新型脱硫石膏砌块的制备及其性能研究

为获得轻质且强度高的新型脱硫石膏砌块材料,以脱硫石膏为原料,通过添加膨胀珍珠岩、玻璃纤维和防水剂制备新型脱硫石膏砌块,研究新型石膏砌块表观密度、断裂荷载、抗压强度、软化系数、吸水率等变化情况。结果表明,当膨胀珍珠岩掺量为1.25%、玻璃纤维饱和掺量为1.4%、防水剂掺量为2%时,石膏砌块的表观密度及力学性能最优,此条件下制备砌块砖的表观密度为959kg/m~3,断裂荷载为2.72kN,抗压强度为10.7MPa。     

纳米SiO_2对磷建筑石膏性能影响研究

本试验研究了不同掺量下纳米SiO_2对磷建筑石膏的2 h抗折强度、绝干抗折强度、2 h抗压强度、绝干抗压强度、吸水率及软化系数的影响,并通过SEM对磷建筑石膏进行微观分析。结果表明:随着纳米SiO_2掺量的增加,磷建筑石膏的抗折强度、抗压强度均呈现先上升后下降的趋势。当纳米SiO_2掺量为1%时,其对磷建筑石膏强度增强效果最好,2 h抗折强度、绝干抗折强度、2 h抗压强度、绝干抗压强度分别达到3.9MPa、8.5 MPa、14.4 MPa、24.3 MPa,较空白组分别提高14.7%、4.9%、55%、63%;随着纳米SiO_2掺量的增加,磷建筑石膏的吸水率不断降低,软化系数不断增加,纳米SiO_2掺量达到2%时,磷建筑石膏吸水率达到最低19%,较空白组降低47%;同时其软化系数达到80%,较空白组提高122%。     

膨胀蛭石对石膏制品性能影响研究

探究了膨胀蛭石不同掺量及不同粒径对石膏基复合材料性能的影响,进一步分析了相关影响机理。结果表明,粒径 3～4 mm,掺量15%的膨胀蛭石对空白组石膏的流动度、表观密度、力学强度及导热系数影响最显著。膨胀蛭石掺量15%,粒径3～4 mm 的石膏试块,表观密度、绝干抗压强度、绝干抗折强度、导热系数分别下降到1 238 kg/m~3、3.16 MPa、1.56 MPa、0.19 W/(m·K),相较于空白组分别下降了19.3%、74.8%、67.2%、73.7%,在隔热保温材料方面具有良好的性能。     

脱硫石膏砌块的性能研究

为获得轻质且强度高的新型脱硫石膏砌块材料,以脱硫石膏为原料通过添加膨胀珍珠岩、玻璃纤维和防水剂来研究新型石膏砌块表观密度、断裂荷载、抗压强度、软化系数、吸水率等变化情况。研究结果表明,当膨胀珍珠岩掺量为1.25％、玻璃纤维的饱和掺量为1.4%、防水剂的掺量为2%时石膏的表观密度及力学性能最优,在此条件下制备砌块砖表观密度为959kg/m₃,断裂荷载为2720N,抗压强度为10.7MPa。     

硫铝酸盐水泥改性脱硫石膏复合材料研究

在脱硫石膏复合材料中掺加硫铝酸盐水泥(SAC),探究SAC对其力学性能、干缩性能、耐水性能和耐干湿性能的影响,并从微观角度揭示SAC的作用机理。结果表明,SAC能够显著提高硬化体的抗压强度和早期抗折强度,但掺量超过6%后,28 d绝干抗折强度出现倒缩现象;SAC掺量越大,硬化体膨胀越大;硬化体的软化系数随SAC掺量的增加先增加后减小,干湿强度系数先增加后减小最后再增加,SAC掺量为3%时,脱硫石膏复合材料的耐水性能和耐干湿性能较优。综合分析,SAC的建议掺量为3%～6%。SAC水化生成不溶于水的水化产物,改变体系的孔结构,提高结构的致密化程度,使得脱硫石膏复合材料各项性能均得到改善。     

短切聚丙烯纤维增强磷建筑石膏强度影响研究

本试验研究了短切聚丙烯纤维的长度、掺量对磷建筑石膏的扩展度、吸水率、绝干抗折强度、绝干抗压强度的影响。通过origin软件对抗折强度、抗压强度数据进行非线性回归分析,得到回归方程和最佳掺量,并进行试验验证。分析了短切聚丙烯纤维对磷建筑石膏强度的影响机理。结果表明:长度为9 mm的短切聚丙烯纤维对磷建筑石膏的增强效果最佳;9 mm短切聚丙烯纤维掺量在1.38%~1.5%时,磷建筑石膏的绝干抗折强度可以达到8.88~8.98 MPa,相较于空白组提高了37.5%~39.0%;9 mm短切聚丙烯纤维掺量在1.47%~1.5%时,磷建筑石膏的绝干抗压强度可以达到26.16~26.52 MPa,相较于空白组提高48.4%~50.4%。     

外掺料对石膏基复合材料力学性能的影响

固体废弃物石膏的再利用和高强高性能石膏材料的开发一直是国内外学者研究的热点。以脱硫建筑石膏、水泥和矿渣为主要原料，掺加化学外加剂、化工废石膏和硫酸钙晶须，制备出石膏-水泥-矿渣复合材料。研究聚羧酸高效减水剂和柠檬酸缓凝剂、化工废石膏和硫酸钙晶须的掺量对该复合材料力学性能的影响。研究结果表明:聚羧酸高效减水剂和柠檬酸缓凝剂在石膏基复合材料中的最佳掺量分别为1.0%和0.08%。当煅烧化工废石膏掺量为12%时，石膏基复合材料的7 d抗折和抗压强度分别为3.7 MPa和12.0 MPa，其中抗压强度比空白样还高了0.1 MPa。当硫酸钙晶须的掺量增加到3%时，掺有煅烧化工废石膏的石膏基复合材料的28 d抗折强度为8.2 MPa，28 d抗压强度为31.5 MPa，其值和未掺化工废石膏和硫酸钙晶须试样的力学性能相当。      

EPS颗粒与玄武岩纤维对脱硫石膏性能的影响

通过在脱硫石膏中掺入膨胀聚苯乙烯(EPS)颗粒与玄武岩纤维,研究具有轻质与增韧性的脱硫石膏复合材料。结果表明,脱硫石膏中EPS颗粒的最佳掺量为0.9%;当玄武岩纤维掺量为1.6%时,EPS颗粒/脱硫石膏材料在干燥状态下的抗压与抗折强度分别为6.50 MPa和3.98MPa,与未掺纤维相比,强度分别提升35.98%和67.93%。在此条件下获得的EPS颗粒/脱硫石膏试块吸水率为25.81%,表观密度为0.834 g/cm~3,EPS颗粒/脱硫石膏复合材料性能较优。     

微晶纤维素改性磷建筑石膏性能研究

以微晶纤维素为改性材料,探究微晶纤维素在不同掺量下对磷建筑石膏力学性能及耐水性能影响,并对其水化产物及微观形貌进行分析。结果表明,微晶纤维素掺量为0.09%时,磷建筑石膏基复合材料的绝干抗折强度、绝干抗压强度、软化系数最优,分别为4.75 MPa、17.65 MPa、0.61,较空白组分别增加36.5%、31.2%、29.8%,吸水率达到最优值18.36%,较空白组降低18.62%。适量微晶纤维素掺入到磷建筑石膏中,能促进磷建筑石膏水化及填充二水石膏晶体的内部空隙,使磷建筑石膏内部结构更加密实,提高磷建筑石膏的力学性能及耐水性。     

复合硅酸盐水泥改善石膏材料耐水性能研究

以改善石膏耐水性为目的,采用复合硅酸盐水泥作为无机改性剂,研究复合硅酸盐水泥及其掺量对石膏表观密度、强度、吸水率、软化系数的影响。结果表明,适量复合硅酸盐水泥的掺入可以改善石膏的强度、软化系数及吸水率;水泥的最佳掺量应为20%,此时石膏干抗压强度、干抗折强度、湿抗压强度、湿抗折强度、抗压软化系数、抗折软化系数分别为22.82 MPa、6.95 MPa、10.73 MPa、4.22 MPa、0.47、0.61,相较于未掺入分别提高18.85%、14.12%、46.79%、31.06%、23.68%、15.09%。     

聚苯颗粒/水泥复合材料的制备及性能

以普通42.5水泥为胶凝材料,添加废旧聚苯颗粒调节水泥性能,制备聚苯颗粒/水泥复合保温材料。研究聚苯颗粒添加量对复合材料干密度、吸水率、抗折强度、抗压强度等性能的影响,采用X射线衍射仪、红外光谱仪对聚苯颗粒/水泥复合材料制品物相结构进行表征。结果表明,复合材料主要水化产物为水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和水化硫铝酸钙(钙钒石)及少量碳酸钙和石膏。当聚苯颗粒添加量为0.4%时,复合材料28 d抗折强度和抗压强度分别为2.9 MPa和8.2 MPa,干密度为1210 kg/m³,吸水率为7.2%,综合性能较佳,有望作为一种外墙用轻质保温材料。     

基于正交试验分析的脱硫石膏煅烧工艺优化

脱硫石膏煅烧处理工艺的好坏直接关系到脱硫石膏的性能和应用。以煅烧温度、煅烧时间、交互作用为主要因素,设计3因素3水平正交试验,研究各因素对脱硫石膏抗压、抗折强度的影响。结果表明:当煅烧温度达到350℃时,抗压、抗折强度显著提高;煅烧时间为3h时,抗压、抗折强度达到最大值,绝干状态下抗压、抗折强度分别达到20.60MPa、6.90MPa,吸水饱和状态下抗压、抗折强度分别达到9.97MPa、3.55 MPa。     

钢渣—矿渣复合胶凝材料的制备及胶凝活性激发试验研究

为了提高钢渣和矿渣的高附加值利用率以及钢渣在胶凝材料中的掺量,研究了钢渣与矿渣掺量、质量比和胶凝活性激发方式对复合胶凝材料抗折、抗压强度的影响,并采用X射线衍射、扫描电镜和热重分析等检测手段探究了钢渣—矿渣复合胶凝材料的水化机理。结果表明：钢渣矿渣掺量为80%、钢渣矿渣质量比为5∶5、钢渣粉磨时间为80 min（比表面积为509 m2/kg）时,钢渣—矿渣复合胶凝材料的28 d抗折强度为7.3 MPa、抗压强度为31.3 MPa;选取NaOH、Na2CO3、Na2SO4和水玻璃为激发剂对胶凝材料活性进行激发,只有水玻璃提高了复合胶凝材料的活性,且当水玻璃模数为2、Na2O当量为4%时,其28 d抗折强度为8.4 MPa、抗压强度为43.0 MPa。分析水玻璃激发胶凝材料的水化产物发现：其微观形貌紧实致密,生成的C—S—H凝胶、Ca(OH)2和Aft相互交织,提高了胶凝材料的强度。     

煤矿井用赤泥/粉煤灰充填材料的抗压抗折性能研究

以赤泥为主要原料制备煤矿井充填材料，研究了激发剂种类及其掺量、粉煤灰掺量、水泥掺量及加水量对充填材料抗压强度、抗折强度的影响。研究表明:激发剂A（主要成分为木质苯磺酸钙，用量为赤泥干基的0.5%）对充填材料的激发效果最为显著；且在一定条件下抗压、抗折强度下随粉煤灰添加量增加呈先增大后减小的变化趋势；随水泥添加量的增加逐渐增大。通过各方面试验得出最优强度为:28 d抗压强度为1.30 MPa，抗折强度为0.71 Mpa，满足相关充填指标。经过浸出毒性检验，结果表明赤泥基填充材料中重金属元素均达标。      

温压法制备碱矿渣复合摩擦材料性能研究

以硅酸钠碱激发矿渣为黏结剂,粉碎处理的钢纤维为增强纤维,石墨作为减摩材料,采用温压法制备碱矿渣复合摩擦材料。使用AG-10万能材料试验机、定速摩擦试验机、X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)等对碱矿渣复合摩擦材料的力学性能与摩擦性能进行研究。结果表明,当钢纤维体积掺量为3%时,碱矿渣摩擦材料的力学性能提高效果最佳,抗压强度提升至119.25 MPa,抗折强度提升至35.75 MPa,抗压强度、抗折强度分别提升400%和95%;加入石墨有效降低了碱矿渣复合摩擦材料的摩擦因数及磨损率,使摩擦材料符合GB/T 5763-2008中FF级陶瓷前片要求。     

利用BP神经网络优化石膏基复合胶凝材料强度的影响条件

为掌握不同掺量对石膏胶凝材料强度的影响规律,以建筑脱硫石膏等为原料,采用正交试验的方法制备石膏基复合胶凝材料,并建立影响其7 d抗压强度主要因素的BP神经网络模型,在此基础上对晶须掺量等不同影响因素的条件进行了优化。结果表明,各因素对石膏砌块7 d抗压强度的影响由小到大依次为水泥:矿渣掺量、减水剂掺量、缓凝剂掺量、中和渣掺量和晶须掺量;而利用BP神经网络模型优化后的工艺参数：晶须掺量为6.40%、聚羧酸减水剂掺量为1.28%、水泥:矿渣掺量为1:3、煅烧中和渣掺量为2.00%及柠檬酸缓凝剂掺量为0.114%。在此条件下,所得石膏胶凝材料的7 d抗压强度为14.62 MPa,与正交试验结果相比提高了2.024%;同时利用BP神经网络模型进行优化可在一定程度上降低外加剂的用量,其中聚羧酸减水剂、晶须和柠檬酸缓凝剂的掺量分别减少了0.12%、0.60%和0.006%。研究对石膏类废弃物的回收及其在矿山充填中的应用有一定的参考意义。