不同岩性石粉-水泥胶砂流动性和力学性能研究

采用石灰岩、凝灰岩、花岗岩、玄武岩和石英岩石粉与基准水泥制备了石粉-水泥胶砂试件,研究了石粉岩性和掺量对水泥胶砂流动度、抗压强度和抗折强度的影响;采用同步热分析仪测定了石粉-水泥浆体的热重曲线,研究了石粉岩性对水泥水化程度的影响.结果表明:石灰岩石粉掺量不大于10％、石英岩石粉掺量不大于20％时,水泥胶砂流动度增大;掺加凝灰岩、玄武岩和花岗岩石粉,水泥胶砂流动度降低.石灰岩石粉和凝灰岩石粉对水泥胶砂强度贡献率大于花岗岩、玄武岩和石英岩石粉,石粉掺量不大于30％时,其活性指数分别可达68.7％和72.2％.掺石灰岩石粉的水泥浆体中,Ca(OH)2含量高于掺其他岩性石粉的水泥浆体,石灰岩和凝灰岩石粉对水泥水化程度的贡献率大于花岗岩、玄武岩和石英岩石粉.     

超磨细石灰石粉高强混凝土的研究

本文研究了用不同细度的磨细石灰石粉作掺合料配制高强混凝土时,石粉对混凝土性能的影响.试验表明,当石灰石粉足够细并且掺量适当时,可以产生微晶核效应,促进水泥的水化,同时在混凝土的水泥产物中形成大量的AFt,与C-S-H凝胶交织在一起,对提高混凝土强度和改善混凝土脆性起到显著作用.超磨细石灰石粉通过分散效应和微集料效应等,对混凝土具有增塑、保塑和减水的作用.     

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.     

PHC管桩蒸压养护混凝土的力学性能与界面亚微观结构

对掺不同矿物掺合料的PHC管桩混凝土进行力学性能测试,采用环境扫描电子显微镜和压汞等测试方法,对混凝土界面亚微观结构进行形态观察以及孔隙率特征分析.结果表明:经过常压-蒸压二次养护的混凝土力学性能明显提高,强度增幅从19.2％到65.3％不等;掺20％磨细硅砂粉和30％矿粉的PHC管桩混凝土经过蒸压养护后抗压强度达80 MPa以上;通过ESEM观察到蒸压混凝土浆-集料界面富集托贝莫来石晶体C5S6H5.孔结构测试结果可以解释宏观力学性能测试结果.掺30％矿粉的PHC管桩蒸压混凝土力学性能最佳.     

磨细石灰石粉对水泥砂浆流动和强度性能影响实验探讨

本文进行了在混凝土中掺加适量的磨细石灰石粉取代部分水泥的研究,检验了不同配合比不同水灰比磨细石灰石粉混凝土的流动性、扩张度、强度及填充密度等性能。取得以下研究成果:磨细石灰石粉的掺和对其砂浆的流动性、扩展度、过筛率、强度都有明显得影响。利用石灰石粉置换水泥能减小水泥用量配制绿色环保混凝土。为探讨掺加石灰石粉对流动和强度性能影响,本研究配制了25组不同水灰比、不同磨细石灰石粉掺量的水泥浆作流动性能和强度测量。实验结果表明掺加磨细石灰石粉置换水泥可能提高或者降低水泥浆流动性,并降低水泥浆强度。     

煅烧煤矸石对硅酸盐水泥胶砂力学性能及微观结构的影响

通过水泥胶砂力学强度测试,并结合压汞仪、X射线衍射、热重和扫描电镜测试,研究煅烧煤矸石掺量对水泥胶砂力学性能和水化产物微观结构的影响.力学性能测试结果表明:相同养护龄期下,水泥胶砂的抗压和抗折强度都先随煅烧煤矸石取代量增大而增加,取代量为15％时水泥胶砂的力学强度达到最大值;相同取代量下,水泥胶砂养护龄期越长,煅烧煤矸石对水泥胶砂力学性能的提升效果越显著.机理研究表明:煅烧煤矸石中主要组分为偏高岭土,其具有较强的火山灰效应.水泥水化初期,偏高岭土具有异相成核效应,可加速水泥的初期水化;水化后期,偏高岭土能与水泥水化产物氢氧化钙进一步发生水化反应,生成更多的水化硅酸钙凝胶,不仅降低了水化产物氢氧化钙对水泥胶砂的不利影响,而且提高了水泥胶砂的密实性,降低了水泥胶砂孔隙率并减少了有害孔比例,从而优化了水泥胶砂的孔径结构,使其力学性能得到强化.     

不同矿物掺合料对管桩混凝土力学性能的影响

采用不同矿物掺合料制备压蒸养高强混凝土,研究了混凝土的抗压强度、抗拉强度、轴心抗压及其水化产物的微观形貌.结果表明:在高压蒸汽养护下石英粉与矿粉一样也有火山灰活性,石英粉中的SiO2与Ca(OH)2可以快速反应形成托勃莫来石,合适掺量的矿粉和石英粉可不同程度的提高管桩混凝土的抗压强度和劈拉强度;粉煤灰活性较低,掺入后降低压蒸强度,但较低掺量时由于大量纤维状水化硅酸钙的存在可明显改善管桩混凝土脆性.     

花岗岩石粉复合矿物掺合料对水泥胶砂性能的影响

研究了花岗岩石粉的流动度比、活性指数,及其掺量对水泥胶砂性能的影响,利用L9(34)正交试验,探究了花岗岩石粉复合粉煤灰和矿渣粉掺量对水泥胶砂性能的影响,以总功效系数d为评价指标。结果表明:花岗岩石粉具有潜在的应用价值,粉煤灰在多元矿物掺合料砂浆中对其性能是主要影响因素,其次是花岗岩石粉。     

石粉对混凝土基本性能的影响

通过将磨细的石粉等质量取代少量的水泥制取混凝土,研究了石粉取代率对混凝土性能的影响,包括工作性能、力学性能等基本性能,实验结果表明石粉取代一定质量的水泥后,可以有效改善混凝土的工作性能指标,力学性能随着石粉掺量的增加而先提高后降低,磨细石粉可用于新型混凝土的配制。     

压蒸条件下花岗岩石粉对UHPC性能的影响

研究了在压蒸条件下花岗岩石粉取代石英粉掺量对超高性能混凝土力学性能(3d、180 d抗压/抗折强度)和微观结构(水化产物、C-S-H凝胶平均分子链长)的影响,并探明两者之间的关系.XRD、SEM-EDS、29Si NMR测试结果表明:3 d、180 d胶凝浆体水化产物主要为低钙硅比、本征强度较高的tobermorite晶体.随着花岗岩石粉取代率增加,混凝土抗压/抗折强度先增加后减小,当取代率为50％时,其180 d抗压强度≥190 MPa、抗折强度≥40MPa;且随着取代率的增加,C-S-H凝胶平均分子链长降低、Al[4]/Si增加;在相同取代率时,平均分子链长为180d＞3d,Al[4]/Si为180 d＜3 d.高温和高压条件下,C-S-H凝胶平均分子链长不是混凝土性能的单一影响因素,混凝土抗压强度与C-S-H凝胶平均分子链长不直接相关.     

石粉种类及含量对C60机制砂混凝土性能的影响

为研究不同机制砂粗颗粒(0.075~4.75 mm)与石粉(<75 μm)的质量比(砂粉比)对岩石粉混凝土性能的影响,使用岩石粉(石灰石粉和花岗岩石粉)以不同质量比取代机制砂制备高强混凝土,测试不同砂粉比条件下混凝土流动性能、抗压强度和耐久性能(干燥收缩率及电通量)的演变规律。结果表明,机制砂的砂粉比不低于9时,砂粉比降低有利于改善混凝土拌合物的和易性,增强混凝土抗压强度和耐久性能。进一步降低砂粉比对混凝土的干燥收缩性能影响较小,但对混凝土流动性、力学性能和抗氯离子渗透性不利。降低砂粉比有利于提高机制砂混凝土的密实性,但过低的砂粉比容易造成混凝土需水量升高,游离态石粉颗粒含量增大,对混凝土性能不利。     

机制砂混凝土耐磨性的主要影响因素分析及多因素计算模型

本文研究了砂类型、砂率、石粉含量和抗压强度对机制砂混凝土耐磨性的影响,建立了磨损量的多因素计算模型。结果表明:由于含石粉及具有更高的粗糙度和坚固性,石灰岩与辉绿岩机制砂制备的C30、C40混凝土耐磨性比河砂混凝土提高20%以上;在0.40~0.44范围内选取较低的砂率可获得较优的耐磨性;利用石粉含量为5%~11%(质量分数)的机制砂制备混凝土,石粉含量为9%时可获得最佳的混凝土耐磨性,微观分析表明此时混凝土密实度最佳;通过灰色系统理论确定了耐磨性影响因素的影响程度排序为:砂率R₃>压碎值R₂>粗糙度R₁>抗压强度R₅>石粉含量R₄>0.6;对比验证表明提出的混凝土磨损量多因素计算模型具有较高的预测精度和良好的适用性。     

Effect of ground quartz sand on properties of high-strength concrete in the steam-autoclaved curing

Effects of many factors, such as ground quartz sand (GQS) replacement of cement, SiO₂ content and specific area of GQS, and steam-curing temperature on the mechanical properties of high-strength concrete that was steam-autoclaved, were investigated. The mechanism of GQS replacement of cement was analyzed by XRD. The process adjustment and the cost of raw materials in concrete after GQS replacement of cement were also discussed.     

多源石墨固废制备电热板材配方试验研究

为了提高石墨固废利用率,本文以石墨开采废石为细骨料,添加球形石墨尾料以及不同质量分数的废石石粉进行电热板材配方试验,探究了石墨开采废石取代量、石粉掺量对电热板材性能的影响。结果表明：在100%(质量分数)使用石墨开采废石作为细骨料时,养护28 d的水泥板材抗折强度及抗压强度分别达到11.09 MPa和50.90 MPa,虽然略低于使用标准砂的水泥板材的强度指标,但是仍可满足相关要求,说明石墨开采废石可以作为细骨料使用;在废石石粉掺量为7%(质量分数)时,电热板材的抗折强度和抗压强度最高分别达到6.21 MPa和33.00 MPa,虽然强度有所降低,但是仍可满足低强度板材的要求;在球形石墨尾料掺量为9%(质量分数)时,电热板材体积电阻率为1.94Ω·m,发热温度为71℃,具有良好的电热效果。     

废弃玻璃粉对水泥石高温抗压强度和微观结构的影响

废弃玻璃粉作为一种高SiO₂含量的固体废弃物,可以有效防止油井水泥石在高温下的强度衰退,从而提升深井、超深井固井水泥环长期封隔完整性。本文研究了150 ℃、21 MPa下,不同粒径废弃玻璃粉对水泥石抗压强度、渗透率和微观结构的影响。结果表明:150 ℃、21 MPa下净浆水泥石180 d抗压强度为8.57 MPa,较1 d衰退76.04%;掺入废弃玻璃粉可以提高水泥石抗压强度的长期稳定性,在内掺40%(质量分数)粒径为45 μm的废弃玻璃粉情况下,水泥石在180 d时抗压强度为31.85 MPa,较1 d仅衰退3.95%,渗透率为1.28×10^-2 mD,较1 d降低16.88%;掺入废弃玻璃粉改变了水泥石150 ℃、21 MPa下的物相组成,净浆水泥石的主要结晶相为氢氧化钙和水硅钙石,掺入不同粒径废弃玻璃粉的水泥石主要结晶相为硬硅钙石和托贝莫来石;内掺40%粒径为45 μm的废弃玻璃粉的水泥石中托贝莫来石晶粒尺寸稳定;随龄期增加,净浆水泥石孔结构向大孔径发展,内掺40%粒径为45 μm的废弃玻璃粉的水泥石的孔结构更加致密,180 d内各龄期均以凝胶孔为主。     

基于均匀设计试验法石材废粉再利用研究

为解决石材废料污染问题,利用花岗岩废粉和大理石废粉,结合水泥、石英砂、粉煤灰和木浆纤维,制备了经济实用、性能优异的水泥纤维压力板。运用均匀设计试验法和回归分析法,揭示了花岗岩废粉和大理石废粉对水泥纤维压力板抗折强度、抗冲击强度及导热系数的影响,并通过对比试验,分析了掺入石材废粉对水泥纤维压力板物理性能、水化产物及微观结构的影响。结果显示,适量掺入花岗岩废粉和大理石废粉可有效提高水泥纤维压力板的力学性能,当花岗岩废粉、大理石废粉与水泥的质量比分别为0.625和0.417时,不会对水泥纤维压力板的水化产物和微观结构形貌产生显著影响,可制备出符合要求并且经济适用的水泥纤维压力板。     

活性掺合料对混凝土抗碳化性能影响的研究

研究了强度等级(C30和C45)、龄期(28 d和120 d)、矿物掺和料(矿粉和粉煤灰)质量掺量对掺有脂肪族高效减水剂(SAF)的混凝土抗碳化性能的影响,并建立了C30/C45混凝土在28 d/120 d龄期的碳化深度与矿粉/粉煤灰掺量比例之间的回归模型。结果表明:水胶比的降低、养护龄期的延长都能提高水泥石的密实度,从而提高抗压强度和抗碳化性能;混凝土抗碳化性能随矿粉掺量的上升、粉煤灰掺量的下降而提高;当矿粉掺量占胶凝材料质量的37.5%时,C30混凝土的抗碳化性能最佳;当矿粉掺量占胶凝材料质量的31.9%时,C45混凝土的抗碳化性能最佳;当龄期增加时,粉煤灰掺量比例越大则碳化深度的下降幅度越大;矿粉和粉煤灰掺量的相对比例变化时,对低强度混凝土的影响程度要大于高强度混凝土。     

粉煤灰掺量对海水海砂高性能混凝土性能的影响

通过宏观力学性能、化学收缩、pH值、氯离子浓度等测试和SEM、XRD等微观表征研究粉煤灰掺量对海水海砂高性能混凝土性能的影响。结果表明:为维系钢筋钝化膜稳定,高温蒸养时粉煤灰掺量不宜大于30%(质量分数,下同),标养时粉煤灰掺量不宜大于50%;海水海砂高性能混凝土中游离Cl^-浓度随养护时间波动,前期先升高后骤降,后期缓慢增加,标养条件下Cl^-浓度明显低于高温蒸养条件下;海水海砂高性能混凝土具有早强性,其强度随粉煤灰掺量增加大致呈下降趋势,高温蒸养可明显提高混凝土抗折、抗压强度;粉煤灰掺量越多,残留的未水化颗粒越多,高温蒸养可有效改善混凝土微观结构,提高致密性;粉煤灰掺量过多或过少均会增加硅酸盐水泥体系的化学收缩,粉煤灰掺量为30%和40%时混凝土化学收缩值较小。     

石粉对机制砂混凝土抗渗透性和抗冻融性能的影响

测试了石粉含量(质量分数)对不同强度等级机制砂混凝土强度、抗氯离子渗透性能和抗冻性能的影响.结果表明:随着机制砂中石粉含量的增加,低强度机制砂混凝土的抗氯离子渗透性能提高,而抗冻性能降低,尤其是当石粉含量高于10%(石粉与水泥体积比超过1:3.47)时,低强度机制砂混凝土抗冻性劣化明显;当石粉含量大于7%时,高强机制砂混凝土工作性劣化,而当石粉含量从3.5%提高到14%,高强机制砂混凝土的抗氯离子渗透性能和抗冻性能均未降低.