高掺量磷石膏基复合胶凝材料耐水性能研究

将不同温度煅烧预处理磷石膏,与粉煤灰、石灰、普通硅酸盐水泥、外加剂等以不同配比混合制备高掺量磷石膏基复合胶凝材料。在研究其物理性能和强度的同时,重点通过软化系数、动水溶蚀率、静水溶蚀率等耐水性评价指标研究胶凝材料的耐水性。实验结果表明:随着煅烧温度的升高,磷石膏基复合胶凝材料的强度和耐水性能有提高的趋势;磷石膏掺量由80%增加到90%,对应复合胶凝材料的软化系数、动水溶蚀率等指标变差,对静水溶蚀率影响不大。     

建筑石膏对碱式硫酸镁水泥性能影响的研究

考察了建筑石膏的不同掺量对碱式硫酸镁水泥抗压强度、抗折强度、软化系数、凝结时间以及浆体流动度的影响.通过对试件硬化微观晶体形貌的观测,分析了建筑石膏对碱式硫酸镁水泥强度及软化系数的影响机理,以及外加剂对其相关性能的影响.结果表明,建筑石膏与碱式硫酸镁水泥混合胶凝材料在适宜的配比下可以制作凝结时间适宜、早期强度高、耐水性良好的新型胶凝材料.     

粉煤灰掺量对磷酸镁水泥基复合材料力学性能影响

研究了粉煤灰掺量对磷酸镁水泥基材料的抗压强度、抗折强度、耐磨性和膨胀性能的影响。实验结果表明,随着粉煤灰掺量的增加,磷酸镁水泥净浆的抗压强度先增大后下降,粉煤灰掺量为胶凝材料质量的10%时,抗压强度最大;而材料的抗折强度和耐磨性能随着粉煤灰掺量的增加而下降。其膨     

水性环氧树脂对铁尾矿加气混凝土力学性能及抗冻性的影响

目的研究水性环氧树脂的掺量对铁尾矿加气混凝土的吸水率、密度、抗压强度、冻融后的质量损失率和抗压强度损失率的影响.方法通过掺入不同掺量的水性环氧树脂制备铁尾矿加气混凝土试样,经冻融循环后,测试其质量损失和强度损失,重点分析水性环氧树脂掺量对加气混凝土抗冻性能的改善作用,并利用XRD和SEM等分析方法,研究不同掺量下加气混凝土试样的水化产物及结构特点.结果水性环氧树脂较为适当的掺量范围为3%~5%.当水性环氧树脂掺量大于3%时,制备试样的吸水率较为明显的降低;制备试样的密度有较大幅度的升高.当水性环氧树脂掺量为3%时,制备试样15次冻融循环后的质量损失率和抗压强度损失率开始较为明显的降低;当水性环氧树脂掺量大于3%时,试样的质量损失率和抗压强度损失率的降幅逐渐减小.结论当水性环氧树脂掺量为3%时,对加气混凝土的抗冻性开始起作用,15次冻融后试样的质量损失率和强度损失率分别为3.981%和20.019%;水化产物以托勃莫来石、C-S-H(II)和复合的交联的胶凝材料相为主.     

钢渣-锰渣复合胶凝材料的结构与性能研究

通过复掺锰渣微粉和钢渣微粉取代部分硅酸盐水泥制备钢渣-锰渣复合胶凝材料,系统研究了锰渣掺量对复合胶凝材料力学性能、流动度、水化热、相组成及微观形貌的影响。结果表明,锰渣微粉的掺入能够有效激发钢渣微粉的潜在活性,改性复合胶凝材料的力学强度和微结构。其中,当锰渣微粉掺量为质量分数14%时复合胶凝材料具有最优性能,其7d抗折强度和抗压强度可达5.8MPa、31.4MPa,28d抗折强度和抗压强度高达7.1MPa、43.2MPa,水化放热量降低了约1/2。这主要是由于掺入锰渣可促使铝酸钙凝胶反应形成AFt,并使其填充于C-S-H凝胶间隙,水化产物相互交织,增大了材料的密实度。     

高吸水性树脂颗粒对混凝土自收缩与强度的影响

自收缩是导致高强混凝土早期开裂的重要因素。研究了高吸水性树脂（SAP）的掺量、引入水量对不同水胶比混凝土的自收缩与强度的影响规律。结果表明,将不超过胶凝材料总重量0．5％的SAP预吸水后掺入混凝土中。可显著减小混凝土的自收缩。且抗压强度损失较小。通过研究SAP对混凝土内部相对湿度变化的影响规律,分析了其对混凝土自收缩与强度的作用机理,认为引入预吸水SAP可明显延缓混凝土早期内部相对湿度的下降速度。对混凝土起到良好的内养护作用。减小自收缩。但当SAP掺量大于胶凝材料总重量的0．5％时,作用效果随SAP掺量的增大而不明显,混凝土抗压强度也有明显下降。     

三元胶凝材料中粉煤灰和轻烧白云石的复合效应

以含有活性氧化镁和碳酸钙的轻烧白云石、粉煤灰作为硅酸盐水泥的掺和料。研究了相同掺量粉煤灰、轻烧白云石及粉煤灰与轻烧白云石复掺时胶凝材料力学性能的变化规律。结合水化热、XRD、FSEM等测试手段对不同体系胶凝材料的水化过程、组成及微观形貌进行了表征。结果表明,粉煤灰与轻烧白云石复掺时,胶凝材料具有优于单掺时的力学性能。当轻烧白云石掺量为10%,粉煤灰掺量为30%时,胶凝材料在90 d的抗压强度可以达到51.0 MPa,为粉煤灰和轻烧白云石单掺40%时胶凝材料抗压强度的123.2%和151.8%。     

废弃玻璃应用于可控低强度材料

为了探究利用废玻璃制备的可控低强度材料(CLSM)的性能,通过玻璃粉替代水泥,玻璃砂替代河砂设计正交试验,对试验结果进行极差分析和方差分析。流动度经时损失与玻璃粉掺量成反比;泌水率主要影响因素为玻璃粉掺量;早期抗压强度主要受到玻璃粉和玻璃砂掺量因素影响,经过28 d水化基本完成后,抗压强度受到玻璃粉掺量和质量浓度因素影响。最优配合比：胶砂比1∶4,GP掺量65%,GS掺量50%,质量浓度84%,粉煤灰占胶凝材料10%,减水剂占胶凝材料0.5%,消泡剂占胶凝材料0.3%。     

煅烧高岭土尾矿掺合料砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能研究

研究了煅烧高岭土尾矿作辅助胶凝材料(单掺以及与石灰石复掺)时,其掺量对水泥胶砂强度及抗硫酸盐性能的影响,并通过XRD对其水化产物、抗硫酸盐侵蚀机理进行了分析。结果表明,无论是单掺煅烧尾矿还是与石灰石复掺,其抗压强度都随着掺量的上升而下降,但与石灰石粉复掺有利于水泥砂浆的早期强度。水泥砂浆中掺煅烧高岭土尾矿能显著提高其抗硫酸盐性能,且抗硫酸盐系数随煅烧高岭土尾矿掺量的增加而提高;单掺煅烧高岭土尾矿的抗硫酸盐性能优于与石灰石复掺的样品。微观分析结果表明,随着煅烧高岭土尾矿掺量增加,火山灰反应使硬化水泥浆体中氢氧化钙含量降低,形成了更多的水化产物和较为致密的结构。     

复合型外加剂对碱式硫酸镁水泥强度研究

碱式硫酸镁水泥作为一种轻质高强、节能环保的新型镁质胶凝材料,外加剂对它起着至关重要的作用.本文使用有机酸A分别与不同的强碱弱酸盐B、C配制了复合型外加剂,研究了不同外加剂及外加剂用量对碱式硫酸镁水泥抗折、抗压强度的影响,得到两种较为优秀的复合型外加剂AB3、AC5,并结合SEM及XRD进行表征.结果表明:当AB3、AC5掺量为轻烧氧化镁质量的0.2%时,可比未掺加外加剂的试件28 d抗折强度提高300%以上,抗压强度提高120%以上.复合型外加剂AB3、AC5用量的增加均会降低碱式硫酸镁水泥的早期强度,但后期强度有所提高,AC5比AB3型外加剂更能使碱式硫酸镁水泥形成较高的早期强度,掺加AC5型外加剂的试件28 d抗折强度较高,掺加AB3型外加剂的试件28 d抗压强度较高,复合型外加剂兼具了不同的络合与调节溶液pH的作用,为碱式硫酸镁水泥的推广应用提供了更多选择性.     

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%.     

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.     

电解锰渣胶结膏体材料的充填性能

针对电解锰渣占用大量土地资源、易产生重金属污染等问题,使用电解锰渣基胶凝材料、原状电解锰渣、中粗砂等材料制备电解锰渣自胶结膏体充填材料用于矿山回填。测试充填材料水化浆体流动度、试件抗压强度和浸出毒性,以评价该材料的性能,并用X射线衍射、扫描电镜进行表征。结果表明：该充填材料浆体流动度达到200 mm,流动性能满足充填技术要求;充填材料固化体固化28 d后,抗压强度可达到1.5 MPa以上,达到矿采场充填体强度要求;充填材料浸出毒性明显降低,主要污染重金属Mn、Co被充分固化稳定,浸出毒性满足地下水标准。固化体XRD及SEM分析发现,该充填材料水化生成的水化硅酸钙、钙矾石等晶体是固化体强度稳定、重金属得以固化的主要原因。研究表明,该方法能有效固化/稳定化电解锰渣,降低环境污染风险。     

胶结充填体力学特性的加载速率效应试验

为探究胶结充填体在不同加载速率状态下的力学参数变化规律及其破坏模式,采用数显式压力机分别对2.0、4.0、6.0、8.0 mm/min这4种加载速率下的胶结充填体开展单轴压缩试验.试验结果表明:在2.0~8.0 mm/min加载速率范围内,加载速率对于胶结充填体的抗压强度值和割线模量均具有明显的强化效应,且峰值抗压强度值和割线模量随加载速率增大而增大.峰值抗压强度与加载速率呈多项式函数规律,而割线模量与加载速率则呈指数函数分布规律.且随着加载速率增大,胶结充填体试件破坏形式表现为拉剪混合破坏向单一剪切破坏形式逐渐转化.研究结果揭示了胶结充填体的力学特性加载速率效应,为研究充填体破坏机制提供一定的参考依据.     

钢铁渣粉对水泥基材料性能影响机理研究

通过对马钢钢渣粉化学成分、X-射线衍射原材料分析,探究了钢渣粉对水泥基材料力学性能、体积稳定性的影响.试验结果表明:随着钢渣粉掺量的增加,力学性能下降明显,当掺量为10％时,与空白样相比抗压强度略有下降,当掺量为20％时,抗压强度下降幅度较大;钢渣对水泥基材料体积稳定性影响明显,相同龄期随着钢渣掺量增大,自由膨胀率升高.通过化学成分及扫描电镜分析,f-CaO是导致水泥基材体体积膨胀的根源.     

Compressive strength of polymer grouting material at different temperatures

In order to study the influence of temperature on compressive strength of polymer grouting material, the compression specimen injection mold is self-made, and the uniaxial compressive test was carried out in the temperature control box under different temperatures. The change regularity of compressive strength of polymer grouting material under different temperatures and the law of volume changes of polymer samples were obtained. The experimental results show that: the compressive strength of polymer material increases with the increase of density; the temperature change has a certain influence on the compressive strength of polymer grouting material; the compressive strength decreases with temperature increases under the same density, but the compressive strength is not significantly affected by temperature when the density is less than 0.4 g/cm³; the volume change of the samples accords with the law of thermal expansion and contraction when temperature changes, and the increase of the volume is obvious when it is under high temperature. The achievements will provide an important basis to the application of the polymer grouting material.     

宁夏固原地区泥岩工程特性试验研究

为研究宁夏固原地区饮水工程中泥岩的工程特性,对该地区泥岩进行了基本物理试验、耐崩解性试验、膨胀性试验和单轴压缩试验.试验结果表明:二次循环耐崩解系数为77%⁹2%,而且随着泥质矿物含量的增加,耐崩解系数逐渐降低;轴向膨胀率约是径向膨胀率的2.9倍,且二者均比较离散;侧限膨胀率的范围为1.01%92%,而且随着泥质矿物含量的增加,耐崩解系数逐渐降低;轴向膨胀率约是径向膨胀率的2.9倍,且二者均比较离散;侧限膨胀率的范围为1.01%⁴.40%;膨胀力一般为104.40%;膨胀力一般为10⁴0 kPa,膨胀力离散性比较大;天然状态和饱和状态泥岩的抗压强度都比较低,属于软岩;在饱和状态下,该地区泥岩的抗压强度骤降约75%;岩样的泊松比在天然状态下比饱和状态下小,天然状态下的弹性模量约是饱和状态下的2.5倍.     

稻草纤维增强泡沫混凝土物理力学性能试验研究

为了研究稻草纤维增强泡沫混凝土的性能,以普通硅酸盐水泥为主要胶凝材料,硅灰、偏高岭土和粉煤灰为辅助胶凝材料,稻草纤维为增强材料,采用物理发泡法制备纤维增强泡沫混凝土;通过全因子试验,研究在不同水胶比和发泡剂掺量下,稻草纤维掺量对泡沫混凝土的密度、吸水率、抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和抗冻性能的影响。结果表明：对于不同水胶比和发泡剂掺量,泡沫混凝土的密度、抗压强度和劈裂抗拉强度均随纤维掺量的增加呈现出先增加后降低的变化规律;抗压强度随密度增加呈幂函数增加关系;劈裂抗拉强度随抗压强度的增加呈指数函数增加关系;当水胶比为0.45时,抗折强度随纤维掺量的增加先增加后降低,当水胶比为0.50时,抗折强度随纤维掺量的增加而增加;纤维的掺入增大了泡沫混凝土的泡孔尺寸和吸水率,降低了其抗冻性能。     

蒸压加气混凝土超声波速与强度的关系探讨

蒸压加气混凝土是一种轻质多孔混凝土,结构特点是无粗、细骨料,体内均匀分布着大量闭合小气孔.使用超声无损检测的方法,对5组不同尺寸的蒸压加气混凝土试件进行超声波测试,同时做了抗压强度试验.探讨了超声波速与蒸压加气混凝土试件尺寸和抗压强度之间的关系,并通过回归分析得出了抗压强度与超声波速之间的函数关系式.     

纤维对纳米二氧化硅-石灰改良粉土力学性质的影响

山东黄泛区粉土分布广泛,在铁路路基填料紧缺的情况下,常用改良粉土作为路基填料。选用纳米二氧化硅和石灰作为改良剂,对黄泛区粉土进行改良,并通过击实试验以及无侧限抗压强度试验对其强度进行测定,发现纳米二氧化硅-石灰改良粉土虽然强度有显著提升,但也呈现出脆性较大的不良特性。为改善纳米二氧化硅-石灰改良粉土的脆性,在改良粉土中加入聚丙烯纤维,并通过试验研究了纤维掺量和长度对纳米二氧化硅-石灰改良粉土强度和脆性的影响,确定纤维的最优掺量和最优长度。结果表明：纤维的加入能改善纳米二氧化硅-石灰改良粉土的脆性,提高其抗压及抗剪强度;当纤维掺量为0.4%、纤维长度为2 cm时,改良效果最好。