煤矸石在不同酸溶液中的溶出特征研究

模拟酸雨环境,用不同pH值溶液浸泡东胜煤矸石(D CG)、薛家湾煤矸石(X CG)、乌海煤矸石(W CG)和对照集料(AGG),测定浸泡液的pH值和煤矸石的质量损失率,并采用X射线衍射XRD进行成分测定和结晶分析,探讨煤矸石被酸化腐蚀的机理.结果表明：浸泡液pH值的主要影响因素有浸泡时间、固液比、试样化学成分、浸泡溶液的酸度,在1d内浸泡液pH值的变化幅度最大,之后趋于稳定;固液比越大,pH值变化越大;D CG和AGG酸性浸泡液的pH值变化规律一致,X CG和W CG的变化规律相似;各样品在酸性浸泡条件下的质量损失率较大的主要原因是其晶体结构遭到了不同程度的破坏,同时也使其抗剪强度降低.     

铁尾矿建筑砂浆的应用特性研究

将铁尾矿砂代替天然河砂制备水泥砂浆,通过测试其浆体性能、力学性能、耐久性能等指标,分析了铁尾矿水泥砂浆的材料特性。试验结果表明,在相同配合比条件下,铁尾矿砂浆比天然河砂砂浆流动性降低,而表观密度、抗压强度和弹性模量更高。水养条件下,铁尾矿砂浆发生膨胀,而天然河砂砂浆收缩。自然干燥状态下,两类试件均发生明显收缩现象。50次冻融循环及酸、碱溶液浸泡下,铁尾矿砂浆表现出较好的抗冻性和耐酸碱侵蚀性。随铁尾矿中可磁选颗粒含量增加,铁尾矿水泥胶砂试件早期力学性能提高,28d龄期时则降低。28d龄期时不含可磁选颗粒的铁尾矿水泥胶砂试件具有更高的无害孔含量,有利于提高力学性能。     

铁尾矿建筑砂浆应用性能试验研究

采用铁尾矿砂、天然河砂、混合砂分别制备建筑砂浆,通过测试三种砂浆工作性能、力学性能、耐久性能等指标,获得铁尾矿建筑砂浆与其他类型砂浆应用性能的差异。试验结果表明:为获得相近工作性,铁尾矿砂浆需水量比天然河砂和混合砂砂浆高约10%;在相同配合比条件下,铁尾矿砂浆力学性能高于其他两种砂浆。与天然河砂、混合砂砂浆一样,通过冻融循环试验表明,铁尾矿砂浆具有良好耐久性。     

磁性指数对铁尾矿水泥基材料特性的影响

为实现铁尾矿代替天然河砂制备水泥基材料的目标,以8种磁性指数的铁尾矿和天然河砂为骨料分别制备了水泥砂浆和混凝土试件。通过测试砂浆的力学性能、试件断面的显微硬度、孔结构参数以及混凝土的抗氯离子渗透性能,分析了磁性指数对铁尾矿水泥基材料特性的影响。试验结果表明:在相同配合比下,铁尾矿砂浆力学性能优于天然河砂砂浆;提高铁尾矿的磁性指数,砂浆力学性能呈现下降趋势,但是磁性指数为40%的铁尾矿砂浆强度仍然较高;当磁性指数为0%时,铁尾矿砂浆界面区显微硬度最高,磁性指数为40%的铁尾矿砂浆次之;磁性指数为0%和40%的铁尾矿砂浆孔隙率较低且无害孔含量更多;通过磁选分离降低铁尾矿的磁性指数,有利于增强铁尾矿混凝土的抗氯离子渗透性能,提高其耐久性。     

混凝土在氯盐冻融过程中的pH值演变

C30和C50引气混凝土在3.5%NaCl以及5%Na2SO4+3.5%NaCl溶液中自然浸泡或快速冻融循环,测试盐冻过程中混凝土不同深度粉末浸泡液的pH值及腐蚀产物。结果表明:盐冻过程中混凝土发生溶蚀,其表层的pH值、氢氧化钙和C-S-H量低于内部。随冻融循环次数增加,混凝土溶蚀深度和pH值下降幅度增大。复合溶液中硫酸根离子存在延缓了混凝土表层溶蚀,致使其pH值下降幅度减轻。浸泡环境下,混凝土表层pH值降低幅度约为冻融环境的50%。提高混凝土强度不仅增加其自身碱度,而且提高了混凝土致密度,有助于提升其在盐冻过程中的抗溶蚀能力。     

化学溶液和干湿循环作用下砂岩抗剪强度劣化试验及化学热力学分析

 为研究化学溶液和干湿循环共同作用下砂岩抗剪强度的劣化机制,在不同pH环境下,通过不同干湿循环次数后的单轴、三轴试验,计算出砂岩的黏聚力和内摩擦角,同时得到其与循环次数的关系式,进而获得砂岩在浸泡环境下抗剪强度随干湿循环次数的变化公式。根据砂岩的组成矿物及其百分含量,得到各种主要组成矿物在中性、碱性、酸性溶液中溶解的化学反应方程式,利用化学热力学的基本原理,确定各主要矿物在中性、碱性、酸性溶液浸泡下能否稳定。为了验证分析的正确性,对浸泡溶液中的部分离子(Ca2+,SiO2,Na+,K+)浓度进行测试。结果表明,酸性环境下,砂岩抗剪强度劣化最为严重,碱性次之,中性最轻。在酸性环境中,对抗剪强度影响较大的胶结物主要组成成分(长石、方解石)的性质不稳定,溶解反应能自发进行,而碱性环境中,对强度影响较小的骨料主要组成成分(石英)的性质不稳定,溶解反应能自发进行。酸性浸泡液中,方解石、钾长石、钠长石溶解出的Ca2+,K+,Na+的浓度明显高于中性和碱性液中Ca2+,Na+,K+的浓度,而碱性溶液中,石英溶解出的SiO2的浓度明显高于中性和酸性液中SiO2的浓度,与热力学分析结果一致。     

玄武岩机制砂混凝土抗硫酸盐侵蚀性能

为了研究玄武岩机制砂混凝土抗硫酸盐侵蚀性能,采用了河砂（HS）、河砂+机制砂（HS+JZ）、机制砂（JZ）三个配比,设定了7.5%（质量分数）MgSO₄和15%（质量分数）MgSO₄两种溶液环境下进行干湿循环试验,通过测试质量损失率、超声波声速、相对动弹性模量和抗压强度比,结合内部裂缝与内部微观结构进行了分析。结果表明:18次干湿循环后在7.5%MgSO₄和15%MgSO₄两种溶液中3种混凝土的质量损失率分别增长到6.6%,5.5%,4.5%和8.9%,7.6%,6.5%;超声波声速值分别下降到3.600,3.684,3.800 km·s^-1和3.238,3.368,3.444 km·s^-1;相对动弹性模量分别降到64%,68%,76%和55%,57%,67%;抗压强度比分别降到0.84,0.83,0.88和0.72,0.75,0.78;河砂混凝土最终的侵蚀产物主要以白色纤维状结晶体钙矾石为主,玄武岩机制砂混凝土的侵蚀产物主要以白色石膏为主;玄武岩机制砂含少量石粉和自身的耐侵蚀性可有效提高混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力。     

铜尾矿河砂对机制砂砂浆性能的改善研究

尾矿和天然河砂可以填补机制砂中细颗粒的不足并与机制砂组成级配良好的混合砂。本试验研究了河砂和铜尾矿取代机制砂制备混合砂的MB值、级配及不同水灰比下砂浆的性能。结果表明:混合砂MB值随河砂取代量的增加而降低,随铜尾矿取代量的增加而增加;河砂使混合砂中粉料含量降低、细度模数略有降低,而铜尾矿使混合砂粉料含量增加、细度模数降低;砂浆稠度随着河砂取代量的增加而降低,而随铜尾矿的增加而增大;河砂或铜尾矿掺入机制砂时,砂浆抗折抗压强度均有所提高;相同流动度下,掺入河砂砂浆的干缩率减低,而掺入铜尾矿则使其增加。     

不同酸碱条件下黏性土的热力学稳定性试验研究

在常温(-4℃~60℃)条件下,以广西南宁市河流相沉积土为研究对象,制作三轴扰动样(d=39.1mm,h=80mm)并将其抽气饱和、浸泡在不同pH值溶液中360h,然后取出风干至浸泡前的含水量,最后分别静置于10℃、30℃、40℃、50℃、60℃的温度环境中168h及在40℃环境中静置48h,120h,168h,240h,360h后进行三轴试验,探讨热作用对不同pH值粘性土热力学特性的影响。通过室内试验得出了不同pH值土样的峰值应力差(1σ-3σ)、粘聚力c及内摩擦角φ随温度t的变化规律。结果表明,相对中性土样来说,当化学溶液的pH<7(酸性)和pH>7(碱性)时,热侵蚀效应强度增大,当环境温度t=40℃时,酸性(pH=2)和碱性(pH=12)重塑土样的粘聚力c均最小,分别为62.9kPa和80.5kPa;在40℃环境中热作用168h后,酸性土样的粘聚力c有最小值,酸性和碱性土样的粘聚力c均小于未浸泡土样,碱性土样的内摩擦角φ为最小。因此,不同pH值环境对土体热力学特性的影响是不同的,而且化学溶液酸性越强或碱性越强对土体强度的热影响越大,所以,不同酸碱度是影响土体热力学稳定性的主要因素之一。     

铁尾矿颗粒形貌对砂浆尺寸稳定性影响的研究

为研究铁尾矿颗粒形貌对砂浆尺寸稳定性的影响,利用光学显微镜观察了铁尾矿砂、天然河砂和普通机制砂的颗粒形貌并对其进行了定量描述,探索量化指标对砂浆尺寸稳定性的影响规律。试验结果表明,三种细骨料中,铁尾矿砂的针片状、非球形程度最高,其颗粒表面光滑但存在最多的尖锐棱角。在干燥环境下,细骨料较低的OR值和RK值将显著增加砂浆试件的收缩值。由于铁尾矿砂这两个指标最低,其砂浆试件的尺寸稳定性低于天然河砂和普通机制砂砂浆试件。不同粒级的铁尾矿砂所配制的砂浆试件尺寸稳定性试验证明,此时影响砂浆尺寸稳定性主要因素不是颗粒形貌,而是粒级范围,粒级范围越小,则铁尾矿砂浆试件的尺寸收缩越大。     

铁尾矿对混凝土与钢筋粘结性能影响试验研究

以唐山地区的铁尾矿粉、铁尾矿砂、铁尾矿石分别替代粉煤灰、河砂、碎石作为混凝土的掺合料及粗细骨料，研究铁尾矿对混凝土与钢筋粘结性能的影响。结果表明：尾矿粉混凝土与钢筋的粘结性能比粉煤灰混凝土差；而尾矿粉-尾矿砂混凝土与钢筋的粘结性能优于尾矿粉混凝土；全尾矿混凝土与钢筋的粘结性能优于尾矿粉-尾矿砂混凝土且优于粉煤灰混凝土。     

“烟塔合一”排烟冷却塔混凝土的耐久性研究

"烟塔合一"排烟冷却塔混凝土内壁上的冷凝溶液含有大量的SO_4~(2-),NO_3~-,H~+,会对混凝土产生侵蚀作用.采用室内试验,对比研究了实际运行温度下普通混凝土(NC30)、高性能混凝土(HPC30,HPC50)及超高性能混凝土(UHPC)在冷凝溶液浸泡作用下的耐久性.结果表明:在冷凝溶液中浸泡95d时,NC30的质量损失率最大达到7.6%,UHPC的质量损失率仅为1.3%,而HPC30,HPC50的质量损失率分别为4.4%,4.0%.经过冷凝溶液浸泡后,NC30,HPC30和HPC50的抗压强度随浸泡时间的增加呈现先增大后减小的趋势,浸泡95d时分别减小了40.3%,31.9%和19.8%,而UHPC经过冷凝溶液浸泡后的抗压强度呈持续下降趋势,但是其损失率仅为9.4%.     

海洋黏细菌对砂浆渗透性和微观结构影响

研究了黏细菌对砂浆渗透性和砂浆表面微观结构的影响.砂浆试件分别浸泡于灭菌海水、2216E液体培养基和接入的黏细菌2216E液体培养基浸泡液中154 d.利用测试距砂浆表面不同深度处的氯离子含量和浸泡液的pH值来评价微生物对砂浆渗透性的影响.结果表明:黏细菌对氯离子渗入砂浆有阻碍作用并能减少砂浆内部OH的溶出;经接入黏细菌的2216E液体培养基浸泡后,砂浆表面覆盖有一层布满杆状细菌的膜层,该生物膜层可能是抑制浸泡液中氯离子渗入砂浆内部和阻碍砂浆内部OH层渗漏的主要因素.     

硫酸盐碳酸氢盐复合侵蚀下C60混凝土强度损伤规律试验研究

制作C60混凝土试件,分别浸泡在15%Na2SO4和10%Na2SO4与5%NaHCO3两类盐害溶液中360天,定期测试混凝土试件的抗压强度和抗折强度,分析抗压强度和抗折强度损失率,并对浸泡试件进行电镜扫描。试验结果表明在两类腐蚀环境中混凝土强度都经历了强度增长期和强度下降期,Na2SO4与NaHCO3复合溶液中混凝土强度损失率大于单一Na2SO4溶液。     

铅锌尾矿重金属释放影响因素的探讨

铅锌尾矿废渣若不经过处理,会通过风蚀、径流对环境造成重金属污染,对尾矿废渣污染的研究一直是大家关注的方向。多年来,pH被证实是影响重金属释放的重要因素。本文通过实验,研究了浸提方法、pH和盐度对铅锌尾矿废渣重金属元素释放的影响。结果表明,Pb、Zn、Cd、As在pH值呈酸性和碱性时浸出率都较高,Cu、Ni则在pH值为碱性时浸出率更高,盐度对Pb的释放影响效果更为明显。     

提升水泥砂浆耐酸性能的防护技术研究

采用普通硅酸盐水泥、磨细矿渣和粉煤灰等原材料配制了水胶比和矿物掺合料掺量不同的4种砂浆试件,并使用环氧防护涂层对其中1种砂浆进行表面防腐涂刷。将成型的砂浆试件分别浸泡于不同pH值的硫酸溶液中。对比研究了各龄期砂浆的质量变化率和强度变化率以及不同砂浆在侵蚀试验后的表面微观形貌。结果表明,硫酸溶液对水泥砂浆有严重的腐蚀作用,在pH值较低的强酸溶液中,通过降低水胶比的方式并不能显著提升砂浆的抗酸侵蚀能力;含大掺量矿物掺合料的砂浆,其耐酸腐蚀性能有明显提升;pH≥3的中强酸和弱酸环境对水泥基材料的侵蚀作用会有明显减弱;采用环氧涂层可较大幅度提升水泥砂浆的耐酸腐蚀性。     

干湿循环下铁尾矿砂再生混凝土耐久性研究

试验主要研究了不同掺量铁尾矿砂对再生骨料混凝土在硫酸盐干湿循环作用下质量损失率、抗压耐腐蚀系数、超声声速等性能变化的影响。研究结果表明:基于再生粗骨料替代率为30%的情况下,当掺量30%铁尾矿砂等量替代细骨料时,在硫酸盐干湿循环50次时可以使再生骨料混凝土质量损失大大减少,抗压耐腐蚀系数达到最大。当掺量10%铁尾矿砂等量替代细骨料时,其超声声速值高于其他掺量铁尾矿再生混凝土的超声声速值。     

硫酸盐对淡化海砂混凝土的腐蚀研究

对河砂混凝土和淡化海砂混凝土在5%Na2SO(4质量分数,下同)、5%MgSO4+3.5%Cl-腐蚀溶液中浸泡和浸烘的损伤过程研究。结果表明:两种试验制度下,河砂混凝土的动弹模损失大于同配合比的淡化海砂混凝土;浸烘试验中,淡化混凝土的动弹模降低40%,河砂混凝土约为60%。     

稀硫酸侵蚀砂浆的试验研究

为了获得稀硫酸侵蚀水泥砂浆的作用机制,用稀硫酸分2批对水泥砂浆进行了长期浸泡试验,第1批试验浸泡溶液的pH值分别为3.0,3.5,4.0,第2批试验浸泡溶液的pH值为1.5～2.9.在浸泡过程中实时记录浸泡溶液的pH值变化,并用0.125mol/L的稀硫酸及时滴定以保持其pH值.运用边界层理论,获得了耗酸速度的侵蚀模型,试验表明该模型在多数pH值下拟合效果较好,但在pH值为2.3～3.5时,拟合效果较差.     

混凝土添加剂对丙烯酸盐喷膜防水材料性能的影响

通过对含不同添加剂的混凝土试块在静态水环境和动态水环境中浸泡后溶液pH值变化、防水膜材料在试块浸泡后的溶液中的质量变化和力学性能测试,以溶液pH值、防水膜的相对质量和拉伸强度变化为研究指标,分析不同混凝土添加剂及不同添加量在使用过程对丙烯酸盐防水膜的影响.结果表明,减水剂和速凝剂对防水膜有一定程度的不良影响,使用中添加量要严格控制,其它添加剂对防水膜影响不太明显.