磨细高炉矿渣对海工混凝土抗冻性和氯离子扩散性能的影响

以天然海水为介质研究了掺加磨细矿渣的海工混凝土抗冻性和氯离子扩散性能,通过研究水胶比、矿渣和引气剂掺量等因素对混凝土抗冻性和抗氯离子渗透性能的影响.并与普通混凝土进行对比.结果表明:矿渣虽然能提高混凝土的抗氯离子渗透性能但不能提高混凝土的抗冻性;随水胶比减小,矿渣混凝土的抗冻性和抗氯离子渗透性能同时得到提高;矿渣只有与引气剂共同使用,才能同时有效提高混凝土海水环境中的抗冻性和抗氯离子渗透性.以常用抗冻性和氯离子渗透性指标的比值(R)可以反映海工混凝土的耐久性优劣,电子显微镜分析结果与R的评价结果吻合较好.     

磨细矿渣高性能混凝土的试验研究

通过试验,研究了磨细矿渣和水泥用量以及材料配比对混凝土性能的影响。试验结果表明:水胶比是影响矿渣高性能混凝土强度的主要因素;矿渣等量取代水泥有一最佳值;硅粉和减水剂对矿渣高性能混凝土 28d抗压强度影响有一个较优掺量范围。     

磨细矿渣在厦门商品混凝土中的应用

介绍磨细矿渣的基本情况以及磨细矿渣在商品混凝土中应用的情况及前景，说明磨细矿渣在商品混凝土中应用的特性及应注意的问题。     

磨细矿渣对钢纤维混凝土性能影响试验研究

通过掺入20%～30%的磨细矿渣,改变水胶比和钢纤维体积率等条件配制钢纤维高性能混凝土,研究了钢纤维高性能混凝土的流变性能、立方体抗压强度、劈裂抗拉强度等参数的变化规律,探讨了磨细矿渣对钢纤维高性能混凝土的增强作用机理和力学特性影响。     

粒化高炉矿渣粉在海工高性能混凝土中的应用研究

研究了粒化高炉矿渣粉在海工高性能混凝土中的应用,重点研究了反映抗氯盐侵蚀的电量和扩散系数两项指标.随着水灰比的降低,基准混凝土的抗氯离子渗透性不断降低,但仍不能满足海工高性能混凝土的要求.选用水胶比0.35采用大掺量粒化高炉矿渣粉的高性能混凝土的电量和扩散系数显著减小,满足海工高混凝土的抗氯离子渗透性的要求,其掺量约70%.     

钢渣矿渣复合对海工混凝土耐久性影响的试验研究

通过胶砂试验、混凝土抗氯离子渗透试验和混凝土抗硫酸盐侵蚀试验,研究了钢渣粉与矿渣粉复合掺入对混凝土海工耐久性能的影响.试验结果表明:钢渣粉和矿渣粉具有很好的复合强化效应,复合掺入后对混凝土抗氯离子渗透和抗硫酸盐侵蚀性能都有较好的改善作用.综合考虑钢渣矿渣的活性、混凝土的海工耐久性以及钢渣利用的最大化,海工混凝土中钢渣矿渣复合掺入的总量,可控制在胶凝材料总量的40％～50％,矿渣与钢渣的比控制在6∶4左右.这样可保证钢渣掺量较大的同时,混凝土的海工耐久性亦得到有效提升.     

磨细矿渣掺量对混凝土徐变性能的影响及其机理

为研究磨细矿渣对混凝土徐变性能的影响,在(20±1)℃,相对湿度为(60±5)%的条件下测试了33%载荷水平下磨细矿渣等量取代水泥量分别为0,30%,50%和80%4种情况下混凝土的徐变度.结果表明:磨细矿渣掺量(质量分数,下同)为30%和50%时,磨细矿渣对混凝士徐变性能的影响不明显,当磨细矿渣掺量增加为80%时,混凝土抵抗徐变的能力大大下降,其1 a的徐变度为不掺矿渣混凝土的1.74倍.通过扫描电镜二次电子成像观测,结合压汞法测试基体的孔隙率与孔径分布,对不同掺量下的磨细矿渣及水泥颗粒与基体的结合情况进行了分析研究.采用烧失量法测试水泥-矿渣体系中的非蒸发水量来表征水化产物数量,并基于纳米压痕技术测量了磨细矿渣与水泥颗粒的弹性模量,通过上述几种实验方法的联合观测分析,对磨细矿渣影响混凝土徐变性能的机理进行了详细研究.由于磨细矿渣颗粒的弹性模量略低于水泥颗粒,故不能通过"微集料效应"抑制混凝土的徐变.混凝土徐变性能受水泥及磨细矿渣颗粒与基体的界面结合状况的影响较大,当界面结合良好时,可忽略其对混凝土徐变的影响,混凝土的徐变度和体系的水化产物数量正相关;当界面结合不良时,其对抑制混凝土徐变的负面效应显著增强,徐变性能受到水化产物数量与界面结合情况的双重影响.     

矿渣混凝土的氯离子结合能力研究

通过自然扩散法测定了矿渣混凝土中总氯离子和自由氯离子含量,获得了混凝土对氯离子的结合能力,研究了扩散深度、养护时间和矿渣掺量对氯离子结合能力的影响规律.结果表明,矿渣混凝土氯离子结合能力随着扩散深度的增加而逐渐增加;随着养护时间的延长,矿渣混凝土氯离子结合能力起初呈不断增大的趋势,当养护时间大于365 d时,增长趋势逐渐趋于稳定;随着矿渣掺量的增加,混凝土的氯离子结合能力呈先增加后减小的规律,氯离子结合能力最大时的矿渣掺量为30％.     

磨细矿渣粉和粉煤灰双掺对水泥性能影响的正交试验

将活性较差的粉煤灰和活性较好的磨细矿渣粉与水泥一起混合可使各自的性能得到充分的发挥,并能减少水泥熟料的掺量,降低水泥成本;本文试验研究了在水泥中掺磨细矿渣粉和粉煤灰对水泥性能的影响,同时这项研究还可为在混凝土中的双掺混合材、降低混凝土的成本提供参考。1试验材料水泥:日本小野田水泥P·II52.5;磨细矿渣粉(SP):日本津久见S75级;粉煤灰(F):深圳妈湾电厂I级(MⅠ)、II级(MⅡ)及汕头II级(SⅡ);外加剂:3种萘系减水剂。各原材料的性能指标见表1～表4。表1日本小野田水泥的化学组成%LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3Na2OK2O2…     

粉煤灰和矿渣粒度分布对混凝土微观结构和抗氯离子渗透性的影响

针对胶凝材料比表面积和粒度分布等物理性质存在的差异,将P·Ⅱ水泥,Ⅰ级、Ⅱ级粉煤灰和S95级、S105级矿渣进行互掺,固定水泥用量,设计了4种粉煤灰和矿渣的组合方式,通过流动度试验分析了组合方式对净浆流动性的影响,并将粒度分布曲线与Fuller分布曲线进行了比较。在净浆配合比的基础上,对不同组合方式的混凝土进行了工作性、力学性能及自由氯离子浓度测试,探讨了粉煤灰和矿渣的粒度分布对混凝土强度和抗氯离子渗透性的影响,并对硬化浆体水化产物的微观形貌和化学组成进行了分析,揭示了影响机理。研究结果表明,矿物掺合料的粒度分布是决定颗粒级配优劣的重要因素。Ⅰ级粉煤灰具有更强的滚珠效应,在提高流动性方面起了关键性作用。粉煤灰和矿渣的水化及火山灰反应程度影响着混凝土的力学性能和耐久性能,由于Ⅰ级粉煤灰有更大的比表面积,火山灰活性也较高,因此Ⅰ级粉煤灰和S95/S105级矿渣组合的净浆流动度,混凝土的工作性、抗压强度和抗氯离子渗透性均明显高于Ⅱ级粉煤灰和S95/S105级矿渣组合。其中Ⅰ级粉煤灰和S95级矿渣组合的胶凝材料粒度分布曲线与Fuller曲线最为接近,粒度分布最优,水化浆体中Ca(OH)₂含量最低,火山灰反应最为充分,对应的混凝土微观结构致密,抗氯离子渗透性最好。     

An investigation into the strength development of Wastepaper Sludge Ash blended with Ground Granulated Blastfurnace Slag

Wastepaper Sludge Ash (WSA) contains reactive components such as free lime (CaO), and less reactive and inert mineral species. When water is added to WSA some constituents hydrate faster than others, lime being the fastest giving high alkalinity to the solution. If the WSA is combined with Ground Granulated Blastfurnace Slag (GGBS) then the latter, activated by the raised pH, produces new minerals which will contribute further to the strength development of the paste. The kinetics of the hydration reactions and the possible ways of making lime a more effective contributor in activating other phases in the WSA–GGBS system are discussed.     

掺粒化高炉矿渣粉预拌混凝土及其在工程中的应用

介绍掺加粒化高炉矿渣粉预拌混凝土的研究和应用.     

粉煤灰与矿渣的早期火山灰反应放热行为及其机理

针对大体积混凝土绝热温升计算中粉煤灰与矿渣的火山灰反应放热问题,利用微量热仪法测试了不同掺量粉煤灰和矿渣对水泥水化热及放热速率的影响规律,分析了粉煤灰和矿渣水化3d以前的火山灰反应放热行为,采用X射线衍射与差示扫描量热–热重法研究了粉煤灰与矿渣对水泥早期水化及其火山灰放热行为的影响机理。结果表明：粉煤灰与矿渣水化3d时火山灰反应热分别约为3～5J/g和15～16J/g。粉煤灰对水泥水化的阻碍作用在水化24h前最为明显,其火山灰效应主要发生于水化24h之后;矿渣对水泥水化有促进作用,自加水开始即表现出一定的火山灰效应。粉煤灰与矿渣掺入后有助于水泥水化产物中钙矾石的稳定,钙矾石抑制了水泥水化,Ca（OH）2生成量减少,因而粉煤灰与矿渣的火山灰反应也受到影响。     

纤维再生混凝土的抗冻性能及孔结构研究

试验采用等体积砂浆法配制再生骨料取代率为15％,强度为C30的再生混凝土,分别掺体积分数为0％,0.5％,1％,1.5％的钢纤维及0.2 kg/m3,0.5 kg/m3,0.8 kg/m3的聚丙烯纤维,研究钢纤维及聚丙烯纤维掺量对再生混凝土抗冻性能的影响.结果表明,几组再生混凝土抗冻性能均良好,在冻融循环后期纤维再生混凝土的优势显现,掺0.2 kg/m3的聚丙烯纤维改善抗冻性能效果明显,其次是掺量为0.5 kg/m3的钢纤维再生混凝土,钢纤维掺量为1％和1.5％的再生混凝土抗冻性能稍好于不掺纤维及钢纤维掺量为0.5％的再生混凝土,掺0.8 kg/m3的聚丙烯纤维再生混凝土的抗冻效果最差.通过孔结构测试,表明再生混凝土抗冻性能与孔结构有密切联系.     

模袋混凝土抗冻性与孔结构试验研究

内蒙古河套灌区的模袋混凝土渠道衬砌防渗工程经过季节性的冻融循环后破环严重.为了提高模袋混凝土的抗冻耐久性能,通过模袋混凝土冻融循环试验和孔结构试验,分别研究了不同比例内掺大理石粉和粉煤灰的模袋混凝土在黄河水和清水中的抗冻耐久性.试验结果表明,双掺大理石粉和粉煤灰的试件在黄河水中冻融循环200次后,质量损失和相对动弹模量比单掺粉煤灰减小的更少;服役的模袋混凝土在黄河水中冻融循环的破环程度比清水中的大.进一步分析混凝土的抗冻耐久性指数DF值与其孔结构的关系,发现模袋混凝土的孔隙率、气孔数量、比表面积越大DF值越小,平均半径、间距系数越大则DF值越大;利用灰色关联度分析了孔结构参数对抗冻耐久性的影响程度,发现平均半径、间距系数对模袋混凝土的抗冻耐久性影响最大,为模袋混凝土渠道衬砌的配合比优化提供强大的理论支撑.     

不同含气量混凝土的孔结构及抗冻性分析

本文以引气混凝土为研究对象,采用压汞法、气孔分析法、快速冻融法测试了不同含气量下混凝土的孔隙结构及抗冻性,此外,还分析了不同含气量下混凝土的抗压强度.结果表明:掺入引气剂时,在混凝土含气量增加的同时,可使混凝土孔隙率、总孔体积、总孔面积增加,平均孔径、孔间距系数减小,孔径均匀分布,显著改善混凝土的内部孔隙结构,提高混凝土的抗冻性,但受强度影响,混凝土的含气量存在一个合理范围,既可以提高混凝土的抗冻性,又不会造成强度的大幅损失.     

基于孔结构分形的混杂纤维混凝土抗冻性能研究

为研究粉煤灰掺量对钢-聚丙烯纤维混凝土抗冻性能的影响,设计并制备6种粉煤灰替代率的混杂纤维混凝土,对其进行冻融循环及盐冻循环试验,测试其质量损失、相对动弹模量及弯曲韧性。基于热力学模型计算冻融前后混凝土孔结构分形维数,建立分形维数与混凝土弯曲韧性之间的关系。结果表明:当粉煤灰质量掺量为5%~15%时,随粉煤灰掺量增多,混杂纤维混凝土的抗冻性能明显提升;继续增加粉煤灰掺量至20%,混杂纤维混凝土的弯曲韧性开始降低。混杂纤维混凝土内部孔具有明显的分形特征,分形维数与无害、少害孔总孔隙占比及多害孔孔隙占比均有良好的线性相关性。同时,混杂纤维混凝土孔分形维数与峰值荷载、能量吸收值呈正相关,分形维数越大,混凝土所能承受的峰值荷载越高、能量吸收值越大。     

电石渣激发钢渣-矿渣固化淤泥质土的试验研究

钢渣和矿渣是常见的两种工业废渣,大量堆放且资源化利用困难。以钢渣粉和矿渣粉为基础材料,电石渣粉作为激发剂,可对淤泥质土进行固化处理。通过开展无侧限抗压强度试验,分析固化淤泥质土的强度特性和应力-应变关系,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等微观测试,探索电石渣激发钢渣-矿渣固化淤泥质土的作用机理。结果表明,电石渣粉质量掺量为6%时,电石渣-钢渣-矿渣固化淤泥质土无侧限抗压强度最大,28 d固化淤泥质土强度与同龄期水泥土相当,且具有较好的延性。电石渣可以提供碱性环境和大量钙离子,有效激发钢渣和矿渣的水化活性,促进C-S-H凝胶的大量生成,同时促进离子交换和团粒化作用,使固化淤泥质土强度显著提高。