矿物掺合料对蒸养高强浆体抗压强度及孔结构的影响

为明确胶凝组分对蒸养混凝土性能与孔结构的影响规律,以铁路预制预应力梁、轨道板用典型蒸养混凝土配比及其生产工艺为基础,研究了粉煤灰、矿渣、硅灰及石灰石粉等矿物掺合料对蒸养水泥浆体抗压强度、孔结构的影响,采用胶凝系数指标分析了蒸养条件下不同掺合料的强度贡献以及蒸养浆体抗压强度与孔隙率之间的关系。结果表明:分别掺上述矿物掺合料蒸养浆体28 d龄期后的强度均低于基准试样;本蒸养条件并没有促进粉煤灰火山灰活性的提早发挥,其3、28 d龄期下的胶凝系数较小且两者基本相同,仅约为90 d龄期胶凝系数的20%;而矿渣、硅灰、石灰石粉3 d龄期的胶凝系数显著大于其后期的胶凝系数;随各矿物掺合料的掺入,蒸养浆体28 d龄期、90 d龄期的总孔隙率呈现增加趋势;孔径大于20 nm的较大孔隙对蒸养浆体抗压强度的不利影响要大于孔径小的孔隙。     

大掺量超细矿渣粉水泥基胶凝材料的性能与结构及磷石膏的影响

研究了用50%～80%(质量分数,下同)超细矿渣粉和20%～50%的P·Ⅱ42.5水泥配合的胶凝材料的性能及添加磷石膏对其性能的影响.结果表明:用50%～80%超细矿渣粉等量取代水泥,对水泥的凝结时间影响不大,但会较大幅度降低其3 d和7 d的抗压强度和抗折强度:而超细矿渣粉的取代量为50%～60%时,胶凝材料的28d强度与硅酸盐水泥持平甚至超过后者,并可减小胶凝材料的早期收缩:掺加超细矿渣粉量的2%～3%的磷石膏可以较大幅度提高大掺量超细矿渣粉胶凝材料的早期强度,而对其后期强度和干缩性能无不利影响,对大掺量超细矿渣粉胶凝材料硬化后期浆体水化产物和结构也无显著影响.     

碱矿渣水泥的激发性能与热激发工艺

研究了碱矿渣水泥钠水玻璃复合激发剂中水玻璃掺量对碱矿渣水泥性能的影响,在降低水玻璃掺量的同时,通过蒸养手段,对碱矿渣水泥实施了"热激发".结果表明:其硬化体12h的强度已接近28d强度,较之常温养护,硬化体碳化明显减少.通过不同蒸养制度的对比,得出"3 6 3;80℃"蒸养制度是适宜的热激发工艺;通过对常温养护与蒸养试样的XRD、SEM分析,表明蒸养后碱矿渣浆体中的水化物种类与常温下的相同,主要为C-S-H凝胶,但结晶度变差.     

不同矿物掺合料对蒸养水泥水化产物与力学性能的影响

为探讨矿物掺合料对预制装配式混凝土水化产物与力学性能的影响,采用20％的镍铁渣粉、锂渣粉、钢渣粉与矿渣粉分别取代水泥,在早期80℃蒸养7h条件下制备了水泥净浆与砂浆,对比研究了镍铁渣粉、锂渣粉、钢渣粉与矿渣粉对7h和28 d龄期蒸养水泥水化产物和力学性能的影响.结果 表明:除了C-S-H与Ca(OH)2外,7h蒸养水泥的水化产物主要为AFm与Ca4Al2O6(CO3)0.5(OH)·11.5H2O,28 d蒸养水泥的水化产物主要为Ca4Al2O6(CO3)0.5(OH)·11.5H2O和Ca4Al2O6(CO3)·11H2O,矿物掺合料对蒸养水泥水化产物种类影响较小;掺镍铁渣粉、锂渣粉、钢渣粉、矿渣粉后,7h蒸养水泥的化学结合水含量分别达到了纯水泥的93.27％、102.22％、90.24％、102.22％,28 d蒸养水泥的化学结合水含量分别达到了纯水泥的93.76％、95.08％、86.27％、95.68％,掺锂渣粉与矿渣粉可以显著提高7h蒸养水泥的水化程度,掺钢渣粉的效果最差;此外,掺锂渣粉、钢渣粉、矿渣粉改变了蒸养7h水泥浆体C-S-H的形貌,除了纤维状C-S-H外,掺锂渣粉水泥浆体中还有蜂窝状C-S-H形成,掺钢渣粉水泥浆体与掺矿渣粉水泥浆体中还有球形与薄片状C-S-H形成;掺锂渣粉可以提高早期80℃蒸养7h水泥胶砂的抗压与抗折强度,但四种矿物掺合料均不能改善28 d蒸养水泥胶砂的力学性能.     

矿物掺合料对蒸养水泥净浆性能的影响

研究了蒸养条件下粉煤灰、矿渣的掺量对水泥净浆化学结合水量和抗压强度的影响,揭示了矿物掺合料对蒸养水泥净浆水化性能和力学性能的影响。试验结果表明,与标准养护相比,蒸汽养护更有利于激发粉煤灰和矿渣的火山灰活性,促进水泥的早期水化,提高水泥浆体的早期强度;但无论是蒸汽养护还是标准养护,随着矿物掺合料掺量的增加,复合胶凝材料的水化性能和力学性能明显减弱,因此矿物掺合料掺量不宜太大。     

矿物掺合料对蒸养水泥净浆性能的影响研究

试验研究了蒸养条件下粉煤灰、矿渣的掺量对水泥净浆化学结合水量和抗压强度的影响,揭示了矿物掺合料对蒸养水泥净浆水化性能和力学性能的影响。试验结果表明,与标准养护相比,蒸汽养护更有利于激发粉煤灰和矿渣的火山灰活性,促进水泥的早期水化,提高水泥浆体的早期强度;但无论是蒸汽养护还是标准养护,随着矿物掺合料掺量的增加,复合胶凝材料的水化性能和力学性能明显减弱,因此矿物掺合料掺量不宜太大。     

脱硫石膏在水泥-粉煤灰-矿渣粉复合胶凝体系普通干混砂浆中的应用研究

本文针对水泥-粉煤灰-矿渣粉复合胶凝体系配制的干混砂浆早期和后期强度较低的难题,选取粉煤灰、矿渣粉两者单掺或复掺取代水泥率为70%的复合胶凝体系,研究脱硫石膏(FGD)对该体系活性的改进效果.结果表明:掺加一定量的FGD对水泥-粉煤灰-矿渣粉复合胶凝体系活性的改进效果明显,能明显提高该体系的早期和后期抗压强度和拉伸粘结强度,且能使胶凝体系的收缩降低10%以上;通过XRD和SEM、孔结构微观分析表明:FGD对粉煤灰或矿渣粉起到了硫酸盐和碱性激发的双重作用,且对水泥水化也有一定的促进作用,胶凝体系水化产物改善了浆体内部结构,使浆体中空隙大大降低.     

不同矿物掺合料在复合胶凝材料中水化特性的对比研究

通过强度、X射线衍射(XRD)、差热-热重(DTA-TG)及扫描电镜(SEM)测试,对比研究了玻璃粉、石灰石粉和钢渣粉在水泥基材料中的水化特性.结果表明:养护早期,钢渣粉、石灰石及玻璃粉在胶凝体系中主要作为惰性材料起到填充作用,单掺15％的石灰石粉和钢渣粉能促进胶凝体系早期强度增长.养护至90 d时,由于掺合料的二次水化作用,复合胶凝体系的强度增长率高于纯水泥样;石灰石粉能与熟料中的铝相发生水化反应生成单碳水化碳铝酸钙;钢渣粉胶凝体系内,除了水泥水化继续生成的氢氧化钙之外,钢渣粉中的活性物质如C2S和C3S后期水化也能生成氢氧化钙,使得体系内氢氧化钙含量随龄期增加而增加;玻璃粉在养护后期能与氢氧化钙发生火山灰反应,且玻璃粉火山灰反应消耗的氢氧化钙量大于水泥水化的氢氧化钙量,导致玻璃粉体系内氢氧化钙含量随龄期增加而降低.     

养护条件对钢渣粉水化性能的影响

以磨细钢渣粉(SS)作辅助胶凝材料,研究不同养护条件下掺钢渣粉水泥的强度,并将之与砂粉(SP)对比.测试其在碱溶液作用下活性硅的溶出量、与饱和氢氧化钙溶液反应程度以及显微结构,探讨不同养护条件对钢渣粉水化性能的影响.结果表明:在常温水养条件,在同等掺量条件下,掺钢渣粉水泥3d、7d、28 d强度均较砂粉水泥强度高,钢渣粉早期水化活性较砂粉高.80℃水热养护至相同龄期,在同等掺量条件下,掺钢渣粉水泥强度均较掺砂粉水泥要高.与常温条件相比,80℃水热条件下钢渣粉消耗的Ca(OH)2量明显增加,生成的水化产物也较多,水化反应程度较砂粉高.水热条件有利于激发钢渣粉活性,提高其水化反应程度,增加试样强度.     

矿渣混合水泥中初始氧化钙含量与砂浆溶蚀质量损失的关系

研究了2个预养护龄期(28和180 d)的硅酸盐水泥和3个矿渣粉掺量(50%、70%和90%)的混合水泥砂浆在加速溶蚀142 d内的溶蚀质量损失规律,分析了硅酸盐水泥和混合水泥初始CaO含量、浆体中氢氧化钙(CH)含量和水化程度,基于浆体中CH含量与水泥初始CaO含量,以及溶蚀质量损失之间的关系,探讨了水泥初始CaO含量与砂浆溶蚀质量损失之间的关联性,并阐述了水泥浆体水化程度对此关联性的影响。结果表明:在溶蚀过程中,2个预养护龄期下的砂浆溶蚀质量损失均随溶蚀时间的增加而增加(84 d后增加缓慢);随矿渣粉掺量的增加而不断减少,即矿渣粉可明显改善硅酸盐水泥的抗溶蚀性能,究其根本在于矿渣粉降低了水泥浆体的CH含量和水化程度。溶蚀84 d的质量损失与浆体中CH含量(0值除外)和水化程度(不掺矿渣粉的除外)呈线性关系,分别为y=0.207 5x–0.015 7,y=0.029 6x–0.125 4。溶蚀84 d的质量损失与水泥初始CaO含量呈对数关系:预养护28 d时回归方程为y=6.059ln(x)–22.164,预养护180 d时回归方程为y=7.612 3ln(x)–27.656,据此可初步判断水泥砂浆抗溶蚀性能。