偏高嶺土對堿礦渣水泥砂漿干縮性能的影響

從收縮可逆性的角度,通過測試標準干燥養(yǎng)護后再水養(yǎng)護的砂漿試件收縮值的變化情況,對堿-礦渣水泥砂漿的干縮特性進行了系統(tǒng)的研究。結果表明:堿-礦渣水泥砂漿的干縮明顯大于同條件下普通水泥砂漿的干縮,水玻璃-礦渣水泥砂漿、naoh-礦渣水泥砂漿14d干縮值分別為普通水泥砂漿的5.5倍和2.2倍;堿礦渣水泥砂漿干縮中絕大部分是不可逆的,標準干燥養(yǎng)護14d再水養(yǎng)護的水玻璃-礦渣水泥砂漿、naoh-礦渣水泥砂漿不可逆收縮分別占總干縮的86%和68%。

從收縮可逆性的角度，通過測試標準干燥養(yǎng)護后再水養(yǎng)護的砂漿試件收縮值的變化情況，對堿-礦渣水泥砂漿的千縮特性進行了系統(tǒng)的研究。結果表明：堿-礦渣水泥砂漿的干縮明顯大于同條件下普通水泥砂漿的干縮，水玻璃-礦渣水泥砂漿、naoh-礦渣水泥砂漿14d千縮值分別為普通水泥砂漿的5．5倍和2．2倍；堿礦渣水泥砂漿干縮中絕大部分是不可逆的，標準干燥養(yǎng)護14d再水養(yǎng)護的水玻璃-礦渣水泥砂漿、naoh-礦渣水泥砂漿不可逆收縮分別占總干縮的86％和689／5。

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研究了堿當量(以氧化鈉當量計)、水膠比和膠砂比對堿礦渣水泥砂漿抗碳化性能的影響,并與硅酸鹽水泥砂漿進行了對比試驗。結果表明:在相同水膠比條件下,堿礦渣水泥砂漿比硅酸鹽水泥砂漿更易碳化,且水膠比越大,膠砂比越小,碳化越嚴重。在3%～6%范圍內,隨著堿當量的增加,堿礦渣水泥砂漿的碳化程度減小。擴展度相當時,水玻璃為堿組分的堿礦渣水泥砂漿的抗碳化能力強于硅酸鹽水泥砂漿。

通過試驗研究了幾種不同減水劑在固定水灰比和水泥漿體量的情況下對水泥砂漿干縮性能的影響,試驗結果表明:砂漿干縮值尤其是早期收縮值隨著減水劑摻量的增加而增大,且高效減水劑比普通減水劑增大砂漿干縮值的效果更加明顯。

通過試驗研究幾種不同減水劑在固定水灰比和水泥漿體量的情況下對水泥砂漿干縮性能的影響。試驗結果表明:砂漿干縮值尤其是早期收縮值隨著減水劑摻量的增加而增大,且高效減水劑比普通減水劑增大砂漿干縮值的效果更加明顯。

研究了不同長度及摻量的聚丙烯纖維對堿礦渣水泥砂漿性能的影響。結果表明:6mm和12mm聚丙烯纖維摻量為0.04%~0.16%時,能提高堿礦渣水泥砂漿的流動度,改善堿礦渣砂漿的工作性,但隨著纖維摻量的增加,流動度增加幅度減小。摻入6mm聚丙烯纖維0.12%時,砂漿的早、后期抗壓強度都有所降低,但28d抗折強度提高25.5%,折壓比提高33.3%;當摻入12mm聚丙烯纖維0.12%時,28d抗壓、抗折強度分別增加11.8%和30.6%,且28d折壓比提高25%。相比而言,在同等摻量時,摻入12mm的聚丙烯纖維對堿礦渣水泥砂漿抗壓、抗折強度的貢獻優(yōu)于摻入6mm的聚丙烯纖維。

攀鋼提鈦高爐礦渣(簡稱為提鈦渣)中的tio2、氯離子和晶體物質含量較高,容易吸潮,而且因其顆粒較粗且其中所含tio2會與cao形成鈣鈦礦,所以其水化活性較低.經(jīng)過水洗、烘干、磨細后,提鈦渣的氯離子質量分數(shù)從3.14%下降為0.45%,減輕了氯離子對鋼筋安全性的不利影響;同時,其水化活性提高,使內摻50%(質量分數(shù),下同)磨細提鈦渣的水泥砂漿強度活性指數(shù)從36%提高到68%,內摻30%磨細提鈦渣的水泥砂漿強度活性指數(shù)達到84%;磨細提鈦渣的水化活性低于s95級商品礦渣粉,高于ⅱ級粉煤灰;磨細提鈦渣改善了水泥石的微觀結構,降低了水泥水化產(chǎn)物ch的定向生長取向性,使ch晶體尺寸變小,從而消除了大塊ch晶體與周圍其他水化產(chǎn)物的不良界面,對混凝土的耐久性有利.

通過酚酞試劑、xrd、sem分析等方法,對水玻璃激發(fā)的堿礦渣水泥砂漿的抗碳化性能進行了研究。試驗結果表明:水玻璃-礦渣水泥砂漿的碳化比硅酸鹽水泥砂漿嚴重;碳化深度隨堿當量的增大而減小;隨水玻璃模數(shù)增大,砂漿的碳化深度先減小后增大,模數(shù)為1.2時,堿礦渣水泥砂漿抗碳化性能最好;水玻璃-礦渣水泥砂漿碳化后所生成的碳酸鈣主要以方解石和霰石的形式存在,水玻璃-礦渣水泥砂漿碳化后抗壓強度會降低。

根據(jù)蒲心誠教授提出的偏高嶺土火山灰效應定量分析方法,進行了偏高嶺土對水泥凈漿(以下簡稱凈漿)火山灰效應強度貢獻率(以下簡稱強度貢獻率)的影響研究.結果表明:隨著偏高嶺土摻量的增加,其凈漿強度貢獻率增加;隨著養(yǎng)護齡期的增加,其凈漿強度貢獻率呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢,且7,d時出現(xiàn)最低值;3、28,d時小粒徑偏高嶺土(2.5和3.75,μm)的凈漿強度貢獻率明顯高于7,d時的值,這說明偏高嶺土火山灰效應主要是發(fā)生在早期(3,d)和后期(28,d);而大粒徑偏高嶺土和補充激發(fā)劑則有利于提高其中期(7,d)凈漿強度.

以d50=1.03μm的偏高嶺土依次取代0、20%、40%、60%、80%和100%的二氧化硅微粉,研究了偏高嶺土對耐火材料基質常溫強度、泛霜性能、熱處理后線收縮率、不同溫度(600℃、800℃和1000℃)的熱處理以及800℃重燒10次后的力學性能。結果表明,偏高嶺土不利于在800℃重燒時基質強度的提高,但偏高嶺土能夠較好地改善基質的泛霜性能,減小基質熱處理后的線收縮率,且在偏高嶺土替代二氧化硅微粉量為40%時,基質具有良好的常溫和熱處理后的力學性能。

固定na2o當量為4%,測試了不同混合堿溶液對堿礦渣水泥凝結時間的影響及抗壓強度發(fā)展規(guī)律。其中,混合堿溶液由水玻璃、na3po4·12h2o及naoh按規(guī)定比例兩兩混合而成。結合水化熱分析了混合堿溶液在堿礦渣水泥中的水化過程。結果表明:na3po4·12h2o主要影響堿礦渣水泥凝結時間,在低摻量下,對堿礦渣水泥起緩凝作用;在高摻量下,引起堿礦渣水泥速凝,但漿體長時間不硬化。加入na3po4·12h2o后,水泥石早期強度低而后期強度較高。

研究了摻加不同功能化學外加劑(減縮劑、早強劑及結晶抑制劑)及30%石灰石粉的普硅水泥砂漿試件在(5±1)℃下,質量分數(shù)5%的mgso4溶液中的外觀變化、強度發(fā)展及其化學成分分析。結果表明:經(jīng)侵蝕360d后,摻加不同功能化學外加劑的各砂漿試件均出現(xiàn)了碳硫硅酸鈣晶體,說明實驗所用化學外加劑不能從根本上解決tsa問題,但在侵蝕早期(210d)除結晶抑制劑外均可有效延緩水泥砂漿tsa的發(fā)展。

通過圓環(huán)法的對比試驗,研究了不同體積分數(shù)下聚丙烯纖維對水泥砂漿干縮開裂形態(tài)的影響,結果表明:聚丙烯纖維體積分數(shù)越高,水泥砂漿出現(xiàn)初始裂縫的時間越晚;各種體積分數(shù)下聚丙烯纖維水泥砂漿的裂縫形態(tài)均為多發(fā)型細微裂縫.分析了不同體積分數(shù)聚丙烯纖維對水泥砂漿干縮開裂性能的作用機理,以及多縫出現(xiàn)的原因.

利用圓環(huán)法測試研究了聚丙烯纖維摻量、長度、幾何形狀等參數(shù)對水泥砂漿在硬化階段抗干縮開裂性能的影響.實驗結果表明:三葉形聚丙烯單絲纖維的摻加能明顯改善水泥砂漿在硬化階段的抗干縮開裂性能,且其摻加的量越多,水泥砂漿的抗干縮開裂性越好;聚丙烯纖維橫截面形狀不同,其對水泥砂漿抗干縮開裂性的作用效果也不同,其中橫截面為三葉形的聚丙烯單絲纖維對水泥砂漿抗干縮開裂性的作用效果較好;摻入的三葉形聚丙烯單絲纖維長度越長,水泥砂漿的抗干縮開裂性越好;三葉形聚丙烯單絲纖維經(jīng)表面處理后,其對水泥砂漿抗干縮開裂性的影響有所增大.

選用萘系高效減水劑(萘系)、木質素磺酸鈣(木鈣)、葡萄糖酸鈉、砂漿塑化劑、c18h29so3na、c15h34cln,測試其對堿礦渣水泥砂漿性能的影響。結果表明:木鈣和萘系均對堿礦渣水泥砂漿有一定的塑化作用,且前者比后者的效果明顯;萘系與引氣劑復摻較單摻萘系對堿礦渣水泥砂漿的塑化作用明顯;木鈣與萘系復摻,較單摻一種減水劑對堿礦渣水泥砂漿的塑化作用效果明顯;在相同用水量情況下,木鈣可提高堿礦渣水泥砂漿的強度,而萘系會降低堿礦渣砂漿的強度。木鈣對堿礦渣水泥的凝結時間影響較大,摻木鈣的堿礦渣水泥流動度經(jīng)時損失較小。

偏高嶺土對瓷磚粘結膠漿性能的影響

基于響應面中的中心復合試驗法,選擇堿含量和石灰石粉含量作為配合比變量,制備堿激發(fā)礦渣-石粉水泥砂漿,并研究其不同齡期的力學強度。通過數(shù)據(jù)處理得到各變量與抗折、抗壓強度的響應曲面,分析了各變量對堿激發(fā)礦渣-石灰石粉水泥砂漿強度的影響規(guī)律,建立了各齡期強度的響應面模型,為現(xiàn)場不同齡期的砂漿強度預測提供了科學的方法。結果表明,當na2o含量為8.27%(質量分數(shù),下同)、石灰石粉含量為14.02%時,各組分能充分發(fā)揮協(xié)同作用,保證良好的力學性能,且響應面法是一種有效優(yōu)化堿激發(fā)水泥砂漿組分的方法。

過硫磷石膏礦渣水泥(ppsc)是由40%~50%磷石膏、40%~50%粒化高爐礦渣、2%鋼渣以及4%水泥熟料混合而成的一種新型膠凝材料。通過正交試驗設計研究了恒溫溫度、靜停時間和保溫時間對過硫磷石膏礦渣水泥砂漿強度的影響,并通過x射線衍射(xrd)和掃描電子顯微鏡(sem)測試技術初步探討了恒溫溫度對蒸養(yǎng)過硫磷石膏礦渣水泥砂漿強度和微觀結構的影響。試驗結果表明:在蒸汽養(yǎng)護條件下,恒溫溫度對強度的影響最為顯著,靜停時間和養(yǎng)護時間影響較小,高溫不利于其強度發(fā)展,40℃為適宜的恒溫溫度。

本文采用偏光顯微鏡、x射線衍射、綜合熱分析、紅外光譜、掃描電鏡等手段研究了添加eva對水泥砂漿水化過程的影響。實驗結果表明,聚合物的加入對各齡期水泥水化進程會有一定的抑制作用。

采用壓汞法(mip)測試了摻加橡膠集料的水泥砂漿的孔徑分布和孔隙率,研究了橡膠集料對水泥砂漿孔結構的影響.通過橡膠集料含量與孔隙率和含氣量之間的關系,分析了橡膠集料的引氣作用.測試結果表明,摻入橡膠集料后,砂漿的最可幾孔徑、平均孔徑、中值孔徑以及孔隙率均增大,但砂漿的孔徑分布趨于均勻.橡膠集料的引氣作用隨其含量的增加而增強.

通過拉伸粘結強度、抗壓強度、xrd和sem等測試方法研究了偏高嶺土對瓷磚粘結膠漿力學性能和微觀結構的影響規(guī)律,并闡述了其作用機理。結果表明:偏高嶺土摻量為5%～25%時,粘結膠漿的拉伸粘結強度和抗壓強度先增大后減小,并在摻量為15%時達到最大值。隨著偏高嶺土摻量的增加,ca(oh)2的特征衍射峰強度逐漸減弱,六方板狀的ca(oh)2逐漸消失,孔隙率降低,硬化后的水泥漿體結構越來越密實。