早强剂复配和砂的级配对超早强灌浆料性能影响

目的探讨硫酸钠、三乙醇胺和早强组分A复合对超早强灌浆料终凝时间、抗折强度和抗压强度等性能与结构的影响.为实际工程中的应用提供理论依据.方法对石英砂的级配进行了较系统的研究.采用行星式搅拌机将原材料搅拌均匀,用贯入阻力法测定凝结时间,用水泥压力试验机测试力学强度,用电子显微镜分析砂胶比1.0的微观结构.结果单掺0.05%三乙醇胺,0.8%硫酸钠或0.1%早强组分A,超早强灌浆料的各项指标基本满足要求.将硫酸钠、三乙醇胺和早强组分A按合理比例复合;石英砂的最佳质量级配为5∶5∶2,且砂率范围1.0~1.5;超早强灌浆料的终凝时间为50~60 min,初始流动度大于320 mm,0.5 h流动度大于280 mm,2 h抗压强度达35.6 MPa,1 d抗折大于12 MPa,28 d抗压强度大于90 MPa.结论采用砂的最佳级配,将硫酸钠、三乙醇胺和早强组分A复合掺入后,胶凝材料的水化早期的水化程度的增幅最大,后期保持稳定增长.提出复合早强剂最佳配比和砂的最佳级配.     

减水剂及保水剂对超早强灌浆料性能影响

目的探讨复合减水剂和保水剂的相互作用对超早强灌浆料(UESGM)流动度、强度等性能的影响规律,提高其力学性能.方法采用水泥压力试验机测试力学强度,结合抗裂试验和微观形貌图,分析减水剂和保水剂对UESGM影响.结果聚羧酸减水剂、三聚氰胺和纤维素按合理比例复合,在掺量为0.5%~0.7%时,超早强灌浆料的初始流动度大于325 mm,1 d抗折强度达13.15 MPa,1 d抗压大于35 MPa,28 d抗压强度大于90 MPa.结论复合减水剂和保水剂的相互作用促使超早强灌浆料具有良好的工作性能,初始流动度优良、早期强度较高、中后期强度稳定不倒缩.     

矿物掺合料对机制砂水泥基自流平砂浆性能的影响

试验选用普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥与半水石膏的三元胶凝体系,选用机制砂作为细集料,制备全机制砂水泥基自流平砂浆。选用粉煤灰、石粉与硅灰作为矿物掺合料,并研究矿物掺合料对全机制砂制水泥基自流平砂浆流动度、抗压抗折强度与尺寸变化率的影响。研究结果表明：矿物掺合料的火山灰效应对自流平砂浆力学性能的发展产生积极影响,自流平砂浆流动度随硅灰掺量的增加而减小。通过正交试验优化自流平砂浆配方,得到最优矿物掺合料掺量为粉煤灰7%、石灰石粉4%、硅灰1.0%。     

温度对聚丙烯纤维砂浆及测强曲线的影响

目的研究温度对聚丙烯纤维砂浆及测强曲线的影响,为以后工程防火加固选用砂胶比提供依据,从而达到降低成本的目的．方法通过测试不同胶砂质量比的聚丙烯纤维砂浆的初始流动度、终凝时间、抗压强度和抗折强度,研究不同温度下不同碳纤维掺量的聚丙烯纤维砂浆的耐高温性能．结果当碳纤维体积分数为0．3％、胶砂质量比为1．5时,聚丙烯纤维砂浆流动度大于320mm,终凝时间60min左右,28d抗压强度大于80MPa,1000℃高温燃烧后,残余50％以上强度,各龄期的测强曲线与实测强度有较好的拟合关系．结论采用普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石膏三元体系,通过添加碳纤维、偏高岭土掺合料及多种化学添加剂,可满足工程实际需要,并且具有良好的经济性．     

掺合料对过硫磷石膏矿渣水泥早期性能的影响

研究了矿物掺合料偏高岭土、硅灰、硫铝酸盐水泥和外加剂水玻璃对过硫磷石膏矿渣水泥凝结速率、早期强度等早期性能的影响规律,并通过XRD、SEM等对过硫磷石膏矿渣水泥的水化及结构发展进行了研究。结果表明,在过硫磷石膏矿渣水泥中掺加水玻璃和偏高岭土,能显著提高该水泥的凝结速率和早期强度,3d、7d、28d抗压强度分别达到17MPa、32MPa、46MPa。     

环保型胶凝材料的制备及其力学性能研究

利用硅酸盐水泥熟料、矿渣、粉煤灰、硅灰、石膏及其他组分制备出环保型胶凝材料Ⅰ和Ⅱ,并测试了其性能。结果表明,环保型胶凝材料的硅酸盐水泥熟料掺量(30%～50%),具有较低的需水量和正常的凝结时间,其标准稠度需水量为23%,净浆和配制的混凝土都具有较高的流动性,且有较小的流动性经时损失,标准养护28天的胶砂试件抗压强度可以达到50MPa以上,可以配制出C50 C60高流态的高性能混凝土.     

磷石膏/矿粉复合过硫胶凝材料的制备研究

通过研究磷石膏、硫铝酸盐水泥熟料、碱激发剂等组分掺量对过硫胶凝材料体系物理力学性能的影响,借助XRD、SEM等微观测试手段对水化产物及机理进行分析探讨,确定了过硫胶凝材料组成的最佳配合比。结果表明:5%的硫铝酸盐水泥熟料、30%的磷石膏、63%的矿粉、2%的碱激发剂制备出的磷石膏/矿粉复合过硫胶凝材料标准稠度用水量为30.8%,初凝时间为312min,终凝时间为514min,3d抗压强度可达13MPa,28d抗压强度超过48MPa。微观分析表明,在该配比下制备的过硫胶凝材料主要水化产物为钙矾石和C-S-H凝胶,水化28d时钙矾石生成量较大,结构较为致密,强度大幅度提高。     

高效减水剂与缓凝剂复掺对三元胶凝体系流动性和强度的影响

针对掺萘系高效减水剂(BNS)的硅酸盐水泥-铝酸盐水泥-石膏三元胶凝体系浆体流动性小、流动性经时损失大、凝结时间短等这些问题,采用了BNS与缓凝剂柠檬酸(CA)、葡萄糖酸钠(SG)复掺的方式来予以解决,同时研究了外加剂复掺对三元胶凝体系1 d、7 d、28 d强度的影响.研究结果表明:随着CA和SG掺量的增加,三元胶凝体系浆体的流动度增大、凝结时间明显延长,且SG的作用效果较CA更加显著;CA和SG均使胶砂试件早期抗压强度小幅度降低,后期强度略有增加.     

硅灰改性水泥固化含U（Ⅵ）模拟有机废液试验

以铝酸盐水泥（Aluminate Cement,AC）和普通硅酸盐水泥（Ordinary Portland Cement,OPC）为基材,活性炭为吸附剂,硅灰、聚合物外加剂为水泥改性剂,研究了水泥种类、改性剂掺量、水胶比等因素对模拟混合浆体流动度、固化体的有机废液最大包容量的影响,测定了优化配方条件下固化体的力学性能及U（Ⅵ）浸出性能。结果表明：硅灰（Silicon Fume,SF）和聚合物外加剂协同作用下,可以显著提高有机废液的最大包容量。当硅灰掺量为15%,聚合物外加剂掺量为2%,水胶比为0.45,OPC及AC固化体有机废液的包容量分别可达21%和24%;优化配方条件下,固化体28 d抗压强度均大于20 MPa,抗冲击性合格,U（Ⅵ）42 d浸出率均为2×10-6cm/d,符合GB 14569.1-93的要求。     

低温硅灰-硅酸盐水泥复合胶凝体系力学性能及微观结构

目的研究不同温度体系时不同的硅灰掺量对复合胶凝体系的力学性能及微观结构的影响．方法在低温条件下,将体积分数为0、2％、5％、8％、10％的硅灰掺入到硅酸盐水泥中,测试水泥砂浆的抗压、抗折强度,进行SEM扫描电镜分析．结果随着硅灰掺入量的增加,复合胶凝体系的力学性能呈现先增加后降低的趋势,结构趋于密实;当硅灰的掺量达到8％时,复合胶凝体系的14d抗压、抗折强度达到最大值．结论低温环境影响了复合胶凝体系力学性能的发展,硅灰的加入促进了复合胶凝体系的水化,改善了水泥石的微观结构．     

120MPa超高强水泥基材料的研究

采用常规原材料，普通成型工艺，通过正交设计试验研究，配制出了抗压强度为120MPa的超高强水泥基材料，并给出了优选配比。超高强水泥基材料的杭压强度和抗折强度试验的极差方差分析结果表明：水胶比为影响超高强水泥基材料强度的最显著因素，超细掺合料硅灰的掺量和减水剂的掺量也有一定的影响。     

矿粉对水泥和混凝土性能的影响

为了探寻矿粉细度及掺入量对水泥和混凝土性能的影响,通过试验测试方法,分析了矿粉和水泥的基本性质,研究了超细矿粉和普通矿粉的掺量对水泥基材料标准稠度、凝结时间、流动度和力学性能的影响.结果表明：普通矿粉使水泥净浆标准稠度需水量下降,而超细矿粉则增加标准稠度需水量,两种矿粉都使水泥净浆凝结时间略微延长.普通矿粉可以改善水泥净浆的流动度,超细矿粉的加入则降低了水泥净浆的流动度.普通矿粉和超细矿粉降低水泥净浆早期（7 d）抗压强度,提高后期（28 d）抗压强度,掺10％～50％的普通矿粉的水泥净浆28 d抗压强度提高2.9％～9.7％,掺入超细矿粉28 d抗压强度提高3.9％～20.1％,普通矿粉和超细矿粉的最佳掺量为10％～30％;两种矿粉替代10％～50％水泥所配制的混凝土的强度得到了明显的提高.     

硅灰与氧化石墨烯对硬化水泥浆体的复合增强效应

研究了硅灰与氧化石墨烯复掺时对硬化水泥浆体力学性能的影响. 分别进行了普通水泥浆体、内掺质量分数10%的硅灰水泥、外掺质量分数0.8%的氧化石墨烯复合聚羧酸减水剂（GOPCs）水泥浆体以及同时内掺硅灰与外掺GOPCs的水泥浆体的配制. 对4种硬化水泥浆体的抗折强度、抗压强度以及90 d龄期孔隙率进行了测定,同时采用X射线衍射仪及扫描电子显微镜对水泥水化产物进行分析,并将4种样品的力学性能进行比较. 结果表明,当掺10%硅灰时,硬化水泥浆体90 d抗压强度比空白样提高了3.6%,抗折强度提高了9.6%;当只使用氧化石墨烯复合聚羧酸减水剂而不掺硅灰时,抗压强度提高了11.9%,抗折强度提高了15.3%;当硅灰与氧化石墨烯复掺时,抗压强度提高了22.7%,抗折强度提高了38.6%. 孔隙率的变化以及XRD、SEM分析证实了这一结果. 因此,硅灰与氧化石墨烯复合聚羧酸减水剂对硬化水泥浆体具有复合增强作用.     

磷石膏保温砂浆的制备

为实现工业废渣磷石膏的再利用,将其预处理、煅烧(蒸压)制得建筑（高强）石膏,然后与水泥、硅灰一起作为胶凝材料,配合玻化微珠轻质骨料制备半水石膏基无机保温砂浆;以生石灰作为碱性激发剂,通过单因素实验,比较分析磷石膏含量、硅灰含量、骨胶比以及磷石膏处理工艺对砂浆抗压强度、导热系数、吸声等性能的影响.结果表明:经处理过的磷石膏（半水石膏）可直接作为胶凝材料使用,配制的保温砂浆最佳配合比（质量比）为磷石膏/水泥=0.80,骨胶质量比为1∶1,硅灰占胶凝材料总量的20%;砂浆的导热系数≤0.054 W/(m·k),干表面密度≤0.35 g/cm3,抗压强度＞0.3 MPa,达到了国家标准保温砂浆性能要求.     

150 MPa超高强水泥基材料的研究

采用常规原材料和工业废渣，普通成型工艺，通过正交设计试验研究，配制出了抗压强度为150MPa的超高强水泥基材料，并给出了优选配比。超高强水泥基材料强度试验的极差和方差分析表明：水胶比为影响超高强水泥基材料强度的最显著因素，硅灰和不锈钢纤维渣的掺量以及胶砂比也有十分显著的影响。     

Ultra high early strength self-compacting mortar based on sulfoaluminate cement and silica fume

The influences of silica fume and aluminum sulfate on hydration process of sulfoaluminate cement were carried out by ring flow, setting time, hydration heat, XRD and DTG analyses. In addition, mortar mixtures with different functional additives have been studied through compressive strength, flexural strength, volume stability at early age and porosity characterization tests. The results show that the addition of silica fume and aluminum sulfate reduces the fluidity and shortens the setting time of sulfoaluminate cement paste, promoting hydration process and increasing hydration products at early age. In the case of appropriate proportion of mortar, the inclusion of hydroxy propyl methyl cellulose, dispersible polypropylene fiber and organic silicon kind of defoamer can control segregation and bleeding, improve mechanical strength and volume stability at early age, and modify the pore distribution of sulfoaluminate cement mortar, respectively. The sulfoaluminate cement mortar can carry out gravitational grouting in the absence of outside force, the compressive strength of 2 hours and 24 hours have reached 26 and 58 MPa respectively, and have good microexpansion and tiny pore distribution characterization.     

纳米SiO2超高强高流态混凝土及改性机理

通过正交试验提出纳米超高强高流态混凝土的胶凝材料配合比设计参数,并研究了纳米SiO₂的掺入对传统掺硅灰、粉煤灰超高强水泥基胶凝材料强度及工作性能的影响。在保证水胶比不变的条件下,开展了混凝土配合比试验,并研究了纳米SiO₂对混凝土抗压强度的影响及其微观机理。结果表明：超高强高流态混凝土中胶凝材料最优比例为：纳米SiO₂：硅灰：粉煤灰：水泥=1：8：20：71;在胶凝材料用量为600~1 000 kg/m³范围内,随着其掺量的增加,混凝土流动度不断增加,抗压强度先增大后减小,当其掺量为800 kg/m³时,抗压强度最大。分析认为,纳米SiO₂、硅灰与粉煤灰形成的三元多尺度堆积体系能优化粉体材料在混凝土中的微集料密实填充效应,纳米SiO₂的二次水化反应也有效改善了硬化水泥石的微观结构,并优化其形态分布,进一步增大其强度。