W/C和A/C对水泥乳化沥青复合胶凝材料水化影响

采用压汞测孔仪(mip)、扫描电镜(sem)和x射线衍射(xrd)等测试技术,研究了石灰石粉对复合胶凝材料水化特性的影响.结果表明:与掺入粉煤灰相比,掺入石灰石粉也可减少复合胶凝材料的需水量,同时使胶砂强度有所降低,但其对胶砂后期强度的影响会逐步减小;石灰石粉和粉煤灰均能降低复合胶凝材料的水化热;石灰石粉对胶砂孔结构具有显著改善作用,能细化砂浆孔隙;随着龄期的延长,石灰石粉和粉煤灰都会发生水化,石灰石粉后期将水化生成水化碳铝酸钙.

为扩大水泥乳化沥青的使用,结合马歇尔击实试验,考虑混合料拌料顺序和击实次数2个工艺参数,对乳化沥青的成型工艺进行研究。最终确定水泥乳化沥青合理制备工艺为:将乳化沥青与粗、细集料先拌和均匀,再与水泥和矿粉进行拌和,采用双面击实50次,待延迟到水泥初凝时再双面击实25次,最后成型混合料试件。试验路段性能结果表明,按照该成型工艺施作路段的高温性能和抗水损害性能表现良好,路面压实度也满足规范要求。

以废渣黄石膏10%、水泥90%、高效减水剂1.2%～2.0%为原料配制的胶结材胶砂,其抗压、抗折强度满足p.o42.5水泥的强度指标要求,其凝结时间及安定性合格;采用配比为黄石膏30%、水泥70%、高效减水剂1.2%～2.0%,可配制c30混凝土,其抗渗性能达到p12抗渗等级要求;对制备的不同龄期胶砂及混凝土试块进行xrd分析,结果表明:黄石膏-水泥复合胶凝材料的水化产物,主要是c-s-h凝胶、钙矾石及二水石膏。c-s-h凝胶、钙矾石及二水石膏相互胶结在一起,形成致密的硬化体,从而产生强度。

研究了水泥-粉煤灰复合胶凝材料在等水胶比条件下的化学结合水、水化产物与硬化浆体显微结构,探讨了矿物外加剂c和激发剂d的掺入对水泥-粉煤灰复合胶凝材料体系的影响规律。研究结果表明:矿物外加剂c、激发剂d的加入促进掺粉煤灰的水泥浆体早期的水化速度,改善了水泥石的孔结构,增大了水泥石的密实度,提高了硬化水泥石的早期抗折强度和抗压强度。

研究矿渣掺量对矿渣-水泥复合胶凝材料体系水化反应动力学过程的影响。结果表明:复合胶凝材料体系的水化放热速率随矿渣掺量增加和水化温度的降低而下降;非蒸发水含量随矿渣掺量的增加呈现先增大后降低的趋势,当矿渣掺量为30%时,非蒸发水含量达到最大值;复合胶凝材料体系的抗压强度随矿渣掺量的增加而降低,且复合胶凝材料体系抗压强度在28d前增幅较大,在28d后增长趋于平缓。从sem照片上可以看出,矿渣掺量不超过30%的复合胶凝材料体系中,部分凝胶与晶体紧密结合在一起,试样微观界面结构较为致密。

采用sem,xrd,tg-dsc等微观测试手段,探讨掺高钛矿渣-水泥复合胶凝材料体系的水化机理。研究结果表明:高钛矿渣主要由结晶性强的稳定矿物组成,水化活性低;高钛矿渣颗粒分散并填充水泥颗粒,明显改善浆体结构。水化反应早期,硬化浆体结构疏松,水化产物较少,有大量未被反应的稳定晶相。反应后期,ca(oh)2参与二次水化反应,强度稳定增长。

水泥和沥青是很多工程中主要的施工材料,其质量对整个工程的质量有着很重要的影响,水泥乳化沥青复合材料作为水泥和乳化沥青的混合材料,两者之间混合料的性能和质量与两者的比例有很大的关系,不同比例所产生的混合料的强度,韧性,抗压力都是不同的,针对水泥乳化沥青复合材料特征和混合料的性能进行分析研究,以供参考。

研究了不同细度和不同掺量的矿渣和粉煤灰对粉煤灰-矿渣-水泥(fsc)复合胶凝材料强度的影响.借助激光衍射粒度仪测定了矿渣和粉煤灰的粒径.测定了fsc复合胶凝材料的水化热,分析了其水化进程.结果表明:矿渣细度对fsc复合胶凝材料强度影响较大,矿渣越细,fsc复合胶凝材料强度越高;通过优化矿渣、粉煤灰的颗粒级配,可发挥出它们的"叠加效应";当粉煤灰和矿渣总掺量(质量分数)为50%,而矿渣掺量在33%以上时,可配置出52.5r复合水泥.

粉煤灰_矿渣_水泥复合胶凝材料强度和水化性能

在水泥乳化沥青胶砂中添加玄武岩纤维,通过水泥乳化沥青胶砂拌和物的扩展度,试件的干缩性、抗折性能来研究不同掺量、不同长度玄武岩纤维对水泥乳化沥青胶砂性能的影响。研究结果表明:随着玄武岩纤维掺量的增加,水泥乳化沥青胶砂拌和物的5、30、60min扩展度逐渐降低,水泥乳化沥青胶砂试件的干缩率逐渐降低,抗折强度先增加后降低；结合水泥乳化沥青胶砂拌和物的工作性能及胶砂试件的干缩率和抗折强度,本次试验的玄武岩纤维最佳掺量为0.6‰,适宜长度为20mm。

对不同乳化沥青掺量下水泥乳化沥青混凝土的耐久性能进行对比试验,其中包括抗酸、碱、盐和机油侵蚀性能以及抗冻性能。试验结果表明,水泥乳化沥青混凝土的耐化学介质侵蚀性能良好;随着乳化沥青用量的增加,其抗酸、碱、盐侵蚀能力增强,抗油性能逐渐降低,抗冻性能亦逐渐下降;当乳化沥青与水泥质量比为0.4时,水泥乳化沥青混凝土的耐久性能最佳。

通过调节初始加水量控制钢渣的碳酸化效果(碳酸化质量增加率),利用胶砂强度试验法测定碳酸化钢渣的活性指数,以及分析硬化浆体矿物相和微观形貌,研究碳酸化钢渣水泥水化活性。结果表明:随着初始加水量的增加,碳酸化质量增加率先增加后降低;钢渣中的游离氧化钙(f-cao)含量经碳酸化后,由3.92%降至1.11%;加水量为19%的钢渣经碳酸化后,生成15.95%的caco3;碳酸化质量增加率相同时,加水量为11.8%的碳酸化钢渣3、28d活性指数较21%加水量的分别高49%和5%。在初始加水量为19%时,碳酸化钢渣3、28d活性指数为最大值,较未碳酸化钢渣水化活性可提高97%和16%;碳酸化生成的caco3与水泥中的c3a反应生成水合碳铝酸钙。

采用流变仪测定水泥乳化沥青(ca)浆体的流变曲线,考察沥青与水泥质量比、沥青的组成和阳离子乳化沥青中乳化剂含量对ca浆体表观黏度和屈服应力的影响,通过激光粒度仪测定乳化沥青平均粒径,探讨乳化沥青平均粒径对ca浆体流变性的影响。结果表明:ca浆体属于非牛顿流体,呈现剪切变稀的特性;ca浆体的表观黏度和屈服应力都随沥青与水泥质量比和乳化沥青中乳化剂含量的增加而增大,随沥青质质量分数的增加而降低;ca浆体的表观黏度和屈服应力与乳化沥青的平均粒径负相关。

通过测试掺用再生微粉浆体的化学结合水、水化热和抗压强度,研究了再生微粉掺量及不同强度废弃混凝土制备的再生微粉对水泥水化性能的影响。结果表明,再生微粉对浆体化学结合水和抗压强度的影响趋势相近;随着再生微粉掺量的增加,浆体化学结合水越来越小,掺用强度高的废弃混凝土制备的再生微粉浆体各龄期化学结合水均明显高于强度较低的废弃混凝土制备的再生微粉浆体;掺用再生微粉降低了浆体最大放热量,且随着掺量的增加,延缓了其达到最大放热量的时间,掺用高强度废弃混凝土制备的再生微粉的浆体最大放热量大于掺用强度较低废弃混凝土制备的再生微粉浆体,但对浆体达到最大放热量的时间影响不大。

主要采用xrd、dta/tg、sem、mip及等温微量量热仪研究了华新硅酸盐水泥以及掺有活化煤矸石细粉水泥胶凝体体系的水化性能和微观结构,试验证明煅烧后的煤矸石具有火山灰活性。掺有活化煤矸石细粉的水泥浆体结构较疏松,孔隙较多,但随着龄期的增长,浆体结构变得越来紧密,其主要的水化产物亦为水化硅酸钙凝胶、钙矾石和ca(oh)2晶体。

石膏复合胶凝材料是由石膏与矿渣或粉煤灰、水泥等原材料配制而成的新型胶凝材料,水泥对其性能有很大影响,掺量过少不能有效激发矿渣活性,掺量过多易引起安定性不良。通过ph值测定和水化产物的xrd图谱并结合宏观试验结果,分析了水泥在石膏复合胶凝材料水化过程中的作用及机理。结果表明,水泥除自身水化外,主要为石膏复合胶凝材料体系提供钙离子和矿渣水化需要的碱性环境,能够加快矿渣活性的激发速度,缩短石膏复合胶凝材料的凝结时间;水泥掺量少,自身水化产物少且对矿渣激发不充分,不足以形成致密的网状结构,掺量过多,钙矾石生成量大,会因膨胀而破坏已形成的结构,导致强度和耐水性能降低;水泥的最佳掺量范围为7%~10%。

２００８年第３期水泥工程 中图分类号：ｔｑ１７２文献标识码：ｂ文章编号：１００７－０３８９（２００８）０３－０５－０３ 石灰石粉在复合胶凝材料中的水化活性 刘数华１，阎培渝 ２ （１．武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉４３００７２；２．清华大学土木工程系，北京１０００８４） 摘要：试验设计了一系列胶砂配合比，测试不同龄期的抗压强度，采用蒲心诚教授提出的水化活性评价方法，对石灰石粉 在复合胶凝材料中的水化活性进行分析。试验结果表明，随着石灰石粉掺量的增加，复合胶凝材料的需水量减小，抗压强度 降低；但掺量在３０％以内时，石灰石粉掺量对复合胶凝材料抗压强度的影响较小，具有一定的水化活性。 关键词：石灰石粉；复合胶凝材料；水化活性 ｈｙｄｒａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｖｅｏｆｌｉｍｅｓｔｏｎｅｐｗｄｅｒｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｅ

借鉴公路领域改性混凝土经验,利用锰渣作为掺合料制备改性水泥乳化沥青砂浆(ca砂浆),研究锰渣掺量对改性ca砂浆性能的影响。结果表明:锰渣的掺入会影响ca砂浆各项性能,当其掺量小于20%时,改性ca砂浆的物理性能较为稳定,工作性能趋于平稳,力学性能改善效果明显；锰渣掺量为20%时,改性ca砂浆密度为1838.0kg/m~3、膨胀率1.390%、含气量9.0%、流动度118.01s、抗压强度21.4mpa、劈裂抗拉强度3.42mpa,均符合《客运专线铁路crtsⅱ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆暂行技术条件》的要求。

模拟现场施工条件,测定了不同温度下灌注袋中的中国铁路轨道系统ⅰ型水泥乳化沥青(cementandemulsifiedasphalt,ca)砂浆膨胀率随时间变化,并测定了浆体ph值随时间的变化。研究发现ca砂浆早期膨胀可分为4个阶段:混合后0～3h,砂浆收缩;3～6h,砂浆迅速膨胀;6～10h,砂浆再收缩;10h以后,砂浆体积较为稳定。温度越高,各阶段开始时间越早,持续时间也越短;20～35℃,浆体膨胀率随温度升高而增大,但温度为35～45℃时,砂浆膨胀率随温度升高反而减小,温度对浆体ph值随时间变化的影响也有类似规律。扫描电子显微镜和能谱仪结果表明:对于水化10d的水泥乳化沥青砂浆,20℃浆体中可看到大量与钙矾石有关的针状物,而55℃浆体中除沥青膜层外,水泥水化产物并不明显。高温下(>35℃)乳化沥青破乳,包裹铝粉与水泥颗粒,使铝粉发气反应受到抑制可能是导致膨胀率、ph值等变化异常的原因。

采用简单性能测试系统(spt系统)对水泥乳化沥青混合料的动态模量和相位角进行测试,基于sigmoidal数学模型回归得到了水泥乳化沥青混合料的动态模量主曲线方程.对比了水泥乳化沥青混合料和普通的热拌沥青混合料的动态模量特性,通过微观形貌观察对水泥乳化沥青混合料的动态模量特性进行了解析.结果表明:在温度为15~25℃、加载频率为0.1~25.0hz时,水泥乳化沥青混合料动态模量在1541~5921mpa变化;水泥乳化沥青混合料动态模量曲线移位因子小于热拌沥青混合料,即水泥乳化沥青混合料温度敏感性较热拌沥青混合料低.水泥与乳化沥青中水生成的水化产物不仅降低了水泥乳化沥青混合料的黏性,使之更具有弹性性质,同时也改善了水泥乳化沥青混合料的温度敏感性.

为系统研究级配变化对水泥乳化沥青混合料性能的影响,进行马歇尔稳定度试验、低温劈裂试验、肯塔堡飞散试验以及车辙试验,分析了水泥乳化沥青混合料3种级配结构形态的路用性能及细集料和粗集料组成对混合料性能的影响规律。结果表明:悬浮密实结构更有利于发挥水泥乳化沥青混合料路用性能;水泥乳化沥青混合料性能对于细集料级配的变化敏感,随着细料组成部分变粗,混合料的马歇尔稳定度、劈裂强度及抗剪强度均有不同程度降低,而飞散损失则增大。在保证水稳定性满足要求的情况下,增大细集料含量有利于提高混合料性能。

水泥乳化沥青砂浆