大掺量矿物掺合料复合水泥浆体的化学结合水与孔结构的研究(热重法与孔结构)
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矿物掺合料名词解释矿物掺合料是指在水泥基材料中添加的非金属矿物质,用于改善混凝土性能、减少环境污染、提高资源利用效率的一种材料。
矿物掺合料可以部分或完全替代水泥,与水泥共同作为混凝土的胶凝材料,从而改变混凝土的物理和化学性质。
矿物掺合料可以分为活性矿物掺合料和非活性矿物掺合料两大类。
活性矿物掺合料是指在混凝土水化反应中,能与水泥胶凝物发生化学反应,形成胶凝产物的矿物掺合料,如粉煤灰、矿渣粉等。
非活性矿物掺合料是指在混凝土水化反应中,不能与水泥胶凝物发生化学反应,只起填充和稳定作用的矿物掺合料,如石粉、矿渣砂等。
矿物掺合料的添加可以改善混凝土的性能,如提高抗压强度、减少收缩、提高耐久性等。
具体来说,矿物掺合料能改善混凝土的细观结构,使其更加致密,减少孔隙和裂缝的形成,提高混凝土的抗渗性和抗渗透性;矿物掺合料还能减缓混凝土的水化反应速率,延缓水泥胶凝物的生成,从而降低混凝土的温升,减少热裂缝的发生;此外,矿物掺合料中的活性成分还能与水泥中的自由钙离子反应,形成稳定的化合物,降低水泥石的碱-骨料反应,提高混凝土的抗碱性能。
在实际应用中,矿物掺合料的类型和掺量需要根据具体的工程要求和材料特性进行选择。
粉煤灰是最常用的矿物掺合料之一,具有较高的活性和硅酸盐含量,适合用于提高混凝土的抗压强度和耐久性;矿渣粉是由冶炼过程中的矿渣经磨煤机磨制而成,具有较高的活性和玻璃体含量,适合用于减少混凝土的温升和热裂缝的发生;石粉是石灰石粉磨煤机磨制而成,主要起填充和稳定作用,适合用于改善混凝土的流动性和工作性能;矿渣砂是矿渣经过破碎和筛分处理而成,主要起填充和稳定作用,适合用于改善混凝土的体积稳定性和抗裂性。
总之,矿物掺合料是一种重要的混凝土材料,通过合理的选择和添加,可以显著改善混凝土的性能,提高其耐久性和可持续性,同时也能减少对水泥的需求,降低资源消耗和环境污染。
在未来的建筑和工程实践中,矿物掺合料的应用前景将越来越广阔。
第53卷第3期 辽 宁 化 工 Vol.53,No. 3 2024年3月 Liaoning Chemical Industry March,2024收稿日期: 2023-06-15 作者简介: 李浪(1999-),男,江苏省宿迁市人,硕士研究生,2024年毕业于沈阳理工大学材料与化工专业,研究方向:先进和绿色建筑材料矿物掺合料对混凝土渗透性能的研究进展李浪,王一鹤,崔云鹏*(沈阳理工大学, 辽宁 沈阳 110158)摘 要: 抗渗混凝土是一种价格低廉,体积稳定性好,耐久性好的一种工程复合材料,在研究在桥梁、大坝等建筑工程上应用具有重要意义。
根据目前研究,加入适量的矿物掺合料可以有效提高混凝土的抗渗性能,为抗渗混凝土的应用发挥更好的优势。
文中从粉煤灰、硅灰、矿渣、纤维对其改善渗透效果进行总结,为抗渗混凝土在重点工程领域的应用提供有效参考。
关 键 词:抗渗混凝土; 矿物掺合料; 渗透性能中图分类号:TU528 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2024)03-0439-05随着经济的不断发展、城市化建设的不断推进,我国公路桥梁隧道的建设进程也如雨后春笋般发展。
但由于隧道建设工程的复杂性,目前我国部分隧道、桥梁、大坝也存在系列问题,其中发现随着时间的推移,混凝土结构会有一定的渗透侵蚀,发生一定的破坏,不仅为后期养护带来了麻烦,更为严重的是可能会引发相关的质量安全问题。
在我国城市轨道交通快速发展的进程中,地铁站台及行车隧道的主体结构时有渗水现象的发生,对其安全运行产生了很大影响。
究其原因,大多是修建车站基础构造所采用的混凝土抗渗透能力较差,或与其附属构件的连接之间因施工质量问题而存在漏水渗透现象。
当这些长期存在于地下空间的混凝土结构出现裂缝发生渗水现象时,伴随而来的以水为介质的氯离子等有害离子也会进入混凝土内部,包裹在混凝土内部的钢筋会发生锈蚀现象,导致钢筋混凝土强度降低,对建筑物结构的使用寿命和安全性造成了很大的影响[1]。
浅谈混凝土中的孔学院:建筑与力学学院专业:结构工程姓名:***学号:S***********导师:***浅谈混凝土中的孔1.孔的分类 混凝土是一种多相、多组分、不均匀、不连续、离散性较大的材料,也即它是由固、液、气三相组成的一种复合材料。
早在1896年,法国Feret 最早提出的混凝土强度公式为 式中 C ,W ,A — 水泥、水、空气的绝对体积; R — 抗压强度;K — 常数。
由该公式可知,水与空气的含量大时,则强度低。
水与空气的含量决定了孔的含量。
可见,对孔的认识对于认识混凝土材料具有重大的意义。
在混凝土中,根据孔径尺度将孔分为以下四种:孔径大于103 nm ;孔径为102 — 103 nm ;孔径为10 — 102 nm ;孔径小于10 nm 。
细孔存在于水化硅酸钙凝胶(CSH)中,其中凝胶孔可再分为两种:存在于凝胶微晶内部的称为凝胶内孔,其孔径小于1.2 nm ;存在于凝胶微晶粒子之间的称为微晶间孔,其孔径为1.2-3.2 nm 。
还有存在于凝胶粒子之间的称为凝胶间孔,其孔径在3.2 nm 以上。
凝胶间孔在制作不善的情况下可变大,直到成为毛细孔,故又称为过渡孔。
吴中伟根据较多资料,按孔径对强度的不同影响,将混凝土中的孔分为四类: 无害孔 孔径小于20 nm ;少害孔 孔径为20 — 100 nm ;有害孔 孔径为100 — 200 nm ;多害孔 孔径大于200 nm 。
此外,混凝土中未水化的水泥石中也含有孔,水泥石中的孔分为两类,即毛细孔(直径为50—104 nm 、10—50 nm )和凝胶孔(10—25 nm 、0.5—2.5 nm 、<0.5 nm ),毛细孔中包含大孔和中等孔,凝胶孔中包含细小毛细孔和凝胶孔。
2.孔的成因2.1混凝土中孔的成因在混凝土中存在着两种形式的孔,一种是连通孔;一种是封闭孔。
连通孔是拌和水留下的空间。
在混凝土拌和时,为了保证混凝土具有一定的工作性,需要加入2[]C R K C W A=++一定数量的水,混凝土凝结而形成初始结构时,这些水仍留在混凝土中,并占据一定的空间。
矿物掺合料在水泥混凝土中的应用研究一、引言水泥混凝土作为建筑工程中的主要材料,其强度、耐久性、抗渗性等性能一直是研究的热点。
近年来,矿物掺合料的应用在混凝土中得到了广泛关注,该掺合料不仅可以提高混凝土的力学性能,还能改善混凝土的耐久性和可持续性,同时减少水泥的使用量,降低混凝土的碳排放。
本文旨在探讨矿物掺合料在水泥混凝土中的应用研究,并总结其优缺点及未来发展方向。
二、矿物掺合料的种类矿物掺合料是指在水泥混凝土中加入的不含胶凝性材料,主要包括粉煤灰、硅灰、石灰石粉、矿渣粉等。
其中,粉煤灰和矿渣粉是应用最广泛的两种掺合料。
1.粉煤灰粉煤灰是燃煤产生的一种灰烬,是一种细粉末状的无机物,其主要成分是氧化硅、氧化铝和氧化铁等,常用于水泥混凝土中的掺合料。
粉煤灰具有较高的活性,可以和水泥中的钙化合物反应,生成水硅酸钙和水铝酸盐等化合物,从而提高混凝土的强度和耐久性。
2.矿渣粉矿渣粉是钢铁冶炼后的副产品,是一种细粉末状的无机物,主要成分是氧化硅、氧化钙、氧化铝和氧化镁等。
矿渣粉的应用可以改善混凝土的耐久性和可持续性,同时减少水泥的使用量,降低混凝土的碳排放。
三、矿物掺合料在水泥混凝土中的应用矿物掺合料的应用可以提高混凝土的力学性能、耐久性和可持续性,同时减少水泥的使用量,降低混凝土的碳排放。
下面将从以上三个方面进行阐述。
1.提高混凝土的力学性能矿物掺合料可以提高混凝土的强度和硬度,同时改善混凝土的工作性能和耐久性。
粉煤灰和矿渣粉的应用可以提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗弯强度。
研究发现,掺入20%的粉煤灰可以提高混凝土的28d抗压强度约10%,掺入30%的矿渣粉可以提高混凝土的28d抗压强度约15%。
此外,矿物掺合料还可以改善混凝土的工作性能,例如,掺入粉煤灰可以提高混凝土的流动性和泵送性能,掺入矿渣粉可以减少混凝土的收缩和裂缝。
2.改善混凝土的耐久性矿物掺合料的应用可以改善混凝土的耐久性,主要表现在以下几个方面:(1)抗硫酸盐侵蚀性能粉煤灰和矿渣粉的应用可以提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
超细矿物掺合料在混凝土中应用的研究引言:混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料,具有强度高、耐久性好、施工方便等特点。
然而,传统混凝土存在着一些缺陷,如低强度、开裂、早期收缩等问题。
为了改善混凝土的性能,许多研究者开始将超细矿物掺合料引入混凝土中,通过调整掺合料的比例和类型,以提高混凝土的力学性能和耐久性。
超细矿物掺合料是一种具有较小颗粒大小(一般小于10微米)的非金属矿物材料,如煤灰、矿石粉等。
由于其颗粒尺寸小,特别是微观细观下的分散性好,超细矿物掺合料具有较高的活性和充实效应,可以细化混凝土基体结构,提高混凝土的致密性和力学性能。
1.提高强度:通过添加适量的超细矿物掺合料,可以填充混凝土基体中的微孔隙,改善混凝土的结构致密性,从而提高混凝土的抗压强度和抗折强度。
研究表明,添加10%左右的超细矿物掺合料,可以显著提高混凝土的力学性能。
2.提高耐久性:超细矿物掺合料对混凝土的耐久性有着重要的影响。
超细矿物掺合料具有较高的活性,可以与水泥反应生成硬化产物,填充混凝土孔洞,从而降低渗透性和氯离子渗透性,提高混凝土的耐久性。
3.控制开裂:混凝土在硬化过程中由于水泥的收缩而容易产生开裂。
通过添加适量的超细矿物掺合料,可以调整水泥基体的收缩性,减少混凝土的开裂倾向。
研究表明,添加5%左右的超细矿物掺合料,可以有效控制混凝土的收缩开裂。
4.提高抗硫酸盐侵蚀性:超细矿物掺合料中的硅酸盐和铝酸盐成分具有良好的抗酸蚀性和抗硫酸盐侵蚀性。
添加适量的超细矿物掺合料可以降低混凝土的膨胀率和质量损失,提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。
5.降低碳排放:超细矿物掺合料不仅可以提高混凝土的性能,还可以降低混凝土的碳排放量。
相比于传统混凝土中的水泥掺量,添加适量的超细矿物掺合料可以减少相应的水泥用量,从而降低碳排放。
结论:超细矿物掺合料作为混凝土的添加剂,具有调控混凝土性能、提高耐久性、降低环境污染等优势。
因此,研究超细矿物掺合料在混凝土中的应用是一个热门领域,能够在建筑工程中发挥重要作用。
混凝土中矿物掺合料的原理一、引言混凝土是建筑工程中常用的材料之一,由于其具有优良的性能和可靠的使用寿命,在建筑工程中广泛应用。
矿物掺合料是一种能够改善混凝土性能的材料,其在混凝土中的应用已经得到了广泛的关注和研究。
本文将对混凝土中矿物掺合料的原理进行详细的介绍和分析。
二、矿物掺合料的定义矿物掺合料是一种由天然矿物或工业废弃物制成的,能够代替部分水泥的材料。
矿物掺合料主要包括矿渣粉、粉煤灰、硅灰等。
三、矿物掺合料的作用机理1. 促进水化反应矿物掺合料中的活性物质可以与水泥中的Ca(OH)2反应生成新的水化产物,从而促进混凝土的水化反应,提高混凝土强度和耐久性。
2. 细化孔隙结构矿物掺合料中的细小颗粒可以填充混凝土中的孔隙,降低混凝土的渗透性和渗漏性,提高混凝土的耐久性。
3. 增加混凝土的流动性矿物掺合料中的微细颗粒可以填充混凝土中的间隙,从而增加混凝土的流动性,提高混凝土的可塑性和施工性能。
4. 减少水泥用量矿物掺合料可以代替部分水泥,从而减少混凝土中的水泥用量,降低混凝土成本,减少环境污染。
四、不同矿物掺合料的作用机理1. 粉煤灰粉煤灰是煤炭燃烧产生的一种粉状灰烬,其主要成分是SiO2、Al2O3和Fe2O3等。
粉煤灰可以代替部分水泥,提高混凝土的强度和耐久性,降低混凝土的收缩和渗透性。
2. 矿渣粉矿渣粉是冶金工业中产生的一种固体废弃物,其主要成分是SiO2、Al2O3和CaO等。
矿渣粉可以代替部分水泥,提高混凝土的强度和耐久性,改善混凝土的耐久性和抗裂性。
3. 活性硅灰活性硅灰是一种由硅酸盐矿物通过热处理而得到的一种活性粉末,其主要成分是SiO2、Al2O3和CaO等。
活性硅灰可以代替部分水泥,提高混凝土的强度和耐久性,改善混凝土的耐久性和抗裂性。
五、不同矿物掺合料的适用范围1. 粉煤灰适用于C20-C80混凝土的制备。
2. 矿渣粉适用于C30-C80混凝土的制备。
3. 活性硅灰适用于C50-C80混凝土的制备。
矿物掺合料对混凝土性能的影响探究摘要:随着建筑行业的发展,对建筑技术和建材的需求越来越大,混凝土是一种重要的建筑材料,它可以在一定范围内酌情加入多种矿物质辅助物质,从而改善其应用效果。
在高强度、高性能的基础上,应用范围广,可有效地保障施工的质量。
因此,本文着重对矿用外加剂对水泥的作用进行了分析和探讨。
关键词:矿物;掺合料;混凝土性能引言由于目前各种类型的施工项目对施工的需求和规范不尽相同,混凝土是一种重要的工程建材,必须加入矿物质掺和料来改善其应用效果。
在工程实践中,加入不同类型的矿物掺和料对混凝土的力学特性也会有一定的影响。
一、矿物掺合料定义及分类1.矿物掺合料不同于生产水泥时与熟料一起磨细混合材,它是指在混凝土或砂浆搅拌前或搅拌中加入的,具有一定细度和活性的用于改善新拌混凝土的性能(特别耐久性)的某些矿物类产品。
2.掺合料按其性质可分为两类,活性掺合料和非活性掺合料。
目前使用矿物掺合料绝大多数是具有一定活性的掺合料、如粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰、天然沸石粉等。
复合矿物掺合料指这些掺合料的复合物。
二、矿物掺合料的作用机理1.掺合料不仅可以取代部分水泥、减少混凝土的水泥用量、降低成本,而且可以改善混凝土拌合物和硬化混凝土的各项性能。
2.矿物掺合料特别是磨细矿物掺合料用作混凝土的掺合料能改善或提高混凝土的综合性能,其作用机理在于磨细矿物掺合料在混凝土中具有填充效应、火山灰效应和形态效应等。
三、不同矿物掺合料对混凝土性能影响1.增加水泥用量对渗透性能有一定的作用。
试验结果表明,随着水泥用量的减少,渗透性能也随之降低。
这是由于集料、硬化水泥浆料及部分空隙构成的硬化水泥,水泥水化程度和致密性是影响水泥浆液的空隙程度的重要因素。
在一定程度上,水泥固化后的水泥浆液中的空隙越大,渗透率越高。
在混凝土中,由于受水的影响,集料在水泥中会产生一层水膜,从而造成水泥砂浆与集料间的隔阂,这些相互连通的孔洞和内部缝隙会增加水泥的渗透率。
复合硅酸盐水泥的混合材掺量-概述说明以及解释1.引言1.1 概述复合硅酸盐水泥是一种现代建筑材料,它具有较高的强度和耐久性,被广泛应用于建筑行业。
复合硅酸盐水泥的主要成分是硅酸盐胶凝材料和适量的掺合材料。
在建筑材料中,掺合材料是指在水泥基体中加入一定比例的其他材料,如粉煤灰、矿渣粉等。
这些掺合材料不仅可以改善水泥的力学性能,还可以改善其耐久性能和工艺性能。
在复合硅酸盐水泥中使用掺合材料可以有效地提高材料的性能。
混合材的掺量是指掺和在复合硅酸盐水泥中的掺合材料的比例。
混合材的掺量对复合硅酸盐水泥的性能有着重要影响。
适当的掺合材掺量可以改善硬化水泥砂浆的强度、抗渗性和耐久性。
然而,过高或过低的混合材掺量都会对水泥的性能产生负面影响。
本篇文章旨在研究复合硅酸盐水泥中混合材掺量对其性能的影响,并对未来的研究方向进行展望。
通过对复合硅酸盐水泥的混合材掺量进行研究,可以为工程实践提供指导,并促进建筑材料领域的发展和创新。
1.2 文章结构本篇长文分为引言、正文和结论三个部分,具体结构如下:1. 引言部分概述了本文的研究背景和意义,介绍了复合硅酸盐水泥及混合材的基本概念,并明确了本文的目的。
2. 正文部分主要包括三个方面的内容。
首先,2.1部分定义了复合硅酸盐水泥,并介绍了其特点和优势。
接下来,2.2部分详细介绍了常见的混合材种类及其在复合硅酸盐水泥中的作用机理。
最后,2.3部分探讨了复合硅酸盐水泥中混合材掺量的变化对其性能的影响,包括强度、耐久性、收缩性等方面。
3. 结论部分总结了本文对于混合材掺量对复合硅酸盐水泥性能的影响进行的研究,并得出了一些结论。
在3.1部分对影响总结进行了详细阐述,指出了混合材掺量的优化对于提升复合硅酸盐水泥性能的重要性。
同时,在3.2部分对未来研究的展望进行了展望性的讨论,指出了继续深入研究的方向和可能的发展趋势。
最后,在3.3部分通过结束语点明了本文的结论和对于复合硅酸盐水泥混合材掺量的重要性的强调。
大掺量矿物掺合料再生自密实混凝土力学性能及微观结构研究秦大强;郭樟根;宗震宇;唐刘洋
【期刊名称】《混凝土》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】采用再生粗骨料代替天然粗骨料、矿物掺合料代替水泥制备了9组再生
自密实混凝土(RA-SCC)。
研究了再生粗骨料和矿物掺合料对RA-SCC立方体抗压强度、轴心抗压强度和弹性模量的影响。
通过对大量试验结果的回归分析,提出
RA-SCC的龄期强度计算式和弹性模量计算式。
此外,采用扫描电镜和X射线衍射
对RA-SCC的微观结构进行研究。
研究结果表明通过掺加20%粉煤灰、20%粒化高炉矿渣粉和10%硅灰可以有效弥补再生粗骨料对RA-SCC力学性能的不利影响。
龄期-强度计算式和弹性模量计算式的预测值与实测值吻合较好。
微观结构分析证
实了RA-SCC力学性能改善的原因,主要归因于粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和硅灰组
合的火山灰反应显著提高了再生粗骨料-水泥石界面过渡区的质量以及水泥石基体
的密实性。
【总页数】7页(P42-48)
【作者】秦大强;郭樟根;宗震宇;唐刘洋
【作者单位】南京工业大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.53
【相关文献】
1.大掺量矿物掺合料自密实混凝土抗碳化性能研究
2.大掺量矿物掺合料自密实混凝土工作性能研究
3.大掺量矿物掺合料再生混凝土力学性能和抗碳化性能的试验研究
4.大掺量矿物掺合料再生自密实混凝土的力学性能
5.大掺量矿物掺合料自密实高强混凝土J环性能研究
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混凝土中矿物掺合料的使用研究一、引言混凝土是一种广泛应用的建筑材料,其主要成分为水泥、砂、石、水等,能够承受较大的压力和重量。
然而,传统混凝土的制造过程会产生大量的二氧化碳,给环境带来负面影响。
因此,近年来,人们开始探索新的混凝土材料,其中矿物掺合料是一种较为常见的替代材料。
二、矿物掺合料的定义及种类矿物掺合料是指加入到混凝土中的一种细粉状物质,能够改善混凝土的性能。
常用的矿物掺合料有:矿渣粉、粉煤灰、硅灰、膨胀珍珠岩粉等。
三、矿物掺合料在混凝土中的应用1.提高混凝土的强度:加入矿物掺合料能够填充混凝土中的孔隙,减小水泥颗粒之间的间隙,从而提高混凝土的密实度和强度。
2.改善混凝土的耐久性:矿物掺合料中含有大量的硅酸盐和氧化物,这些成分能够减少混凝土的碳化和氯离子侵蚀,提高混凝土的耐久性。
3.减少混凝土的收缩:水泥中的膨胀性矿物掺合料能够减少混凝土的收缩,减小混凝土龟裂的风险。
四、矿物掺合料的性能研究1.矿物掺合料的化学成分:不同种类的矿物掺合料的化学成分不同,因此对于不同的矿物掺合料需要进行详细的化学成分分析。
2.矿物掺合料的粒度分布:矿物掺合料的粒度分布对混凝土的性能有很大的影响,需要对其进行详细的粒度分析。
3.矿物掺合料的活性:矿物掺合料的活性指其与水泥反应的速率和程度,需要进行详细的实验研究。
五、矿物掺合料的使用量研究矿物掺合料的使用量对混凝土的性能有很大的影响,过多或过少都会影响混凝土的强度和耐久性。
因此,需要进行详细的实验研究,确定最佳的矿物掺合料使用量。
六、矿物掺合料与其他混凝土掺合料的配合研究除矿物掺合料外,混凝土中还常使用其他掺合料,如膨胀剂、外加剂等。
因此,需要对矿物掺合料与其他混凝土掺合料的配合研究进行深入探讨,确定最佳的掺合料组合。
七、矿物掺合料混凝土的应用前景矿物掺合料混凝土具有较高的强度和耐久性,且可以减少二氧化碳排放,因此在未来的建筑材料中有着广泛的应用前景。
八、结论矿物掺合料是一种优秀的混凝土掺合料,具有很高的应用价值。
摘要:水泥的水化反应是一个放热反应。
水泥水化放热的周期很长,但大部分热量是在3天内放出的,尤其是在水泥浆发生凝结、硬化的初期放出。
大多数情况下,硬化水泥浆体和混凝土的早期体积变形,主要源于水泥的水化热温升,因此,降低水泥混凝土的水化热是防止其早期开裂的有效途径。
本文综合分析了水泥混凝土水化热对其性能的影响,总结了前人在水泥混凝土水化热研究方面提出的一些理论计算公式,介绍了国内外关于水泥混凝土水化热的最新研究进展和水泥生产中降低水化热的技术措施。
关键词:水泥;混凝土;水化热;矿物外加荆;水泥生产中图分类号:TQl72.12文献标识码:A文章编号:100l-6171(2009)06-0021-06ResearchProgressofHydrationHeatinCementandConcreteSHIHui-sheng,HUANGXiao-ya(KeyLaboratoryofAdvancedCivilEngineeringMaterialsofTongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Cementhydrationisanexothermieaction.Thereleasingperiodofhydrationheatincementisverylong,butmostofheatisreleasedwithin3days,particularlyattheinitialstageofsettingandhardeningperiod.Inmostcases,theearlyvolumedeformationinhardenedcementpasteandconcreteismainlycausedbytemperaturerising,whichisfromthehydrationheatofcement.Therefore,loweringthehydrationheatofcementconcreteisaneffectivewaytopreventitsearlycracking.TheeffectofhydrationheatincementconcreteOilitsperformanceisanalyzedbytheauthor.Thetheoreticalformulaofhydrationheatisgivenbytheauthor.Theresearchprogressofhydrationheatincementconcreteattheworldisintroduced,andthemeasurestolowertheheatofhydrationincementproductionarepointedhere.Keywords:Cement;Concrete;Hydrationheat;Mineraladmixture;Cementproduction1引言水泥所含的各种化合物是高温反应形成的不平衡产物,因此这些化合物处于高能态。
精 品JINGPIN矿物掺合料对硫铝酸盐水泥灌浆料性能影响的研究■回志峰辽宁省产品质量监督检验院 辽宁沈阳 110032摘 要:水泥灌浆料由于没有粗集料而在修补工程中广泛应用。
目前水泥基灌浆料中的水泥主要以硫铝酸盐水泥为主,硫铝酸盐水泥以无水硫铝酸钙矿物为主,具有早强、高强、抗渗、耐腐蚀和低碱度等诸多优良特性,具有更加广阔的发展与应用前景,特别应用于冬季施工、水利、修补等特殊工程中。
本文在掺加粉煤灰和矿粉条件下,重点研究硫铝酸盐水泥灌浆料在掺合料单掺和复掺情况下性能的变化。
实验结果表明:粉煤灰单掺量从0%增加到25%,灌浆料流动度从330mm增加到345mm,流动度增大,变化显著;28d抗压强度从94.5MPa下降至59.5MPa。
矿粉单掺量在25%时,灌浆料流动度达到最大,但有明显的泌水现象,且强度有小幅下降。
双掺粉煤灰与矿粉时,初期流动度增大,但30min后流动变化不一致,强度总体呈下降趋势。
关键词:粉煤灰;矿粉;硫铝酸盐水泥;灌浆料引言水泥基灌浆料因具有早期强度高、高流动性、微膨胀性、抗腐蚀性能好等特点,广泛应用于混凝土结构的加固及漏渗水的修复、大型设备和精密设备地脚螺栓与机座锚固、设备基础的二次灌浆、后张法预应力混凝土结构孔道灌浆等领域。
水泥基灌浆料中的胶凝材料除了水泥还包括各种矿物掺合料。
矿物掺合料的加入,不但降低了灌浆料成品的整体造价,同时也提升了灌浆料的品质及应用性能。
目前我国可作为水泥基材料矿物掺合料的材料有矿粉、粉煤灰、硅灰、重质碳酸钙和磷渣粉等等。
其中使用最为广泛的是矿粉(矿粉)和粉煤灰。
我国每年产生数以吨的矿渣和粉煤灰,如此之多的粉煤灰和矿渣如不进行有效利用,不但会使人类生存环境日益劣化,而且会增加数目巨大的维护费用。
因此,本文以矿粉和粉煤灰资源综合利用和贯彻执行环保利废的国家政策为目的,将辽宁地区所产矿粉和粉煤灰替代硫铝酸盐水泥制成硫铝酸盐水泥灌浆料,重点研究粉煤灰和矿粉的掺量对硫铝酸盐水泥基灌浆料工作性和力学性能的影响,探求规律,为今后工业化生产提供实验依据。
常用矿物掺合料对超高性能混凝土性能的影响发布时间:2022-08-01T02:38:20.351Z 来源:《建筑实践》2022年第6期作者:石峻尧[导读] 目前,我国的经济在快速发展,社会在不断进步石峻尧天津工业化建筑有限公司天津市 301701摘要:目前,我国的经济在快速发展,社会在不断进步,矿物掺合料的选择与应用,是超高性能混凝土(UHPC)研制工作中的重要环节。
本文梳理了可用于UHPC的几种重要矿物掺合料,包括硅灰、粉煤灰、矿渣粉、稻壳灰、偏高岭土和玻璃微粉,探讨了它们的理化性质,并基于这些矿物掺合料对UHPC体系产生的微集料效应和填充效应,促进(或抑制)水泥水化反应的效应,以及它们本身的火山灰反应活性等,深入分析了掺加这些矿物掺合料对UHPC在新拌状态和硬化状态下几项重要性能的影响。
还整理、分析了涉及矿物掺合料的UHPC 相关专利,为UHPC中矿物掺合料的选择与优化提供重要参考。
关键词:超高性能混凝土;矿物掺合料;理化性质;微集料效应;填充效应引言水利工程大多建于地质条件极其复杂的偏远地区,一般具有后期维护难度大、环境条件恶劣、施工作业困难等特点,故对结构耐久要求更高。
长期以来,为施工方便及确保混凝土强度,通常利用增加单方用水量和提高水泥用量的方式生产水工混凝土。
实践表明,该方法难以保证混凝土耐久性。
由于具有优异的耐久性能、力学性能和拌合物性能,超高性能混凝土(UHPC)被广泛应用于水库大坝、江河堤防等工程领域,对于降低全寿命周期综合成本、提高工程质量等发挥着积极作用。
1矿物掺合料在超高性能混凝土(UHPC)中应用的意义目前有关矿物掺合料的研究越来越多,结果显示:粉煤灰掺量较大时有利于提升混凝土的流动性,但会导致混凝土强度下降;微硅粉的掺入却能够显著提高混凝土的整体强度,但会在一定程度上影响到混凝土拌和物的流动性能。
由此可知,不同类别的矿物掺合料对于超高性能混凝土(UHPC)性能的影响也是不同的。
复合矿物掺合料在混凝土中应用技术规程征求意见1. 引言1.1 概述混凝土是一种常用的建筑材料,被广泛应用于房屋、桥梁和其他基础设施的建造中。
复合矿物掺合料作为混凝土的一种重要成分,在近年来得到了越来越多的关注和广泛应用。
其通过在混凝土中添加特定组分,可以改善混凝土的性能和品质,从而提高工程结构的耐久性、强度和抗裂性等方面。
1.2 文章结构本文主要介绍了复合矿物掺合料在混凝土中应用的技术规程。
首先,在第2部分我们将详细介绍复合矿物掺合料的特性和分类方法,以便读者能够更好地理解其在混凝土中的作用机理。
然后,在第3部分我们将深入讨论复合矿物掺合料在混凝土中起作用的化学、物理以及结晶形成机理。
接下来,在第4部分我们会简要介绍复合矿物掺合料在混凝土中的应用技术规程,包括掺合比例及添加方法规定、混凝土配合比设计要求,以及施工注意事项与质量控制要点。
最后,在第5部分我们将总结现有技术规程的优劣势,并展望复合矿物掺合料在混凝土中的未来发展方向。
同时,我们也诚挚地征求读者对于本文内容的意见和建议。
1.3 目的本文旨在为读者提供关于复合矿物掺合料在混凝土中应用技术规程方面的全面了解。
通过详细介绍复合矿物掺合料的特性、作用机理以及应用技术规程,希望读者能够更好地理解并掌握此类材料在混凝土中的应用方法和注意事项。
同时,通过征求读者意见和建议,我们也希望能进一步完善本文内容,使其更加贴近实际需求,并为未来相关研究提供借鉴和指导。
2. 复合矿物掺合料的特性和分类2.1 特性介绍复合矿物掺合料是一种由多种矿物质混合而成的粉状材料,用于替代部分水泥或骨料在混凝土中使用。
它具有以下主要特性:首先,复合矿物掺合料具有良好的活性。
其内部微观结构中含有大量未反应的化学成分,这些成分可以与水泥胶体发生化学反应,并形成稳定的胶体体系。
其次,复合矿物掺合料具有优异的填充性能和颗粒表面特性。
它能够填补混凝土中间隙空隙,并与水泥、骨料等组分形成致密的胶体结构,从而提高混凝土的密实度和耐久性。
摘要粉煤灰和硅灰现已成为高性能水泥中必不可少的性能调节型辅助性胶凝材料,确定水泥浆体中粉煤灰或硅灰的反应程度,对评价它们的反应活性及其对该系结构形成的贡献、研究反应动力学等具有重要意义。
本论文以复掺硅灰、粉煤灰的水泥浆体为研究对象,通过测定掺粉煤灰和硅灰复合水泥浆体不同龄期的非蒸发水量来了解粉煤灰和硅灰对水泥水化过程的影响。
实验用简单干燥的方法测量非蒸发水量。
随着水化龄期的增加,初期非蒸发水含量逐渐上升,随后略有下降,后期非蒸发水含量又逐渐增加;随着硅灰含量的增加,早起水化速率逐渐增加;粉煤灰有助于水泥后期水化进程。
同时利用氮吸附法测量水泥石孔结构,从而在微观孔结构和宏观干缩建立了关联。
加入硅灰和粉煤灰都极大的改善了孔径分布,使孔径范围不断缩小,硅灰和粉煤灰皆具有填充效应,在水化早期硅灰对孔结构的影响主要是水化反应生成硅酸钙凝胶,粉煤灰在早期则起着填充效应,实验表明它们对改善0-20nm范围的孔径尤为显著。
关键词:硅灰、粉煤灰、非蒸发水、复合水泥浆体、孔结构。
AbstractFly ash and silica fume have become absolutely necessarily bindingmaterials in cement industry. To make sure the reaction degree of fly ash and silica fumein cement pastes is very important. It is significant in evaluating thereactiveactivity of fly ash and silica fume, estimating the contribution to thestructure,researching the reactive kinetics. This thesis acted complex-doped silica fume, fly ash cement paste as the research object by measuring the non-evaporative water of the fly ash and silica fume cement paste composite of different ages understood the role of the fly ash and silica fume in the cement hydration process .The experiment used a simple method of drying to measure non-evaporative water weight of the fly ash and silica fume cement paste composite of different ages. The method came with the hydration increased, the initial non-evaporating the water content increased gradually; then decreased slightly, the non-evaporating the water content has increased gradually in the late hydration process; the early hydration rate gradually increased with silica fume content increasing; fly ash contribute to the late cement hydration process. Observed by scanning electron microscopy experiments that the reaction time of fly ash in the composite paste was very long and the silica fume could quickly respond to the cement hydration products. And pore structure of cement paste was observed by using N2adsorption measurement, these results could establish a relevance between the micro porestructure and macroscopical drying shrinkage.Adding silica fume and fly ash have greatly improved the pore size distribution. The pore size range is shrinking with filling effect of silica fume and fly ash .In the early hydration of silica fume on pore structure of the hydration reaction is mainly calcium silicate gel, fly ash is played in the early filling effect, experiments show that they improve the range of 0-20nm pore size is particularly significant.Keywords: Silica fume, Fly ash, non-evaporative water, Composite cement paste, Drying shrinkage, Cement paste pore structure .目录第一章前言 (1)1.1硅酸盐水泥的发展历程 (1)1.2 硅灰、粉煤灰简介及作用 (2)1.2.1 硅灰 (2)1.2.2 粉煤灰 (3)1.3 实验研究的意义与现状 (5)1.3.1 非蒸发水的测量与研究 (5)1.3.2 孔结构的测量与研究 (9)1.4 实验任务 (10)第二章实验设计及方法 (11)2.1 实验准备 (11)2.1.1原材料及仪器 (11)2.1.2配比设计方案 (12)2.1.3实验方案计算 (13)2.1.4 实验简要流程 (14)2.2 实验方法 (15)2.2.1 恒温干燥箱法测量非蒸发水量 (15)2.2.2 孔结构测量 (16)第三章实验数据分析 (18)3.1利用恒温箱干燥的方法测定非蒸发水含量实验数据分析 (18)3.1.1 利用恒温箱干燥的方法测定不同龄期非蒸发水实验原始数据 (18)3.1.2 利用恒温箱干燥的方法测定非蒸发水含量实验数据计算 (21)3.1.3 实验数据结果分析 (23)3.2水泥石的孔结构分析 (24)3.2.1比表面积、孔径结构测定原理 (24)3.2.3 孔结构与干燥收缩之间的关系 (37)第四章总结 (41)参考文献 (42)致谢 (44)第一章前言1.1硅酸盐水泥的发展历程硅酸盐水泥的发展约有两百多年的历史,它的原料来源广泛、制备加工方便、力学性能稳定、适应性强,其广泛地应用于市政、桥梁、道路、水利、地下、海洋以及军事等工程领域,发挥着无以替代的作用和功能,成为现代社会文明最重要的物质基石之一。
社会向现代化发展,对水泥与混凝土的性能提出更高的要求:施工性更好,水化热更低,强度更高,体积更稳定,耐腐蚀性和耐久性更好;并要求水泥生产和使用过程能够消纳尽可能多的其它工业废弃物,有利于降低环境负荷,[1]粉煤灰和硅灰现已成为高性能水泥中必不可少的性能调节型辅助性胶凝材料。
确定水泥浆体中粉煤灰或硅灰的反应程度,对评价它们的反应活性及其对该体系结构形成的贡献、研究反应动力学等具有重要意义。
由于粉煤灰质量的变异性很大,因地制宜地选取代表性粉煤灰,找出粉煤灰的组成、颗粒级配与反应程度之间的关系就显得非常有必要。
耐久性作为水泥混凝土的一个最基本的性质,已越来越被重视。
随着我国的建设规模不断增大,混凝土强度等级的不断提高,硅灰、磨细矿渣等矿物料在混凝土中的应用日益广泛,混凝土结构的安全性耐久性越来越重要。
如果不对高强混凝土收缩危害问题进行及时的预防和处理,势必影响混凝土构筑物的长期安全性。
这就意味着高强混凝土收缩造成的隐患将更为严重,因此有必要在这一领域进行开创性的研究工作。
目前的干燥收缩研究多是从混凝土的宏观角度,即收缩变形的量上来展开的,很少结合混凝土的细观结构对高性能混凝土的收缩进行更全面系统的研究。
另外上述研究成果多停留在试验室阶段,能够直接应用到工程实际中的研究成果还不多[2,3]。
因此,本文从微观孔结构上利用氮吸附法进行表征,分析实验结果初步建立硅灰/粉煤灰复合水泥浆体干燥收缩性能与组成、微结构的关系。
研究孔结构和干缩之间是否关联,从而能从孔结构这方面解释复合水泥浆体的干燥收缩。
1.2 硅灰、粉煤灰简介及作用1.2.1 硅灰(1)硅灰的形成和组分硅灰石的产量分布非常广泛。
世界硅灰石资源较丰富,资源总量估计在8亿吨以上,主要分布于亚洲的中国、印度、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、塔吉克斯坦和美洲的墨西哥、美国等国。
硅灰石属于一种链状偏硅酸盐,又是一种呈纤维状、针状。
由于其特殊的晶体形态结晶结构决定了其性质,硅灰石具有良好的绝缘性,同时具有很高的白度、良好的介电性能和较高的耐热、耐候性能。
主要成分Ca3(Si3O9),三斜晶系,通常呈片状、放射状或纤维状集合体,白色微带灰色;玻璃光泽,解理面上为珍珠光泽硬度45~50,解理平行{100}完全,平行{001}中等,两组解理面交角为74°,密度278~291g/c3 。
颗粒呈圆球形,粒径0.1um 以下,仅为粉煤灰颗粒的百分之一左右。
硅灰则是一种活性较高的超细粉,含有90 %左右的无定形SiO2,具有较高的火山灰活性,平均粒径0.11um左右,大约只有水泥的1%。
由于其微集料填充作用和火山灰效应,能提高混凝土的早期强度,但后期强度增长不快。
但也有资料表明掺入硅灰可以减缓水泥早期水化反应速度,使水化产物减少, 结构疏松, 使水泥砂浆早期强度有所下降。
掺入适量的硅灰可以提高水泥后期水化反应速度, 使水化产物增多, 降低孔隙率, 提高水泥砂浆的密实度, 强化硬化水泥浆体的微观结构, 并能促使水化反应长期进行, 从而提高水泥砂浆的后期与长期强度[4]。