生态型胶凝材料及其混凝土性能研究

发布时间：2019-07-11 12:34

【摘要】：现代混凝土是在化学外加剂技术迅猛发展和广泛应用基础上发展起来的多组分混凝土,相对于传统混凝土而言现代混凝土发生了根本性变化。其中对于胶凝材料体系活性需求变化就是一个重要方面。从过去强烈依赖胶凝材料的活性发展到现在组分中高活性物质比例大大降低,且允许一定比例非活性粉体存在。随着水泥行业希望向硅酸盐水泥生产方向发展,混凝土行业需要开发能够满足混凝土工程需要的系列新型胶凝材料,这其中低熟料胶凝材料就是本课题研究的对象。本文提出生态型胶凝材料的概念,即将水泥熟料和矿物掺和料分别粉磨,粉磨过程中掺加有机或者没有机性能调节剂,优化石膏的掺量,分磨后按照一定的比例(矿物掺和料比例大于50%)进行混合均化生产的胶凝材料。根据不同的混凝土性能需求配制研发不同类型的生态型胶凝材料体系与之匹配,推动混凝土技术和产业走上可持续之路。通过对生态型胶凝净浆及胶砂性能试验,确定适合的三氧化硫含量,然后对生态型胶凝材料配制的混凝土和同等组分条件下的水泥+掺和料混凝土的工作性能、力学性能及耐久性能进行对比研究,确定生态型胶凝材料内各个组成的比例,并且进行微观结构分析。试验表明,生态型胶凝材料的需水行为好,初凝及终凝时间均大于水泥凝结时间,满足普通水泥国标要求。石灰石粉适量掺加可以提升生态型胶凝材料早期胶砂强度。当混凝土坍落度均为210±10mm范围内,用生态型胶凝材料配制混凝土可以降混凝土的用水量,其水胶比可以比水泥混凝土对照组小0.02。为了提高生态型胶凝材料配制的混凝土早期强度,本文推荐使用Ⅲ型性能调节剂。本文选用的C25、C30生态型胶凝材料宜选用Ⅲ型性能调节剂,C50所用生态型胶凝材料不推荐使用。生态型胶凝材料配制的混凝土具有良好的强度发展规律:早期强度偏低,但能满足工程需求,后期持续增高,180d时已经超过对照组5~10MPa。生态型胶凝材料具有较好的抗裂性能及收缩率低,对抗氯离子渗透和抗碳化性能影响没有不利影响,圆环抗裂试验中生态型胶凝材料的圆环开裂时间晚,裂缝宽度小。通过对C30混凝土微观试验发现,Ⅲ型性能调节剂可以降低混凝土内部孔隙,生态型胶凝材料内仍有一定量没发生水化的水泥和大量掺和料,为后期强度增长提供了保证。同时试验研究说明生态型胶凝材料混凝土耐久性值得信赖。
文内图片：
图片说明： 图 4.8 C30 水泥+掺和料组混凝土开裂情况 图 4.9 C30 生态组混凝土开裂情况通过试验发现，C30 水泥混凝土组开裂最快，C30 生态型胶凝材料组混凝土开裂最。混凝土的开裂主要是因为混凝土内部受力不均匀，产生的应力大于混凝土的抗拉强，而这主要是因为混凝土中胶凝材料的水化产生的温度应力及各种收缩应力导致的。30 生态组采用生态型胶凝材料配制而成，熟料水化慢，混凝土用水量小，混凝土内部为失水产生的毛细管道少，产生的应力小，表现为混凝土抗裂性能好。通过表 4-21以看到 C30 生态组开裂所用时间比 C30 水泥+掺和料组长，混凝土产生的裂缝也小，缝少。这就充分表现了生态型胶凝材料配制的混凝土良好的抗裂性能，也从另一面表出现代水泥高比表面积带来的缺点。目前混凝土所用水泥比表面积一般在 400m2/kg右，这就导致水泥和外加剂的相容性差，水泥的开裂敏感性大，水泥早期水化程度过，产生大量的水化热及各种收缩应力，使混凝土产生裂缝。通过开裂试验充分表明生型胶凝材料对混凝土具有较低的开裂敏感性。.5.4 生态型胶凝材料混凝土早期收缩性能研究在以上试验的基础上，试验中分别选取 C25 一组对照组和 C30 一组对照组进行试验究，使用北京耐尔得仪器设备有限公司生产的 NEL-NES 型非接触法混凝土收缩变形
文内图片：
图片说明： 图 4.8 C30 水泥+掺和料组混凝土开裂情况 图 4.9 C30 生态组混凝土开裂情况通过试验发现，C30 水泥混凝土组开裂最快，C30 生态型胶凝材料组混凝土开裂最。混凝土的开裂主要是因为混凝土内部受力不均匀，，产生的应力大于混凝土的抗拉强，而这主要是因为混凝土中胶凝材料的水化产生的温度应力及各种收缩应力导致的。30 生态组采用生态型胶凝材料配制而成，熟料水化慢，混凝土用水量小，混凝土内部为失水产生的毛细管道少，产生的应力小，表现为混凝土抗裂性能好。通过表 4-21以看到 C30 生态组开裂所用时间比 C30 水泥+掺和料组长，混凝土产生的裂缝也小，缝少。这就充分表现了生态型胶凝材料配制的混凝土良好的抗裂性能，也从另一面表出现代水泥高比表面积带来的缺点。目前混凝土所用水泥比表面积一般在 400m2/kg右，这就导致水泥和外加剂的相容性差，水泥的开裂敏感性大，水泥早期水化程度过，产生大量的水化热及各种收缩应力，使混凝土产生裂缝。通过开裂试验充分表明生型胶凝材料对混凝土具有较低的开裂敏感性。.5.4 生态型胶凝材料混凝土早期收缩性能研究在以上试验的基础上，试验中分别选取 C25 一组对照组和 C30 一组对照组进行试验究，使用北京耐尔得仪器设备有限公司生产的 NEL-NES 型非接触法混凝土收缩变形
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU528

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘宝举,谢友均;矿渣细度及掺量对水泥净浆及胶砂性能影响[J];铁道科学与工程学报;2005年01期

2 马保国,朱平华,黄立付;固体碱激发制备碱-矿渣-高钙粉煤灰水泥的研究[J];粉煤灰;2001年04期

3 任书霞;要秉文;王长瑞;;粉煤灰活性的激发及其机理研究[J];粉煤灰综合利用;2008年04期

4 李玉香，钱光人，易发成，陈雅兰，吕海峰;碱-粉煤灰-矿渣基胶凝材料的研究[J];粉煤灰综合利用;1997年04期

5 叶东忠;杜育红;林春莺;;三乙醇胺与硫酸钠复合对粉煤灰-水泥体系性能与结构的影响[J];福州大学学报(自然科学版);2012年03期

6 唐建华;蔡基伟;周明凯;;高性能混凝土的研究与发展现状[J];国外建材科技;2006年03期

7 陈恩义;HPC在本世纪世界最长的悬索桥中的应用[J];国外桥梁;1994年03期

8 刘数华;阎培渝;;石灰石粉对水泥浆体填充效应和砂浆孔结构的影响[J];硅酸盐学报;2008年01期

9 刘娟红;宋少民;;大掺量矿物细粉掺和料活性粉末混凝土高温性能[J];北京工业大学学报;2012年08期

10 冯乃谦,丁建彤;关于高性能混凝土若干问题[J];混凝土;1994年04期

相关会议论文 前1条

1 吴中伟;;绿色高性能混凝土——混凝土的发展方向[A];中国土木工程学会第八届年会论文集[C];1998年

本文编号：2513162