化学激发剂对水泥-锰渣胶凝材料性能的影响

采用不同化学激发剂提高锰渣活性,并寻求制备水泥-锰渣胶凝材料的最佳配比和制备工艺。试验结果表明,一定条件下硫酸盐激发剂和自制FJS激发剂均可以单独激发锰渣活性,经激发的水泥-锰渣胶凝材料的安定性、凝结时间、强度均能满足复合水泥42.5强度等级要求。碱性激发剂的激发效果较差,其中固体硅酸钠会导致胶凝材料凝结时间缩短2-2.5 h。激发剂复掺的效果取决于所用激发剂的种类。SEM分析和XRD分析均表明,水化产物中大量层状结构托勃莫来石有助于提高水泥-锰渣胶凝材料的强度。采用适当的激发剂掺入方式,并控制激发剂和锰渣的掺入量,可以制得性能良好的水泥-锰渣胶凝材料。     

利用镁渣配制胶凝材料的机理分析

笔者概述了镁渣的特性、化学成分及矿物组成,分析了镁渣作为胶凝材料的可行性．根据碱矿渣理论利用激发剂激发镁渣的潜在活性,进一步论述了碱激发镁渣的机理,并提出了利用镁渣配制胶凝材料的可行性方法．     

利用炼铁高炉渣制备胶凝材料的研究

以高炉渣微粉和偏高岭土为主要原料,NaOH和Na2SiO3为复合激发剂,制备了碱激发矿渣胶凝材料,研究了炉渣粒度、碱添加量及养护制度对矿渣胶凝材料性能的影响.结果表明,炉渣粉磨至10 μm,在室温下养护,激发剂含量为12%时,样品的1 d抗压强度为17.66 MPa;当碱激发剂含量达到16%时,样品的1 d抗压强度为27.91 MPa;随着养护时间的延长,胶凝材料的抗压强度有提高的趋势,80 ℃养护可以提高胶凝材料的早期强度,但养护温度不宜过高.     

NaOH—nNa2SiO3激发制备碱—双渣胶凝材料研究

研究 采用NaOH-nNa2SiO3激发制备碱-双渣胶凝材料的方法和技术途径,结果表明：将固体碱激发剂、矿渣、高钙粉煤灰渣三种原料按一定比例混合入磨进行粉磨制备得到的碱-双渣胶凝材料28d强度达到30-60MPa,凝结时间正常;这种胶凝材料生产成本低,性能优良,是一种环保的新型胶凝材料。     

NaOH-nNa_2SiO_2激发制备碱-双渣胶凝材料研究

研究了采用 ＮａＯＨ－ｎＮａ２ＳｉＯ３激发制备碱－双渣胶凝材料的方法和技术途径。结果表明：将固体碱激发剂、矿渣、高钙粉煤灰渣三种原料按一定比例混合入磨进行粉磨,制备得到的碱－双渣胶凝材料 ２８ ｄ强度达到 ３０～６０ ＭＰａ。凝结时间正常;这种胶凝材料生产成本低,性能优良,是一种环保的新型胶凝材料。     

复合激发剂对钢渣-矿渣基胶凝材料性能的影响

基于正交试验,通过对钢渣-矿渣基胶凝材料外观形貌、抗压强度、水化产物的分析,研究氢氧化钙和激发剂D的复合激发剂对钢渣-矿渣基胶凝材料的安定性及抗压强度的影响。结果表明:与未添加激发剂相比,复合激发剂能显著激发钢渣-矿渣基胶凝材料的活性,改善其安定性;胶凝材料抗压强度影响因素的强弱顺序依次为激发剂D、氢氧化钙、钢渣微粉;钢渣微粉、矿渣微粉、氢氧化钙、激发剂D质量分数分别为40%,53%,3%,4%时,制得的胶凝材料试样体积安定性合格,且抗压强度最大,达15.46 MPa。     

高掺量粉煤灰矿渣水泥胶凝材料水化物相的研究

采用工业废渣粉煤灰和矿渣为主要原料 ,通过掺加适当比例的自制复合活性激发剂 ,配制和研究高掺量粉煤灰矿渣水泥胶凝材料。运用扫描电子显微镜 (SEM )、X射线衍射 (XRD)和差热分析 (DTA)等手段研究了胶凝材料的水化物相。结果表明 ,自制复合激发剂对活性材料具有良好的活性激发作用     

碱-矿渣-锰合金渣胶凝材料的研制

锰合金渣是生产锰系合金排放的工业废弃物,近年来锰矿资源的开采和利用发展迅速,产生的大量锰渣造成了严重的环境污染。将锰合金渣与矿渣复合,制备了碱-矿渣-锰合金渣胶凝材料,测试了所制备胶结材的抗压和抗折强度,利用扫描电镜分析了其微观结构。研究结果表明,随着锰渣掺量增加,碱-矿渣-锰渣胶凝材料的强度总体呈降低趋势;提高锰渣细度,所制备的胶凝材料强度亦随之增加;碱激发下磨细锰合金渣具有一定的水化硬化活性,其活性低于磨细矿渣。     

碱矿渣胶凝材料的研究与发展

本文综述了近年来关于矿渣结构的新观点、碱激发矿渣的机理、碱矿渣胶凝材料的水化、碱激发剂及缓凝剂的选择、碱矿渣胶凝材料的性能及应用,并指出了碱矿渣胶凝材料研究与应用的热点问题。     

利用煤矸石与页岩制备无熟料胶凝材料的研究

研究了煤矸石、页岩复掺并激活后替代水泥熟料生产胶凝材料的可行性;利用XRD和X射线衍射分析等检测手段对煤矸石和页岩的矿物组成及化学成分进行了分析,运用DTA分析确定了煤矸石和页岩的最佳煅烧温度范围,并结合活性评价方法确定了最佳的煅烧工艺;采用脱硫石膏和CaO作为活性激发剂,结合胶砂强度对制备出的胶凝材料的宏观性能进行了分析,并利用SEM对其水化产物进行了系统的分析且探讨了其相关反应机理。结果表明,在实验中,当煤矸石与页岩的比例为7∶3且内掺5%脱硫石膏时,在780℃温度下保温2h且在空气中进行急冷的条件下,得到的煅烧样的活性最佳,且利用其制备出的胶凝材料的3d、28d胶砂强度均可达PC32.5强度等级。     

高性能填充轻集料混凝土试验研究

为了解决钢管混凝土结构高性能填充材料的制备问题,选用高强水泥、粉煤灰、硅灰、膨胀剂、页岩陶粒、页岩陶砂与天然砂组成的混合细集料、高效减水剂和增稠剂制备出具有轻质、微膨胀和自密实性能的高强混凝土,设计18个试验组对比分析了混合细集料中天然砂体积分数、胶凝材料用量和体积砂率对混凝土工作性能、物理力学性能和硬化变形性能的影响规律.研究结果表明:选用上述原材料,采用内掺法和松散体积法进行掺合料和混合细集料用量设计,调整混合细集料中天然砂和陶砂的体积比来改良颗粒级配,每m3混凝土掺入540~570 kg胶凝材料,体积砂率取值47%左右,可制备出适用于钢管轻集料混凝土结构的高性能填充轻集料混凝土.     

矿用充填胶凝材料激发剂配比智能优化决策

针对矿用充填胶凝材料不同配比的激发剂化学复合作用所引起充填胶结体单轴抗压强度复杂非线性变化问题,提出一种充填胶凝材料激发剂配比智能优化决策方法.首先,开展均匀设计试验获取不同激发剂配比充填胶结体抗压强度数值;其次,采用动态自适应交换变异概率及适应度竞争交换方式的改进遗传树表征激发剂与充填胶结体抗压强度之间的非线性复杂关系,运算至49代时即满足终止法则,收敛速度较快,函数精度高;最后,确定约束条件,建立激发剂配比优化模型,采用遗传算法的全局快速寻优技术,获得满足充填体强度要求的激发剂优化配比.结果表明:采用该智能优化方法研究铁矿新型充填胶凝材料激发剂配比,优化结果显示,满足该矿山充填体强度的胶凝材料优化配比为生石灰2.91%、石膏17.39%、矿渣粉79.7%;在该优化配比周围开展验证试验,试验结果显示为生石灰3%、石膏17%、矿渣粉80%时、充填体7、28d抗压强度均达到最大,与激发剂配比智能优化方法获得的胶凝材料配比相吻合.相比42.5水泥,用该智能优化方法获得的激发剂配比制备全尾砂充填胶凝材料,可降低材料成本22%.     

芒硝工业尾矿制备碱激发偏高岭土胶凝材料

土壤聚合物是一种具有发展潜力的碱激发胶凝材料.尝试利用榆林地区煤系高龄岩和内蒙地区一种价格低廉的芒硝工业尾矿来制备偏高岭土基胶凝材料的可行性.研究结果表明:试验所用废芒工业尾矿与偏高岭土混合所成型的试块不能凝结硬化. 添加5%NaOH可使该材料凝结硬化并具有一定的强度. 采用硅酸钠碱溶液外掺15%废芒硝工业尾矿能够有效消纳固体废弃物制备碱激发偏高岭土基胶凝材料,抗压强度达到42.5水泥强度等级的要求.     

水泥与偏高岭土地聚物砂浆碱骨料反应对比研究

为减少环境污染,近年来对碱激发胶凝材料的研究逐渐增加,而目前研究大多集中在地质聚合物机理方面,较少涉及其碱骨料反应。本文试图探究高温高碱环境下,碱激发胶凝材料砂浆与传统水泥砂浆碱骨料反应的不同,以推进碱激发胶凝材料的工程应用。通过测量试件不同龄期长度变化,研究掺不同骨料的水泥砂浆和偏高岭土基地聚物砂浆在高温高碱溶液中的变形行为,同时采用XRD、SEM等微观手段分析二者不同龄期产物的组成和微观结构。研究结果表明：地聚物与水泥的碱骨料反应历程存在明显区别,地聚物中不会发生严重的碱骨料反应,工程中能使用碱活性强的骨料;地聚物浆体最终形成(类)沸石结构,其笼式结构能吸附和固溶大量有害碱,能适应海工等强腐蚀性环境。     

赤泥-粉煤灰-矿渣碱激发胶凝材料性质的研究

以赤泥、粉煤灰、矿渣等工业废渣为主要原料制备碱激发胶凝材料,通过正交实验找出了赤泥、矿渣和粉煤灰的最佳配比。当赤泥与粉煤灰比例为3∶1、矿渣的掺量为40%、12%硅酸钠促硬剂为0.12A、减水剂为0.7%时,所制备的碱激发胶凝材料力学性能较好。用蒸压养护制度可得出性能最优的碱激发胶凝材料。赤泥-粉煤灰-矿渣碱激发胶凝材料具有一定的耐酸碱盐腐蚀性、耐高温性能和良好的抗冻性能;吸水率由高到低依次为:水泥、净浆试体、胶砂试体Ⅰ(灰砂比为2∶1)、胶砂试体Ⅱ(灰砂比为1∶1)。X-射线衍射分析表明:在碱激发胶凝材料中生成了大量的铝硅酸盐和钙硅酸盐的复合反应产物,如:莫来石(K2O.Na2O.H2O、Al6Si2O13)、托勃莫来石和C-S-H、C2-S-H凝胶产物等。该类材料不仅具有类似有机聚合物的完整岛状结构及链状结构,还能与矿物颗粒表面的[SiO4]4-和[AlO4]4-四面体通过脱烃基作用形成化学键;来源于原料中Ca(OH)2的C-S-H凝胶多生成于水泥水化的C-S-H凝胶孔隙之中,从而大大提高了结构密实度,是其获得高强度的直接原因。     

碱激发免蒸压加气混凝土的研究

对碱激发磷渣制备免蒸压加气混凝土进行了研究,讨论了粉煤灰掺量、碱含量、水玻璃模数、养护制度等因素对加气混凝土发气速度、稠化速度及容重、强度等性能的影响。并使用SEM、XRD等手段对水化产物进行了微观分析。研究结果表明激发剂的碱含量是影响加气混凝土性能的主要因素,同时在水玻璃模数为1.2、碱含量为6%和60℃蒸汽养护的条件下可以制备出28 d强度高达11.9 MPa容重为806 kg/m3的加气混凝土。     

Analysis of Hydration Mechanism and Microstructure of Composite Cementitious Materials for Filling Mining

To obtain the compositions and microstructure of hydration products of cementitious material in different hydration ages and its growth law of filling strength, the optimal proportion of composite cementitious material was determined according to the chemical composition of cement clinker which was composed of the Portland cement 32.5R, CSA 42.5 sulphoaluminate cement and two gypsum(CS). The characterization of composite cementitious materials in different hydration ages was conducted by NMR, XRD and SEM techniques. The mechanism of hydration was explored. It is shown that the compressive strength of the test block increases gradually with the increase of hydration age. The microstructure of composite cementitious material can be changed from Al-O octahedron into Al-O tetrahedron in the hydration process. The hydrated alkali alumi niumsilicate formed with Si-O tetrahedron and Al-O tetrahedron. The degree of polymerization of Si-O tetrahedron gradually increased, and the structural strength of cementitious materials continued to increase. The diffraction peak of clinker minerals gradually decreased with the extension of hydration age. The CaSO_4 completely hydrated to produce Aft during hydration which resulted in high early strength of cementitious material. The early hydration product of composite cementitious materials was Aft with a needle bar structure. The main middle and last hydration products were CSH gel and CH gel with dense prismatic shape. The microscopic pore of composite cementitious material gradually decreased and improved the later strength of filling block. The strong support was provided for mined-out area.     

矿渣-粉煤灰-氟石膏胶结材激发及毒性

研究了激发剂对氟石膏的激发效果和机理,复合氟石膏胶结材的强度、软化系数和浸出毒性。通过NaOH、Na2SO4和NaF对氟石膏激发试验,确定最优掺量均为1％。在此基础上,采用矿渣、粉煤灰、熟料对用量80％以上氟石膏进一步改性,发现Na2SO41％、矿渣2．5％、粉煤灰5％和氟石膏89％复合胶结材性能最好,28d抗压强度可达12．25MPa,软化系数可达0．70,浸出氟离子浓度降低到0．7485mg／L。SEM和XRD分析发现水化形成的二水石膏晶体与少量水化硅酸钙、钙矾石及氟化钙互相填充包裹,阻碍了水分进入,改善了复合胶结材耐水性能和降低了浸出毒性。