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使用硅灰石来提高砂浆混合物的机械性能

    硅灰石是一种惰性矿物,可以增强砂浆的微观结构。在砂浆中加入硅灰石作为砂的部分替代物可提高其强度。用硅灰石粉代替沙子会延迟初凝时间。加入硅灰石粉末可增强砂浆混合物的抗干燥收缩性。在硅酸盐水泥砂浆混合物中使用矿物硅灰石粉作为水泥或沙子的部分替代品的效果。制备并测试了七种不同的砂浆混合物,其中
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硅灰石是一种惰性矿物,可以增强砂浆的微观结构。在砂浆中加入硅灰石作为砂的部分替代物可提高其强度。用硅灰石粉代替沙子会延迟初凝时间。加入硅灰石粉末可增强砂浆混合物的抗干燥收缩性。

 

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在硅酸盐水泥砂浆混合物中使用矿物硅灰石粉作为水泥或沙子的部分替代品的效果。制备并测试了七种不同的砂浆混合物,其中加入了硅灰石作为水泥或沙子的部分替代品,替代水平为 10%、20% 和 30%。测量了初始凝结时间,并观察到使用 30% 砂替代的砂浆混合物的延迟高达 60%,而使用水泥替代的砂浆混合物显示出高达 5% 的边际增加。压缩测试结果表明,由于 20% 的砂替代,抗压强度增加了 45%。同批次的抗弯强度提高了 28%。研究了硅灰石在抗干缩方面的作用,测试结果表明,30% 水泥替代物和 30% 沙子替代物的两种砂浆混合物的长度变化分别减少了 47% 和 44%。

 

选择水泥复合材料时,应特别注意其耐久性;影响耐久性的主要因素之一是收缩和由此产生的裂缝形成。许多研究人员研究了收缩类型和影响收缩的不同因素;由于水分流失、蒸发速率、泌水收缩率、w/b比、抗拉强度、弹性模量、蠕变松弛和约束程度而导致的混凝土体积减少。提出了许多方法来最大限度地减少收缩开裂行为,例如添加减缩剂 (SRA) 或改善固化条件。不幸的是,据报道 SRA 有负面的副作用。降低水泥的水化程度,显着降低机械强度,和延迟

 

膨胀性外加剂和 SRA 的组合已经过测试,据报道其协同效应证明其在收缩控制中的使用是合理的。用硅灰石等天然矿物代替波特兰水泥砂浆中的沙子或水泥是一项挑战。硅灰石是一种天然存在的针状白色矿物,具有针状晶体。硅灰石的化学成分是b-CaSiO3。硅灰石按其粒度分类;尺寸为 25 至 150 lm 的颗粒被视为微纤维,小于 25 lm 的颗粒被视为粉末,大于 150 lm 的颗粒被视为纤维。最近,硅灰石因其重要的工业重要性而闻名于世。它主要用于陶瓷、摩擦产品、油漆填料和塑料。不幸的是,它在建筑领域的用途非常有限,尽管它的针状形状和耐久性改进行为使其能够与其他材料竞争。近年来,已经进行了研究以证明其在建筑领域的重要性。

 

硅灰石纤维适度提高了抗压强度,并显着提高了断裂韧性,从而提高了延展性和抗裂纹扩展性。

 

在埃及,硅灰石在当地市场上用于卫生和陶瓷制造。硅灰石的特性使其能够在微纤维增强砂浆应用中与碳和钢微纤维竞争,而且成本更低。因此,本研究的主要目的是研究使用硅灰石粉末作为水泥或沙子的部分替代物来提高波特兰水泥砂浆混合物的机械性能的潜力。

 

掺入硅灰石作为部分沙子替代物的砂浆混合物比对照混合物表现出更好的延展性和更高的峰后挠度。另一方面,掺入硅灰石作为水泥的部分替代品的砂浆混合物随着硅灰石浓度的增加显示出较低的峰值后挠度。砂浆混合物的抗弯强度。对照混合物在 2 天和 28 天的抗弯强度分别为 6.51 MPa 和 8.18 MPa。对于掺入 10%、20% 和 30% 硅灰石替代砂的砂浆混合物,其抗弯强度在 2 天时分别提高了 2%、10% 和 4%,在 28 天时分别提高了 12%、28% 和 15%与控制组合相比。这种抗弯强度的增加可归因于硅灰石的纤维性质。可以注意到,由于硅灰石浓度增加到 20%,因此弯曲强度增加,超过 20% 的硅灰石开始削弱基体中的结合,导致强度下降。对于掺入高达 30% 硅灰石作为水泥替代品的砂浆混合物,与对照混合物相比,2 天和 28 天的抗弯强度分别降低了高达 64% 和 83%。这些结果支持了其他研究人员 [2,9,10,14] 的发现,即硅灰石由于其针状形状是一种惰性矿物,对强度发展没有贡献,因此水泥含量的降低肯定会降低抗弯强度。对于掺入高达 30% 硅灰石作为水泥替代品的砂浆混合物,与对照混合物相比,2 天和 28 天的抗弯强度分别降低了高达 64% 和 83%。这些结果支持了其他研究人员的发现,即硅灰石由于其针状形状是一种惰性矿物,对强度发展没有贡献,因此水泥含量的降低肯定会降低抗弯强度。对于掺入高达 30% 硅灰石作为水泥替代品的砂浆混合物,与对照混合物相比,2 天和 28 天的抗弯强度分别降低了高达 64% 和 83%。这些结果支持了其他研究人员的发现,即硅灰石由于其针状形状是一种惰性矿物,对强度发展没有贡献,因此水泥含量的降低肯定会降低抗弯强度。

 

结论: 1. 硅灰石粉在波特兰水泥砂浆混合料中作为部分沙子的替代物高达 20%,可将 28 天的抗弯和抗压强度提高 28%,并且分别为 45%。2. 用硅灰石粉代替砂最多可延迟硅酸盐水泥砂浆混合料的初凝时间达60%,而在水泥更换的情况下,硅灰石对初凝时间没有显着影响。3. 硅灰石粉在波特兰水泥砂浆中作为部分水泥的替代物掺入高达 30% 不利于强度性能;28 天的抗弯和抗压强度分别降低了 17% 和 35%。结果表明,硅灰石是一种惰性矿物,对强度发展没有贡献。4. 硅灰石粉末的加入提高了硅酸盐水泥砂浆混合物的抗干缩性。结果表明,30% 水泥替代和 30% 砂替代的两种砂浆混合物的长度变化分别减少了 47% 和 44%。结果表明,硅灰石是一种惰性矿物,对强度发展没有贡献。4. 硅灰石粉末的加入提高了硅酸盐水泥砂浆混合物的抗干缩性。结果表明,30% 水泥替代和 30% 砂替代的两种砂浆混合物的长度变化分别减少了 47% 和 44%。结果表明,硅灰石是一种惰性矿物,对强度发展没有贡献。4. 硅灰石粉末的加入提高了硅酸盐水泥砂浆混合物的抗干缩性。结果表明,30% 水泥替代和 30% 砂替代的两种砂浆混合物的长度变化分别减少了 47% 和 44%。


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