早期受冻环境下含粉煤灰水泥砂浆力学性能及作用机理研究

研究了早期受冻环境下粉煤灰单掺以及与硅灰复掺情况下水泥砂浆试件的力学性能及其微观形貌的变化。结果表明,同配合比试件在标准养护条件下预养护2 h再在-15℃受冻8 h时,其3 d抗压强度与标准养护3 d的抗压强度相差不大。在单掺粉煤灰15%时,2 h标养后冻8 h的3 d强度达到标养的78.9%;粉煤灰掺入15%硅灰8%时的2 h标养受冻8 h的3 d强度能达到标养的81.0%,复掺后强度有所提高。粉煤灰等掺合料掺入有利于降低总孔隙率,而最可几孔径下降幅度较大,未掺加8 h受冻时为50.39 nm,而在8%硅灰20%粉煤灰受冻8 h时为11.06 nm,说明粉煤灰的加入降低了大孔含量,增加无害孔含量,而无害孔可以抵抗早期冻胀应力,合理的孔结构有利于提高水泥基材料的早期抗冻性。     

硫铝酸盐水泥混凝土抗冻性的研究

主要研究了水灰比、掺合料复掺(矿渣:粉煤灰=2:1)的不同掺量、单掺矿渣、单掺粉煤灰以及引气剂对硫铝酸盐水泥基混凝土抗冻性性能的影响.结果表明:在硫铝酸盐水泥基混凝土中,随着水灰比的降低,其抗冻性增加;而掺合料的加入使混凝土的抗冻性明显降低,且掺量越高,其抗冻性降低越明显;但复掺时的效果比单掺时的效果较好,粉煤灰的效果最差;另外,引气剂的加入,可以大大提高硫铝酸盐水泥基混凝土的抗冻性.     

早期受冻环境下含矿粉水泥砂浆抗冻性能研究

研究了不同掺量矿粉及与硅灰复配对不同的早期受冻环境下水泥砂浆的强度、水化产物及其微观形貌的影响。结果表明:在添加复合防冻剂的情况下,预养护2 h以上的试块进行-15℃受冻8 h,试件3 d强度发展几乎不受影响,与标养3 d的强度相差不大。预养护2 h,进行-15℃受冻8、10、12 h,复掺时矿粉10%硅灰8%时早期抗冻效果最佳。通过3 d龄期试件的微观形貌和孔隙观测,可发现矿粉的加入使孔隙率有一定程度的降低,但是相比于未掺加组变化不是很大;当矿粉与硅灰复掺时,孔隙率和最可几孔径均有较大幅度的降低,8%硅灰+10%矿粉10 h受冻组的最可几孔径为32.29 nm,相比于未掺加组的151.04 nm,有很大程度的改善。说明了矿粉与硅灰的复掺能促进早期水化产物的形成,降低有害孔的含量,优化孔隙分布及孔径的大小,使试件能够有效抵抗早期受冻的破坏。     

水泥基材料早期抗冻性的影响因素及作用机理

研究了早期受冻环境下复合抗冻剂、受冻时间以及矿物掺合料对水泥基材料的力学性能、水化进程、水化产物以及孔结构分布的影响。结果表明,早期受冻时间越长,对早期强度发展的影响越大,强度越低,微观结构越不利于性能的发展;复合抗冻剂对水泥水化进程、孔结构分布有很大的改善作用,水化硅酸钙凝胶增多,Ca(OH)_2的量减少,孔隙率和最可几孔径降低,多害孔减少,无害孔增多;矿物掺合料在有激发剂存在时可对水化进程和孔结构分布进行改善,减少具有局部脆弱缺陷结构的Ca(OH)_2出现,促进团聚状凝胶的形成,并细化孔径,减少多害孔,提高早期抗冻性。     

建筑垃圾、粉煤灰双掺对压制成型水泥基材料性能影响的研究

针对建筑垃圾、粉煤灰双掺在压制成型水泥基材料的应用进行研究,探索了建筑垃圾取代全部河砂、粉煤灰以不同掺量取代水泥时对水泥基材料强度和耐久性的影响规律。研究结果表明:在建筑垃圾取代全部河砂的前提下,掺有粉煤灰的水泥基材料强度随粉煤灰掺量的增加而降低;随着养护龄期的延长,水泥基材料的强度增长率随着粉煤灰掺量的增加呈增加趋势。在耐久性能方面,粉煤灰掺量≤50%时,满足D100的抗冻等级指标,掺量达到66.7%时,只能满足D50的抗冻等级指标。     

不同类型C50混凝土孔结构与耐久性关系的研究

为了更深入了解C50混凝土组成材料与孔结构对混凝土耐久性的影响,通过压汞法、快速冻融法、美国电量法、干湿循环腐蚀法等试验方法分析了复合矿物外加剂和引气剂单掺及双掺对C50混凝土孔结构与耐久性的影响规律.结果表明,对于C50混凝土.单掺复合矿物外加剂对孔隙率的影响较小,但其中无害孔比例增加,少害孔、有害孔、多害孔的比例则减少,这对抗渗性、抗腐蚀性较为有利,但对抗冻性的改善不明显;掺人引气剂可以增加混凝土闭口孔隙率,对混凝土抗冻性明显有利,但由于增加了20nm以上的开口孔,其抗渗性、抗腐蚀性有所降低;双掺时,虽增加了混凝土孔隙率,但可以使混凝土的孔径分布比单掺引气混凝土时相对合理,因而对混凝土抗冻性、抗渗性、抗腐蚀性均有利.     

养护制度对超高强水泥基材料水化的影响

对比研究了标准养护(20℃、相对湿度≥95%)、早期高温养护(90℃蒸汽养护或水浴养护)下单掺粉煤灰或矿粉的超高强水泥基材料的抗压强度发展规律,并利用热重差热联用热分析仪(TG-DTA)定量分析了其氢氧化钙含量。结果表明:单掺粉煤灰或矿粉试样抗压强度高于纯水泥试样,3 d强度提高2.0%~14.8%,7 d强度提高8.5%~20.4%,28 d强度提高18.0%以上。90℃蒸汽养护3 d可使掺加20%矿粉或纯水泥超高强水泥基材料强度达到标准养护28 d时的强度,且其氢氧化钙量与标准养护28 d水泥基材料中的氢氧化钙量相当。90℃水浴养护3 d的超高强水泥基材料略低于标准养护28 d时的强度。粉煤灰或矿粉通过后期火山灰反应降低了超高强水泥基材料的氢氧化钙含量,且同掺量矿粉的超高强水泥基材料中的被反应的氢氧化钙量更多。     

混凝土微观结构与其抗冻融能力的关系研究

按一定强度制作四组混凝土试件,一组不掺粉煤灰和引气剂,一组单掺粉煤灰,一组单掺引气剂,另一组双掺粉煤灰和引气剂,然后测定各组试件的抗冻融性能指标和内部孔结构。试验结果表明,双掺粉煤灰和适量引气剂,可以改善混凝土内部的孔结构,使孔径在50 nm以下的孔所占比例明显提高,100~200 nm范围内的有害孔大大减少,从而使混凝土的抗冻融能力显著增强。     

复掺稻壳灰/硅灰以及橡胶粉对水泥砂浆性能的影响

将原状稻壳在600℃控温煅烧,制备了高活性的稻壳灰,采用力学方法和快速冻融法分别研究了稻壳灰和硅灰的复掺比例以及橡胶粉的掺量对水泥基材料抗压强度、抗折强度以及抗冻性的影响。研究表明:随着橡胶粉掺量的不断增加,水泥基材料的抗压强度和抗折强度都有不同程度的降低,但抗冻性得到了较为明显的提高;随着稻壳灰取代硅灰比例的增加,水泥基材料的抗压强度、抗折强度都有一定程度的提高,当取代比例达到100%时,28 d抗压强度、抗折强度分别较基准组提高了15.4%和16.0%,除此之外,水泥基材料的抗冻性得到了较为明显的提高,在取代比例为100%时抗冻性达到最佳;最后,通过扫描电镜分析表明橡胶粉能够在水泥基体中引入大量封闭微小的气泡,它们是影响水泥基体抗冻性的一个很重要的因素。     

引气剂对新型水泥基材料抗冻融性能的影响研究

本文在煤矸石、粉煤灰水泥中掺入两种不同类型的引气剂,以工作性能、力学性能和微观结构为指标,研究引气剂种类和掺量对新型水泥基材料性能的影响及其相容机制。研究结果表明,煤矸石水泥、粉煤灰水泥具有较好的抗冻性能,引气剂的掺入改善了新型水泥基材料的抗冻性能,且与煤矸石、粉煤灰水泥具有较好的相容性。     

磷酸镁水泥基材料的改性研究

磷酸镁水泥(MPC)是由过烧氧化镁、磷酸盐、缓凝剂及其它改性材料制备而成的无机胶凝材料,与普通硅酸盐水泥相比,MPC具有水化速度快、早期强度高等优点,被广泛应用于土木工程修复领域。简要概括了磷酸镁水泥的性能特点,综述了矿物掺合料对磷酸镁水泥砂浆力学性能影响的研究进展;分析并总结了粉煤灰、硅灰和钢渣等3种常见矿物掺合料单掺或复掺对磷酸镁水泥的改性效果。结果表明,单掺钢渣会降低MPC的抗折强度,提高MPC的抗压强度;单掺粉煤灰会降低MPC的抗压和抗折强度;单掺硅灰及复掺硅灰和粉煤灰对MPC的抗压和抗折强度的影响较小。     

低强度大流动性引气混凝土耐久性的试验研究

在分析甘肃气候、环境特点及混凝土所用材料的基础上,对于低强度大流动性引气混凝土,通过快速冻融法、美国电量法、干湿循环腐蚀法等分析了引气剂和复合矿物外加剂单掺及复掺对C20、C30混凝土抗渗性、抗冻性、抗腐蚀性等耐久性的影响规律.与基准混凝士相比,从抗冻性来看,双掺矿物外加剂和引气剂时效果最好,单掺矿物外加剂稍好,单掺引气剂时对C30混凝土效果居中,但对C20混凝土效果最差.从抗渗性来看,双掺矿物外加剂和引气剂时效果最好,单掺矿物外加剂次之,单掺引气剂稍有降低.从抗腐蚀性来看,单掺矿物外加剂效果最好;双掺矿物外加剂和引气剂时次之,单掺引气剂抗腐蚀性降低.     

基于多孔粉煤灰的水泥基相似材料自养护技术研究

为了提高水泥基相似材料在自然环境下的养护效果,采用多孔粉煤灰作为填料研究其对相似材料性能的影响规律。结果表明:水泥基相似材料中,水泥作为凝胶材料提供相似材料的强度;在空气中进行自然养护的条件下,通过掺入多孔粉煤灰,能够提高相似材料的力学性能。粗粉煤灰掺量5%时相对于没有掺时的强度增加值超过50%~100%,粗粉煤灰替代10%时又比替代5%的强度增加值超过20%~80%。由于粗粉煤灰具有不同尺寸的开口孔,在水泥浆体搅拌过程中这些孔可以吸收并储存适量的水,在水泥硬化过程中,这些储存在孔中的水就会逐渐释放出来,表现为对水泥基相似材料一定的自养护功能。     

多元矿物掺合料对泡沫混凝土性能影响研究

为研究矿物掺合料对泡沫混凝土力学性能、导热系数、抗冻性的影响,以粉煤灰掺量10%的泡沫混凝土为基准,通过分别单掺硅灰和矿粉及复掺硅灰、矿粉研究了矿物掺合料对泡沫混凝土性能的改善作用。结果表明:当分别单掺硅灰和矿粉时,泡沫混凝土的抗压强度、抗折强度及抗冻性均得到一定提升,导热系数随之增大;当复掺硅灰和矿粉,且复掺比例为2∶1时,泡沫混凝土的强度和抗冻性最佳,导热系数最大。     

低温环境下早期养护方式对混凝土力学性能的影响

低温环境下,早期养护方式对混凝土力学性能具有重要影响。对比分析了标准养护、自然养护、覆盖棉被养护与发热毯养护等4种养护方式下,不同胶材体系混凝土力学性能的变化。结果表明：与棉被养护、自然养护相比,发热毯养护可以显著提高低温环境下混凝土的早期抗压强度,7 d抗压强度最高可达到28 d抗压强度的97%;复掺硅灰和粉煤灰时,混凝土各龄期的抗压强均较单掺粉煤灰时高,最高抗压强度可提高至单掺粉煤灰的108.5%,对提高低温环境下混凝土的抗冻性能有利。不同养护方式导致的温度及相对湿度的改变对混凝土动弹性模量和抗压强度之间的关联性会造成影响。     

玄武岩纤维与粉煤灰协同作用对火山渣轻集料混凝土性能的影响

研究了玄武岩纤维单掺、玄武岩纤维与粉煤灰复掺对火山渣轻集料混凝土工作性能、力学性能及其抗冻性能的影响规律,结果表明:单掺玄武岩纤维能改善火山渣轻集料混凝土粗骨料上浮和分层离析的缺陷,但会导致坍落度降低;在标准养护条件下能显著提高火山渣轻集料混凝土早期强度,但后期增强效果不佳。当玄武岩纤维与粉煤灰复掺时,粉煤灰的形态效应可提高玄武岩增强火山渣轻集料混凝土的流动性,延长了玄武岩纤维对火山渣轻集料混凝土后期力学性能的增强时效;通过XRD分析、XRF分析和SEM微观分析表明:粉煤灰的掺入可降低水泥基体中Ca(OH)_2含量和对玄武岩纤维的碱腐蚀程度,加上粉煤灰自身后期的二次水化,改善了水泥基体的界面性质,大大提高了火山渣轻集料混凝土的后期强度和抗冻性。     

矿物掺合料对混凝土抗冻性的影响

通过硬化水泥浆体孔结构、混凝土力学性能和抗冻融指数等项目的测试,研究了孔结构对不同强度等级混凝土抗冻性的影响.结果表明:直径小于20 nm的孔与混凝土的强度及抗冻性均成正关联,为无害孔;直径大于20 nm的孔与混凝土的强度及抗冻性均成负关联,为有害孔;硅灰和粉煤灰双掺及硅灰、粉煤灰和矿渣三掺对水泥浆体孔结构均产生不同程...     

矿物掺合料对水泥基自流平砂浆性能影响研究

研究了不同掺量粉煤灰、矿渣、硅粉对水泥基自流平砂浆抗压强度、抗折强度和流动性的影响。结果表明:在砂浆中掺入粉煤灰时,砂浆流动性及强度随粉煤灰掺量的增加呈现先增大后减小的趋势;复掺时,等量矿渣和粉煤灰双掺及等量矿渣、粉煤灰和硅粉三掺砂浆的流动度提高最为显著,均达到350 mm,并且其抗压强度高于同龄期基准水泥及单掺粉煤灰10%的砂浆。     

-3℃养护下引气混凝土强度及孔径分布规律研究

以负温养护下的混凝土为研究对象,探究恒定负温(-3℃)养护和标准养护条件下,引气剂的掺量对混凝土抗压强度的影响以及两种养护方式下混凝土达到等强度时的龄期与孔径分布差异。试验得出两种养护方式下,引气剂的掺入均会降低混凝土的强度,且掺量越大,强度越小;引气剂掺量对于两种养护方式下混凝土达到等强度的龄期没有影响,均在同一时间达到等强度;另外引气剂对混凝土的孔径分布产生负影响,会使孔径分布劣化;同一引气剂掺量下,负温养护下的混凝土孔径分布差于标养,混凝土达到了等强度,并未达到等孔结构。     

掺合料对再生混凝土三孔砖力学及抗冻性能的影响

利用废弃黏土砖制备再生混凝土三孔砖,通过改变粉煤灰、矿粉的掺量,研究单掺、复掺掺合料裹骨料对再生混凝土三孔砖的抗压强度和冻融循环后强度损失及质量损失的影响。结果表明:采用粉煤灰、矿粉裹骨料搅拌工艺制备再生混凝土三孔砖,改善了混凝土三孔砖的力学及抗冻性能,使混凝土三孔砖达到国家承重墙体材料的标准要求。复掺矿粉、粉煤灰的改性效果优于单掺掺合料改性效果,当矿粉掺量为20%,粉煤灰掺量10%时,改性效果最优,混凝土28 d抗压强度达到最大值47.2 MPa,抗冻性最好,其抗冻质量损失最低为0.3%,强度损失最低为8%。