单掺及复掺胶凝体系中石灰石粉的作用机理

对石灰石粉、粉煤灰、石灰石粉-粉煤灰水泥胶凝材料体系进行了胶砂强度试验,并采用XRD、DSC-TG和MIP微观测试技术。结果表明,相同掺量条件下,掺石灰石粉的胶砂强度低于掺粉煤灰的胶砂强度,尤其是在后期,表明粉煤灰的活性高于石灰石的活性;单掺石灰石粉、复掺石灰石粉和粉煤灰的水泥浆体水化产物成分基本相同,主要为Ca(OH)_2、水化硅酸钙和钙矾石;水化反应早期,粉煤灰参与二次水化反应程度较低,后期则有大量粉煤灰与Ca(OH)_2发生了二次水化反应,而石灰石灰石粉在水化后期也几乎没有参与二次水化反应;石灰石灰石粉掺量越大,水泥浆体平均孔径和孔隙率越高;石灰石粉在水化体系中主要起惰性填充作用。     

CFBC脱硫灰对水泥浆体水化的影响

通过对掺CFBC脱硫灰硬化水泥浆体的力学性能、结合水量、Ca(OH)2含量、水化产物以及孔隙分布的研究,分析了其对水泥浆体水化的影响。结果表明,随着CFBC脱硫灰掺量的增加,硬化水泥浆体的抗压强度降低,结合水量减少,孔隙率增加,Ca(OH)2含量减少;掺CFBC脱硫灰的水泥浆体水化产物形貌以纤维状为主,纯水泥浆体的水化产物以网络状为主。     

蒸养条件下大掺量粉煤灰水泥浆体性能研究

采用SEM、MIP、XRD、TG-DSC等方法研究了蒸养条件下大掺量粉煤灰水泥浆体的结构及水化产物。结果表明:蒸养可以促进浆体早期强度提高,且随着粉煤灰掺量的增加促进效果增强,但对28 d龄期强度影响不明显;粉煤灰的加入使得浆体的孔隙率增大,但同时小孔占比也增加,优化了孔结构;蒸养条件对掺加粉煤灰的浆体的孔隙率无明显影响,但降低了浆体的最可几孔径,同时增加了直径小于20μm的气孔含量;粉煤灰消耗了部分水化产物Ca(OH)_2,且蒸养加速了Ca(OH)_2的消耗;合适的粉煤灰掺量及蒸养条件不会引起Ca(OH)_2的过度消耗产生"贫钙"问题而导致结构失稳。     

超细粉煤灰对混凝土强度及水化产物的影响

对超细粉煤灰掺量为0~30%之间的混凝土抗压强度、硬化浆体水化产物中化学结合水和Ca(OH)_2量的变化情况进行了分析。结果表明,超细粉煤灰掺入后能够充分发挥填充效应和火山灰活性,消耗水泥水化产物中的Ca(OH)_2,降低水化产物中Ca(OH)_2含量,且随水化龄期的延长,参与水化程度提高,能够提高混凝土的后期强度。     

磷石膏对微膨胀水泥孔隙液及水化产物的影响

通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、热重差示扫描量热分析（TG DSC）和高压压榨法（PWE）,研究了不同磷石膏掺量的微膨胀道路基层水泥中水化产物与孔隙液主要元素浓度的演化.结果表明：在水化3d时,硬化水泥浆体中钙矾石的生成量随着磷石膏掺量的增加先增大后减小;水化28d后钙矾石的生成量随着磷石膏掺量的增加而增加;磷石膏溶解生成的SO2-4对粉煤灰活性有很好的激发作用,粉煤灰中的Al相在水化7d后开始大量溶出,孔溶液中Al、Ca和S元素浓度的变化能很好地反映水泥的水化进程;不同磷石膏掺量下各龄期水泥的孔隙液pH值均在1255上下波动;水化60d时硬化水泥浆体均比较密实,磷石膏掺量较大的水泥在水化产物表面仍有大量钙矾石生成,孔隙中有更多的针棒状钙矾石存在.     

养护温度对高掺量粉煤灰水泥浆体水化的影响

从胶凝材料的水化程度、浆体孔结构以及水化产物的角度出发,研究温度发展历程对高掺量粉煤灰水泥浆体的作用机理.结果显示:采用温度匹配养护后,前期粉煤灰反应程度和浆体的碱含量消耗加快,而后期影响较小;水化产物较标准养护方式无论从形貌上还是成分上都有一定区别,但随着龄期发展,这种区别逐渐变小;温度匹配养护方式对高掺量粉煤灰水泥浆体孔结构的优化有利.     

组成及龄期对复合粉煤灰/水泥浆Cl~-结合性能的影响

研究了组成和龄期对粉煤灰/水泥浆体系硬化水泥浆Cl~-结合能力的影响。首先研究了组成和龄期对粉煤灰和水泥二组分体系硬化水泥浆Cl~-结合性能的影响,并且确定了Cl~-结合量最大的组成比。在该硬化水泥浆Cl~-结合量的组成比例下继续以钠钙硅玻璃粉和Ca(OH)_2混合组成取代水泥,并采用正交试验设计,探讨了玻璃粉掺量、细度和Ca(OH)_2掺量对Cl~-结合性能的影响。结果表明,14d和28d龄期时,粉煤灰对水泥取代量为50wt%的硬化水泥浆Cl~-结合能力达到极大值。正交试验结果表明,在10wt%、20wt%、30wt%的三个水平中,玻璃粉的掺量对硬化水泥浆的Cl~-结合量的影响最大,有使硬化水泥浆Cl~-结合能力降低的作用,而Ca(OH)_2具有使Cl~-结合能力增大的作用。但掺加了玻璃粉和Ca(OH)_2的粉煤灰-水泥浆体系硬化水泥浆Cl~-结合量随龄期的延长而下降。从正交试验的结果来看,少量玻璃粉的掺入并配合使用Ca(OH)_2,有望对掺粉煤灰硬化水泥浆的氯离子结合起到促进作用。     

粉煤灰对胶凝材料硬化浆体微观结构影响的研究

试验采用DTA-TG、SEM、XRD等方法,对掺粉煤灰的水泥硬化浆体微观结构进行了研究,并与掺磷渣粉进行对比分析。结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,各龄期水泥石中的结合水量及Ca(OH)2含量逐渐减少。单掺磷渣水泥石在各个龄期的水化产物的结合水量及Ca(OH)2含量与纯水泥石相当。掺粉煤灰和掺磷渣的水泥净浆主要的水化产物相同,掺30%粉煤灰比掺30%磷渣早期水化反应迅速,而后期相反。     

粉煤灰在混凝土和砂浆中的作用及其掺量标准

1粉煤灰的性质及其在混凝土、砂浆中的作用1.1粉煤灰的活性效应是指混凝土(砂浆)中粉煤灰的活性成分(如SiO2、Al2O3等)所产生的化学反应,也称火山灰效应。粉煤灰的活性主要的指火山灰物质参与石灰,水泥矿物以及硅酸盐水泥之间水化反应的能力,即粉煤灰中的活性SiO2、Al2O3成分与石灰CaO、水泥与水拌和后析出的石灰Ca(OH)2之间进行化学反应的能力。粉煤灰的活性效应有利于吸纳水泥浆体一集料界面区富集的Ca(OH)2,同时活性反应物CSH凝胶还可以填充界面区孔隙,从而改善了水泥浆体一集料界面结构。由于在常温下,粉煤灰的水化反应比水泥慢…     

凝灰岩石粉和VF防裂剂对水泥基材料收缩性能的影响

为了探究不同掺量的凝灰岩石粉、VF防裂剂对水泥浆体收缩性能的影响及机理,测定了不同凝灰岩石粉和VF防裂剂掺量的化学收缩和干燥收缩,采用X射线衍射技术(XRD)研究不同龄期的复合水泥浆体水化产物,并采用压汞法(MIP)研究其孔结构。结果表明:凝灰岩石粉早期不参与水化,等量取代水泥后通过减少水泥熟料数量减少水泥浆体的化学收缩,并能填充较大孔隙,增大水泥浆体中较小毛细孔(孔径50 nm以下)所占的比例,使水泥基材料干缩变大;VF防裂剂中的明矾石和石膏与水泥水化过程中析出的Ca(OH)2反应生成膨胀性钙矾石补偿收缩,并填充较小孔隙,减少浆体中较小毛细孔所占的比例,从而减小干缩。凝灰岩石粉中活性成分在VF防裂剂的化学激发下二次反应加剧,复掺石粉和防裂剂的水泥浆体的化学收缩显著减少,生成的水化产物填充孔隙,明显的抑制石粉对浆体干燥收缩的增大效应。     

Effect of fly ash fineness on microstructure of blended cement paste

This research demonstrates the effect of fly ash fineness on pore size and microstructure of hardened blended cement pastes. Two sizes of fly ash, original fly ash and classified fly ash were used to replace Portland cement type I paste. Test results indicated that the pore sizes of hardened blended cement paste were significantly affected by the rate of replacement and the fineness of fly ash. The replacement of cement by original fly ash decreased the pore sizes of blended cement paste and the incorporation of classified fly ash resulted in a further decrease in the pore sizes of blended cement paste. The X-ray diffraction (XRD) results showed that the blended cement paste with classified fly ash was more effective at reducing the intensity of Ca(OH)₂ than that with the original fly ash. The scanning electron microscope (SEM) results revealed that the hardened blended cement paste containing finer fly ash produced a denser structure than the one containing coarser fly ash.     

粉煤灰在硅酸盐水泥浆体中的化学反应

定量测试1~360d纯硅酸盐水泥及掺粉煤灰水泥浆体中胶凝组分的反应程度、生成的氢氧化钙(CH)量及化学结合水(Wn)量;确定单位质量水泥及粉煤灰完全反应生成(或吸收)的CH或Wn量,并以此验证粉煤灰化学反应模型的精确性.结果表明:1g水泥完全水化生成0.242 5g的CH和0.235 1g的Wn,1g粉煤灰完全反应吸收0.508 9g的CH和0.183 9g的Wn,试验结果与现有的粉煤灰化学反应模型计算值差别较大;经修正,获得计算值与试验值较吻合的粉煤灰化学反应模型,该模型更能真实反映粉煤灰在水泥浆体中的化学反应.     

Properties of fly ash concrete modified with hydrated lime and silica fume

This paper presents the results of an experimental investigation on the properties of fly ash concrete incorporating either hydrated lime or silica fume to improve the early strength of concrete. Test results indicated that the addition of lime and silica fume improved the early age compressive strength of fly ash concrete. The inclusion of silica fume was also found to increase the 28 days strength significantly. The air permeability of concrete containing lime and silica fume either decreased or remained almost the same when compared to the concrete without these. The addition of lime and silica fume also improved the sorptivity of concrete.Through the use of differential scanning calorimetry and thermogravimetric analysis (DSC/TG), it was demonstrated that the addition of hydrated lime increased the Ca(OH)₂ content; whereas the addition of silica fume decreased the Ca(OH)₂ content in the cement paste. The mercury intrusion porosimetry (MIP) data confirmed the beneficial action of hydrated lime and silica fume, towards decreasing the total pore volume of fly ash cement paste.     

利用垃圾废料制备透水混凝土试验研究

首先利用碱激发剂激发大掺量粉煤灰的活性,确定激发大掺量粉煤灰(40%)活性的Na2SiO3和Ca(OH)2的掺量;然后将废弃混凝土破碎,作为粗骨料取代部分天然碎石,以大掺量粉煤灰作为胶凝材料配制透水混凝土。结果表明:激发大掺量粉煤灰(40%)活性的单掺Na2SiO3最佳掺量为4%、单掺Ca(OH)2最佳掺量为2.5%;复掺最佳掺量为4%Na2SiO3+2.5%Ca(OH)2。再生粗骨料取代碎石的最佳取代率为20%。制备的透水混凝土坍落度为24 mm,28 d抗压强度为31.34 MPa,透水系数为2.29 mm/s,连续孔隙率达到14.4%。     

水泥-粉煤灰复合浆体中粉煤灰的火山灰反应程度

采用选择性溶解法测定了水泥-粉煤灰复合浆体中粉煤灰火山灰反应的程度,探讨了养护温度、养护龄期、水灰比、外界水的影响.结果表明:提高养护温度可以加速复合浆体中粉煤灰的火山灰反应;在给定的养护温度、水灰比条件下,复合浆体中粉煤灰的火山灰反应程度在1～2月后不再随龄期的延长而明显增加;水灰比决定了复合浆体中粉煤灰的最大火山灰反应程度,高水灰比有利于粉煤灰的火山灰反应;外界水对粉煤灰后期参与火山灰反应的程度没有明显的影响.     

A study on the hydration rate of natural zeolite blended cement pastes

Natural zeolite is a type of mineralogical material containing large quantities of reactive SiO₂ and Al₂O_3. It is widely used in the cement industry in China as a cement blending material. Like other pozzolanic materials such as silica fume and fly ash, zeolite contributes to concrete strength mainly through the pozzolanic reaction with Ca(OH)₂, Thus, the pozzolanic reactivity of this type of material in comparison with other pozzolans is of much interest. This paper presents experimental results on the compressive strength, degree of pozzolanic reaction, and porosity of zeolite modified cement pastes. These results are compared with those obtained from similar blended cement pastes prepared with silica fume and fly ash replacements. Based on the experimental results, it can be concluded that natural zeolite is a pozzolanic material, with a reactivity between that of silica fume and fly ash. Generally, in blended cement pastes with a lower water-to-cementitious materials ratio, the natural zeolite contributes more to the strength of the pastes. But in the pastes with a higher water to cementitious ratio and a lower cement replacement level it undergoes a higher degree of reaction.     

粉煤灰和磨细矿渣对北京地铁5号线清河斜拉桥大体积混凝土性能的影响

本文研究了粉煤灰和磨细矿渣对大体积承台混凝土抗压强度、水化热、收缩率的影响。试验结果表明：在水泥掺量一定时,随矿渣粉掺量的增加水化放热量、最大放热速率和干缩率均增大;水泥用量为200kg／m^3、粉煤灰为140kg／m^3、矿渣粉为50kg／m^3时,混凝土水化热较小、干缩率较小;SEM形貌图表明,粉煤灰和磨细矿渣的综合效应,使火山灰反应更加充分,Ca(OH)2含量降低,在水泥用量200kg／m^3时,混凝土28天结构致密。     

C-S-H凝胶产物在抑制ASR中的作用

用粉煤灰部分取代水泥制作砂浆试件,在模拟孔溶液碱度的碱液中养护,测定了不同龄期砂浆棒的膨胀率和Ca(OH)2含量的变化。试验用扫描电子显微镜(SEM)观察C-S-H凝胶的形貌和用能谱分析(EDAX)测定了C-S-H凝胶的化学组成。结果显示,粉煤灰的掺入对ASR有较好的抑制效果。粉煤灰主要是通过与Ca(OH)2及水泥熟料水化生成的高Ca／Si比的C-S-H凝胶发生二次火山灰反应,生成大量低Ca／Si比的C-S-H凝胶,提高了对孔溶液中Na^ 和K^ 的吸收,从而起到抑制ASR的作用。     

粉煤灰影响海水海洋骨料水泥基材料抗压强度试验研究

通过试验测定不同粉煤灰掺量下的海水水泥净浆、海水海砂砂浆以及海水海洋骨料混凝土的抗压强度,研究粉煤灰掺量对海水海洋骨料水泥基材料抗压强度的影响。试验结果表明,随着粉煤灰掺量的增加,海水水泥净浆和海水海砂砂浆的抗压强度逐渐降低,海水海洋骨料混凝土抗压强度表现为先增大后减小。粉煤灰掺量对海水海洋骨料水泥基材料抗压强度的影响规律与粉煤灰掺量对淡水河砂水泥基材料抗压强度的影响规律基本一致,但影响程度略小于淡水河砂水泥基材料。