尾矿砂水泥基复合材料的耐久性试验研究

超高韧性水泥基复合材料具有拉伸应变硬化特性,并伴随多条细密裂缝特征,具有良好的裂缝控制功效,作为一种新型建筑材料,在冻融循环条件和抗渗条件下的性能是否发生显著改变是我们关心的一个问题。本试验研究利用铁尾矿砂研制PVA水泥基复合材料,探讨PVA水泥基复合材料的抵抗冻融能力和抗渗能力及不同尾矿砂替代率对水泥基复合材料抗冻和抗渗的影响。结果表明：①经过250次冻融循环,尾矿水泥基复合材料的质量损失和弹性损失不超过5.1%,具备良好的抗冻融性能,能够完全满足寒冷地区工程的需要;②材料的抗渗系数随尾矿砂替代率的增加而增加;③尾矿砂替代率等于50%时为抗冻抗渗性能最佳的合理砂率。     

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。     

掺铁尾矿砂细集料的水泥混凝土性能分析

为分析铁尾矿砂作为细集料对水泥混凝土的和易性、力学性能及耐久性的影响,在不同混凝土配合比条件下,进行混凝土的和易性、抗压及抗弯拉强度分析,并针对力学性能较优组进行抗冻性、抗盐侵蚀性分析。结果表明:当铁尾矿砂含量为25%～50%时,对混凝土和易性、力学性能产生有利影响。冻融循环及Na2SO4侵蚀循环试验表明:掺有铁尾矿砂的混凝土试件的质量变化明显小于未掺铁尾矿砂的试件;铁尾矿砂含量为75%的混凝土质量变化幅度最小,说明铁尾矿砂可提高混凝土密实性,减少水分及硫酸盐的侵入,抑制混凝土结构的破坏。     

水泥基材料超低温冻融循环试验研究

利用液氮作为环境介质进行超低温冻融循环试验,研究了超低温对水泥基材料抗冻性能的影响。观测冻融循环前后试件外观、质量和强度等宏观性能变化,采用扫描电子显微镜(SEM)分析水泥基材料冻融循环前后微观结构变化。试验结果表明:在超低温条件下,混凝土的抗冻性能明显强于砂浆,且随混凝土强度提高其抗冻性能呈增长趋势;SEM分析结果表明超低温冻融循环后泡水融化试件结构内存在明显缺陷;超低温冻融循环试验可以加速水泥基材料破坏进程,明显减少试验周期,能相对较快的评价出水泥基材料的抗冻性能。     

胶凝材料组成对高强混凝土早期温升的影响

分别在25、50℃条件下测定了水泥、水泥-矿渣、水泥-粉煤灰-硅灰三种不同胶凝材料的水化放热特性,并测定了分别用三种胶凝材料配制的相同强度等级的混凝土的绝热温升。试验结果表明:无论在常温还是高温条件下,水泥-粉煤灰-硅灰体系的水化放热速率始终低于纯水泥体系;水泥-矿渣体系的水化放热速率在水化减速期的后阶段超过纯水泥体系,使其与纯水泥体系的放热量差距缩小;提高水化温度对水泥-矿渣体系的水化促进作用非常明显。混凝土的初期绝热温升与其胶凝材料在常温条件下的水化放热特性相关性强,随着内部温度的增大,绝热温升与其胶凝材料在高温条件下的水化特性具有更好的相关性。     

水泥胶凝砂土动力特性研究

通过室内动三轴试验研究了砂土与水泥胶凝砂土在不同应力条件下的动力变形特性及抗液化特性,结果表明:胶凝材料的掺入显著提高了砂土在动荷载作用下抵抗变形的能力,在较低水泥掺加量条件下,胶凝砂土中砂土的动力特性仍占据主导地位,其动力特性仍可用沈珠江提出的砂土动力黏弹性模型来模拟;胶凝砂土的动模量比砂土大3倍以上,而抗液化动剪应力则为砂土的2倍以上,但初始变形量及累计动残余变形量值均较砂土大幅降低;胶凝作用对低应力状态更为敏感,应力水平越低,胶凝作用对砂土抵抗动力变形能力的提高越显著,随着胶凝材料掺入,浅层砂土已很难发生地震液化,深层砂土的液化破坏主要为变形破坏,但破坏时也累积了较大的动孔隙水压力。     

不同胶凝体系下风化砂混凝土的耐久性

文章利用某山区风化砂作为细骨料，研究了不同胶凝材料对风化砂混凝土耐久性的影响。结果表明：矿物掺合料的使用能够明显使风化砂混凝土的抗碳化和早期抗渗性能得到提升，矿物掺合料的火山灰反应会使风化砂混凝土的后期抗渗性能优于纯水泥体系的混凝土相应值，同时混凝土冻融循环试验结果表明，大掺量矿物掺合料风化砂混凝土在充分养护后比纯水泥体系的混凝土具有更优异的抗冻性能。     

石灰石粉与粉煤灰作为胶凝材料的力学性能互补研究

采用相同质量的胶凝材料配制石灰石粉水泥砂浆和粉煤灰水泥砂浆,研究石灰石粉以不同掺量取代水泥后对水泥砂浆抗折、抗压强度的影响。结果表明,单掺10%~20%石灰石粉时,对水泥砂浆3d抗折和抗压强度提高较大,28d抗折强度增长较大,抗压强度提高较小。通过对粉煤灰取代部分水泥的胶砂强度试验显示,粉煤灰对混凝土的早期强度贡献很小,单掺10%~30%粉煤灰时,28d强度增长很大。论证石灰石粉与粉煤灰力学性能的互补性,石灰石粉与粉煤灰双掺作为胶凝材料性能更加优越。     

动力荷载对PVA尾矿砂水泥基复合材料冲击的影响

试验研究尾矿砂不同替代率,PVA纤维不同体积掺量,板不同厚度对尾矿砂水泥基复合材料在动力荷载作用下的影响。通过对试验现象、材料冲击能、延性指标和冲击疲劳强度的分析,试验结果表明：①PVA尾矿砂水泥基复合材料在动力荷载下损伤小、整体性强和能量耗散力强;②2％体积掺量的PVA纤维增加材料的韧性效果好;③PVA尾矿砂水泥基复合材料的尺寸效应显著,本次试验研究30mm板延性好;④PVA尾矿砂水泥基复合材料承受动力荷载时各项性能指标随着尾矿砂含量的增加而降低,因为工程应用建议采用尾矿砂替代率为50%。     

铜尾矿粉透水混凝土性能研究

选矿过程中产生的尾矿废料大量堆积不仅会产生尾矿坝失稳问题,还会造成严重的环境污染。采集云南省某铜尾矿坝中铜尾矿砂,将铜尾矿砂分别作为细骨料和磨细后的铜尾矿粉,掺入到透水混凝土中对其进行性能研究。结果表明:铜尾矿砂作为细骨料掺入透水混凝土时随着掺量的增加透水系数减小,当掺量为5%时较为合适;当用磨细铜尾矿粉作为矿物掺合料等量取代水泥胶凝材料时,掺量为5%时28、60 d透水水泥混凝土立方体抗压强度达到最大,但随着掺量继续增加强度逐渐减小需要配合粉煤灰的复掺。     

低水胶比时水泥-粉煤灰复合胶结材的水化性能

研究了水泥粉煤灰复合胶凝材料在低水胶比条件下的水化产物与硬化浆体显微结构，探讨了高效减水剂对复合胶凝材料的水化产物、水化程度、硬化浆体显微结构的影响．水泥粉煤灰复合胶凝材料的水化产物与普通硅酸盐水泥相同．球形的粉煤灰微粒在浆体中起到微集料的作用，在低水胶比条件下，有助于改善新拌浆体的流动性与硬化浆体的断裂性能，提高其强度．掺有ＦＤＮ的复合胶凝材料其初期水化程度并不因表观水胶比低而降低．水泥粉煤灰复合胶凝材料与高效减水剂协同作用，在低水胶比条件下能获得较好的力学性能．     

利用铁尾矿砂制备水泥尾矿砖的试验研究1

水泥尾矿砖是以水泥为胶凝材料,以铁尾矿砂、粉煤灰、添加剂和水为主要原料,经计量、搅拌、压制成型、养护等工序制成,具有强度高、耐久性好、利废等特点。研究表明:铁尾矿砂利用率超过70%的水泥尾矿砖,强度等级达到标准JC/T 422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》中MU15要求,吸水率、软化系数、抗冻性等技术指标也符合JC/T 422-2007《非烧结垃圾尾矿砖》标准要求。本文介绍了利用铁尾矿砂制备水泥尾矿砖的试验结果、产品性能和生产技术。     

免压蒸预应力离心桩用C80高强混凝土抗冻融和抗硫酸盐性能研究

为探索养护制度对采用水泥-硅灰-矿渣粉复合胶凝材料的C80桩用高强混凝土耐久性性能的影响规律,研究了不同养护条件下(蒸汽养护和标准养护)C80桩用高强混凝土抗冻融和抗硫酸盐性能,并分析了不同蒸汽养护恒温静停时间对复合胶凝材料水化程度的影响。试验结果表明,蒸汽养护能有效提高预应力离心桩用C80高强混凝土早期(28d)强度;标准养护下的预应力离心桩用C80高强混凝土抗冻融和抗硫酸盐性能要优于蒸汽养护,其中水泥用量为400kg/m~3,矿粉与硅灰互掺近1:1时,抗冻等级可达F450,抗硫酸盐等级可达KS150以上;蒸汽养护最高恒温不超过80℃对提高水泥基胶凝材料耐久性更加有利。     

低水胶比时水泥—粉煤灰复合胶结材料的水化性能

研究了水泥－粉煤灰复合胶凝材料在低水胶比条件下的水化产物与硬化浆体显微结构，探讨了高效减水剂对复合胶凝材料的水化产物，水化程度，硬化浆体显微结构的影响，水泥－粉煤灰复合胶凝材料的水化产物与普通硅酸盐水泥相同，球形的粉煤灰微粒在浆体中起到微集料的作用，在低水前比条件下,有助于改善新2浆体的流动性与硬化浆体的断裂性能，提高其强度，掺有FDN的复合胶凝材料其初期水化程度并不因表观水胶比低而降低，水泥－粉煤灰复合胶凝材料与高效减水剂协同作用，在低水胶比条件下能获得较好的力学性能。     

普硅水泥和低碱度硫铝酸盐水泥复合体系性能的研究

研究了在不同普通硅酸盐水泥掺量下,硫铝酸盐水泥基复合胶凝材料的流动度,凝结时间和水泥砂浆强度性能的影响。研究结果表明:普通硅酸盐水泥掺量小于50%时,普硅水泥-低碱度硫铝酸盐水泥混合体系的凝结时间和流动度随着普硅水泥掺量的增加而减小。随普通硅酸盐水泥掺量的增加,复合水泥砂浆的强度先减小后增大,当掺量为40%时水泥砂浆的强度达到了最大值。利用XRD和SEM微观测试手段对硫铝酸盐水泥基复合胶凝材料的水化产物和水化机理进行了分析和讨论。     

MPC-EPS轻质混凝土性能试验研究

以磷酸镁水泥(magnesium phosphate cement,MPC)为胶凝材料制备出了表观密度为1 800～750 kg/m~3的可用于结构的磷酸镁水泥-聚苯乙烯泡沫(MPC-EPS)混凝土.试验研究了MPC-EPS混凝土的力学性能、干缩性能、吸水率及抗冻融和干湿循环能力.结果表明:MPC-EPS混凝土具有较高的早期强度,且EPS掺量越大,其早期强度发展越快;与普通水泥为胶凝材料的EPS混凝土相比,MPC-EPS混凝土具有较低的干缩变形和吸水率,是一种耐久性良好的保温隔热材料.     

工业废渣在复合水泥中的应用研究

试验利用矿渣、钢渣等工业废渣作为配制复合水泥的辅助性胶凝材料,研究了矿渣、钢渣细度和复合比例对复合水泥力学性能的影响,并从颗粒堆积和复合胶凝效应的角度探讨了工业废渣在复合水泥中的作用机理.试验结果表明:在矿渣与钢渣组成的复合体系中,矿渣细度决定了复合水泥的强度,矿渣越细,复合水泥强度越高;在辅助性胶凝材料掺量一定的情况...     

陶瓷粉作混凝土矿物掺合料的研究进展

从陶瓷粉的材料特性入手,阐述了陶瓷粉作为混凝土矿物掺合料的可行性和水化特性,在此基础上,进一步从陶瓷粉对水泥基胶凝材料的工作性、强度、耐久性的影响等方面,综述了水泥-陶瓷粉胶凝材料的国内外研究现状。并针对现有研究存在的问题,对水泥-陶瓷粉胶凝材料的进一步研究提出了建议。     

铅锌矿全尾砂胶结充填材料的强度研究

随着科学技术的发展,我国在采矿工艺上虽然在不断进步,但废弃的尾矿砂堆积和采空区塌陷依旧是矿山上的两大难题。为此,尾砂胶结充填技术已在各个采矿区普及。这种充填技术是将胶凝材料与废弃的尾矿砂均匀搅拌,配制成一定强度的充填材料固化体填充到采空区,从而减少尾砂库溃坝事故的发生,提升矿山的环境效益和经济效益。本文以铅锌矿全尾砂为骨料,偏高岭土和矿渣为一种价廉易得的掺合料取代部分水泥,提高尾砂利用率,节约水泥成本,来研究其长期的强度发展,结果表明,全尾砂-矿渣-水泥系胶结充填材料的长期强度发展较全尾砂-偏高岭土-水泥系胶结充填材料要好。     

碱激发粉煤灰胶凝材料砂浆及混凝土的性能研究

对碱激粉煤灰胶凝材料与水泥砂浆及混凝土的耐酸性及在干湿条件下的体积变化进行了试验研究,其中水泥为对比样.结果表明:与水泥相比,碱激发粉煤灰胶凝材料具有良好的抗硫酸侵蚀性、湿胀小、干缩大.结论是碱激发粉煤灰胶凝材料适合在潮湿环境或酸性水中使用,不宜在空气中使用.