合胶凝材料水化放热速率增大,第二水化放热峰提前5.5h,超细磷渣-水泥复合胶凝材料120 h水化放热总量接近纯水泥;超细磷渣-水泥复合胶凝材料3d、7d抗压强度与水泥胶砂强度持平,28 d抗压强度超过水泥胶砂强度.超细化处置可增强磷渣的活性,促进磷渣本身的火山灰反应,提高水泥基材料性能,对实现磷渣的资源化利用具有重要意义.     

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.