水化龄期对喷射混凝土微观结构和力学性能影响研究

喷射混凝土因其水化过程与普通混凝土不同,故其终凝时间极短,早龄期强度高。为了研究喷射混凝土水化过程,采用X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、热重-差热扫描分析(TG-DSC)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对不同水化龄期普通水泥净浆及掺4%速凝剂水泥净浆微观结构进行观察;同时对喷射混凝土立方体抗压强度及劈裂抗拉强度经时变化和关系进行试验研究。结果表明:速凝剂的掺入显著影响水泥水化进程。在水泥-速凝剂-水体系中,NaAlO_2及Na_2CO_3令石膏缓凝作用失效,C_3A快速水化生成板条状水化铝酸钙晶体,并与针状钙矾石及棒状钠长石晶体形成网络结构对水泥颗粒产生"桥连"作用而实现速凝。同时,大量水化热促进水泥熟料矿物水化速率加快,净浆密实度快速增加,使喷射混凝土具有高早龄期强度。     

速凝剂对水泥水化机理的影响

采用XRD对选用的两种速凝剂进行成分分析，通过试验比较两种速凝剂的性能差异，并利用SEM测试，观察研究了掺速凝剂的水泥水化产物的形貌特征，分析其水化作用机理，对速凝剂在工程中更好地推广应用具有重要作用。     

高海拔地区水泥水化特性研究

主要以水泥为研究对象,分别放入38.7、47、57.6、70.7、101 k Pa的养护气压环境,模拟水泥浆体在高海拔地区的环境,通过观测水泥的含水率、孔隙率变化,研究水泥浆体内部孔结构发展,最后通过净浆抗压强度试验加以验证。结果表明：低压会阻碍水泥浆体内部凝胶孔的发展,低气压较常压,水泥的含水率、孔隙率变化缓慢;14 d之后,水泥的强度增长、孔径发展速度变缓;低压使净浆内部自由水减少,内部孔径发展不充分,导致低压净浆的强度增长比常压环境下的净浆缓慢,28 d时很少能达到设计强度。     

氧化石墨烯水泥净浆的力学性能与微观结构的分形特征

采用改进Hummers法和超声波分散法制备氧化石墨烯片层分散液,利用傅里叶红外光谱(FTIR)和X-射线衍射(XRD)表征GO;测试了不同掺量氧化石墨烯水泥净浆的抗折和抗折强度,通过SEM扫描了水泥净浆水化产物微观图像,结合分形理论计算SEM图像的分形维数并分析其变化规律,探讨了抗压强度与分形维数的关系。研究表明:氧化石墨烯可以有效提高水泥净浆的力学性能和改善其微观结构;分形理论能定量分析不同掺量氧化石墨烯水泥净浆的微观结构变化特征;分形维数随氧化石墨烯掺量的增加呈现逐渐降低的趋势;分形维数和水泥净浆抗压强度存在着良好的二次函数关系,其水泥净浆的抗压强度随分形维数的增加而降低,其最佳掺量为水泥质量的0.03%。     

高掺粉煤灰混凝土水泥水化动力学研究

本文通过对体积混凝土工程温度测量结果的热力分析,确定了高掺粉煤灰混凝土中水泥的水化动力学参数,研究了水泥水化放热过程,并讨论了高掺粉煤灰对水泥水化反应过程的影响以及在大体积混凝土中的作用。     

粉煤灰对水泥水化浆体微结构的影响

为探讨粉煤灰对水泥水化浆体微结构的影响,通过原子力显微镜以及能谱分析,对纳米尺度下基准及掺有粉煤灰水泥浆体中水化产物的形状、大小以及堆聚结构的形成机制进行了研究.试验结果显示,在基准水泥浆体中的水化产物大部分是粒级大约40～80 nm的圆球形颗粒,而且试验还观察到在它们中还镶嵌着一些尺寸大于1μm的板状和薄片状水化产物...     

不同养护条件对净浆微观结构与水化产物的影响

目前水泥制品基本都需要经过高温蒸汽养护和高温高压养护来提高早期强度,但是不同的养护条件对水泥制品的微观结构和水化产物会产生不同影响。本文通过XRD分析、SEM微观分析手段对复合胶凝材料的水化产物进行了研究。实验结果表明:在蒸压养护条件下,Ca(OH)2与硅质材料生成托勃莫来石,能很好地提高强度;在蒸汽养护和标准养护下胶凝材料的水化产物没有明显差别,主要还是无定形凝胶和Ca(OH)2;蒸压养护和蒸汽养护都会对净浆微结构产生不利影响,蒸压养护对净浆的破坏更大。     

粉煤灰掺量对水泥孔溶液碱度与微观结构的影响

利用固液萃取法、压汞测孔仪(MIP)及扫描电镜(SEM)等方法,对含不同比例粉煤灰的硬化水泥浆体孔溶液碱度和微观结构进行了测定与分析.结果显示:粉煤灰的掺入导致硬化水泥浆体的孔溶液碱度随其掺量的增加而有所降低,但其pH值仍能长期维持在12以上;掺有粉煤灰的硬化水泥浆体结构随水化龄期的延长而逐渐密实,孔隙率降低,孔径细化,无害和少害孔增多;适量掺加粉煤灰不会破坏硬化水泥浆体微观结构的稳定性.     

水泥粉煤灰混合料在台背回填中的应用

介绍了水泥粉煤灰混合料的强度和形成机理,从施工前准备、工艺流程等方面,阐述了水泥粉煤灰混合料在台背回填上的施工工艺,经工程应用效果可知,水泥粉煤灰混合料既节约资源又保护环境.     

水泥粉煤灰稳定碎石中粉煤灰对水泥作用的缓冲效应研究

通过研究水泥剂量对于不同级配集料以及不同粉煤灰掺量的材料其7 d无侧限抗压强度的影响,探讨粉煤灰对水泥"缓冲效应"的作用规律;并在分析水泥稳定粒料强度形成机理的基础上,通过计算粒料单位面积裹附水泥颗粒的增量,进一步揭示了该种"缓冲效应"的作用机理,为水泥粉煤灰稳定粒料的强度标准制定以及配合比设计方法研究提供了理论依据.     

粉煤灰充填材料早龄期物理力学特性及其水化过程分析

 针对粉煤灰充填材料早期强度低、变形量大、流动性差、泌水严重等缺陷,基于电阻率法和力学特性测试法研究3种配比粉煤灰充填材料早龄期的体积电阻率、孔隙溶液电阻率、单轴抗压强度和弹性模量随时间的变化规律;结合充填材料初始孔隙度和1 d孔隙度的测试结果,对孔隙度随时间的变化规律作进一步分析。结果表明：(1) 材料的体积电阻率随时间呈升高、降低、再升高的变化规律,孔隙溶液的电阻率随时间呈先急剧下降后趋于稳定的变化规律,但材料的电阻率变化在时间上和数值上受粉煤灰掺量的影响;(2) 材料的单轴抗压强度和弹性模量随水化时间的延长而增大,随粉煤灰掺量的增加而降低;(3) 材料的孔隙度随水化时间的延长呈负指数规律降低,随粉煤灰掺量的增加先降低后增加;(4) 在水化后期,材料的单轴抗压强度和弹性模量与其体积电阻率呈对数相关;(5) 材料早龄期的水化过程可分为吸附期、溶解期、凝结期和硬化期4个阶段。研究结果为进一步了解、改善粉煤灰充填材料早龄期的物理力学特性和实现材料特性的无损检测提供了一定的理论与应用参考。     

水泥粉煤灰复合夹芯墙板的研制

以聚苯乙烯泡沫塑料板、水泥、粉煤灰、增强纤维和外加剂为主要原料生产的水泥/粉煤灰复合夹芯墙板,具有节能保温效果优异和工业废物粉煤灰利用率高的特点,初步探讨水泥/粉煤灰复合夹芯墙板的界面结合机理。     

粉煤灰对水泥浆体化学收缩的影响

水泥水化反应引起的化学收缩会引起砂浆及混凝土的体积变化，可能会导致收缩裂缝的产生。粉煤灰的掺入在一定程度上可减少化学收缩。本文通过一些试验研究所得数据论证了随粉煤灰掺量的增多，化学收缩随之减小，而随细度增加，水泥浆体化学收缩随之略有增大。并通过强度检测验证了测定的化学收缩可间接反映水泥的水化程度。     

水泥水化过程的微观结构模型与数值计算

从微观角度建立了水泥水化过程的三维模型,并根据最小理论水灰比推导出了水化程度α与水化半径R之间的函数表达式。通过对不同水灰比(0.20,0.25,0.30,0.35和0.40)的算例做了水化程度α与水化半径R的数值计算,并与试验数据进行比较。结果表明,该模型能够从微观角度模拟水泥水化过程的组分变化情况。     

高掺量粉煤灰矿渣水泥水化进程及水化热的研究

掺加适当比例的自制复合活性激发剂，配制了高掺量粉煤灰矿渣水泥胶凝材料，运用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和差热分析（DTA）等手段研究了胶凝材料不同龄期的水化物相，测量了水化物早期水化热，结果表明，高掺量粉煤灰矿渣水泥具有较好的胶凝性，早期水化放热较低。     

粉煤灰、矿渣对水泥水化热的影响

研究了不同水灰比硅酸盐水泥净浆的水化放热过程,以及用粉煤灰、矿渣粉配制成的混合水泥的水化放热过程,并研究了硅酸盐水泥和混合水泥的强度发展规律.试验结果表明:用粉煤灰、矿渣粉等量取代部分水泥,胶凝材料的水化热比硅酸盐水泥的水化热要低,但降低的幅度不完全与粉煤灰、矿渣粉的掺量成比例.单从降低胶凝材料水化热的角度看.掺粉煤灰的效果最好,掺矿渣粉的效果次之.强度试验结果表明,用粉煤灰和矿渣取代部分水泥的试件比同水灰比的水泥净浆试件的早期抗压强度小,但是后期强度增加快,从28 d强度看还是不及纯水泥净浆的强度.     

汞压法对水泥浆和掺合料水泥浆孔隙分析

硬化后混凝土材料具有细观、微观多孔隙特征,即使配制良好的高性能混凝土,也含有微孔隙和微裂纹。混凝土内部孔隙率及孔径分布对混凝土材料的性质有重要影响,如强度、变形、容重、导热性、吸水性、抗渗性及耐久性等;而矿物掺合料可改变混凝土内部孔隙的分布,从而影响混凝土的性能;因此,对混凝土材料内部孔隙的研究也是混凝土微观研究的一个重要方面。