碱激发高掺量玄武岩石粉砂浆的强度及微观性能研究

为提高石粉的活性和掺量,采用单掺和复掺的方式选用不同掺量的激发剂对玄武岩进行激发;对不同掺量激发剂的玄武岩石粉砂浆进行抗压、抗折实验和微观实验.结果表明:单掺激发剂中激发效果最好是掺量为0.5％的Ca(OH)2,其3 d的抗压强度提高38.46％,抗折强度提高4.87％,电镜扫描得出集料-浆体截面过渡区周围及内部有大量针刺状及柱状水化硅酸钙(C-S-H)等凝胶产生;复掺激发剂水玻璃+Ca(OH)2中水玻璃掺量为1.0％激发效果最好,7 d抗压强度提高24.88％,抗折强度提高5.1％,电镜扫描得出集料-浆体截面过渡区大量水化产物呈板状和柱状;未加激发剂胶砂只有水化到后期才会产生大量板状和柱状的胶凝材料,说明激发剂大大加速了水化反应,这是胶砂强度前期迅速提高的原因.     

温度对碱激发再生混凝土微粉砂浆抗压强度的影响

以再生微粉砂浆的强度、微观孔隙率为指标,结合部分再生微粉砂浆的XRD衍射图谱,对比研究在不同温度下,碱激发和不用碱激发再生微粉活性制备砂浆的抗压强度大小.通过比较研究发现碱激发反应温度对再生微粉砂浆抗压强度影响很大;温度过低,碱激发反应慢,一定时间内生成的胶凝性物质少,砂浆内孔隙率高,抗压强度低;温度过高,碱激发反应快,体系内生成胶凝土物凝结太快,砂浆孔隙率高,抗压强度低;因此碱激发再生微粉活性存在合适温度.     

三乙醇胺-氢氧化钙对大掺量粉煤灰水泥胶凝体系早期活性激发

为使粉煤灰大掺量应用于水泥基复合材料中,对其早期活性激发是关键.根据粉煤灰的结构特性,选用三乙醇胺-氢氧化钙作为激发剂,测试不用龄期下硬化浆体的抗压强度,来研究激发剂复掺的最佳比例、掺量和其作用时效,并通过微观技术X-衍射(XRD)、热重分析(TG-DTG)、扫描电镜(SEM)以及氮吸附测试(BET),研究激发剂的作用机理.结果表明:所研制的激发剂最佳质量比为1:150(三乙醇胺:氢氧化钙),其掺量是三乙醇胺为胶凝材料0.02％,氢氧化钙掺量为胶凝材料3％;掺该激发剂试样的抗压强度与空白组相比,3 d、7 d、14 d和28 d分别提高了44.09％、54.14％、177.48％和132.49％;XRD和SEM进一步探明该激发剂在7 d时形成了明显的无规则的玫瑰花瓣状的AFm,粉煤灰颗粒周围水化产物增多;BET也表明该体系孔结构得到了明显地细化.     

再生微粉对干混砂浆性能的影响研究

为了促进建筑垃圾的再生利用,通过再生微粉替代部分水泥制备干混砂浆,探究再生微粉细度、掺量和复掺比对砂浆稠度、抗压强度、抗折强度和显微结构的影响规律。结果表明,随着再生微粉颗粒细度的减小,砂浆稠度整体呈下降趋势,28 d抗压、抗折强度均呈增加趋势,研磨40 h时,其强度达到最大值。随着再生微粉掺量的增加,砂浆稠度呈下降趋势,28 d抗压、抗折强度呈先增加后降低的趋势,当掺量为10%(质量分数)时,抗压强度达到最大值。随着再生微粉复掺比(质量比)的增大,砂浆稠度呈下降趋势,砂浆的28 d抗压、抗折强度呈先增加后降低的趋势,当研磨20 h的微粉与未研磨微粉复掺比为6∶4时,其抗压强度达到最大值。     

不同激发方式对再生微粉活性的影响研究

为提高建筑垃圾再生微粉的利用率，通过不同种类的激发剂以及机械研磨处理来激发再生微粉的活性，制备水泥胶砂试体，以抗压强度、28 d活性指数以及微观结构为评价依据，研究不同种类、不同掺量激发剂对再生微粉活性的激发效果。结果表明：化学激发剂及机械球磨处理均可提高再生微粉的活性，在28 d龄期时，化学激发剂中4%Na₂SO₄激发效果最好，4%CaCl₂的激发效果最差，机械球磨处理中，90 min为最佳处理时间。从微观角度观察到再生微粉经过激发剂和机械球磨处理之后，其制成的胶砂试体结构变得更加平整和密实。     

不同激发剂激发建筑垃圾再生微粉活性研究

本文选用五种不同的激发剂,在相同的条件下激发再生微粉的活性,以砂浆的抗压强度、孔隙率、平均孔径、SEM为指标,根据指标判断五种激发剂激发再生微粉的效果,实验结果表明:CaCl2激发再生微粉效果最好,CaSO4·2H2O激发效果次之,NaOH、Ca(OH)2 、Na2SO4激发效果稍差,但其再生微粉活性激发的效果都好于无激发剂作用的对比试样.     

响应面法优化制备硅铝质低碳胶凝材料

本文以两种硅铝质工业固废为反应前驱体，氢氧化钠和水玻璃作为碱激发剂制备低碳胶凝材料。借助响应面法研究硅铝质材料掺量、氢氧化钠和水玻璃掺量对胶凝材料力学性能的影响规律，并利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对水化产物进行矿物组成分析和微观形貌表征。结果表明：硅铝质前驱体含量、氢氧化钠和水玻璃添加量及硅铝质材料掺量和水玻璃掺量之间的交互作用对胶凝材料强度均有显著影响；优化得出的胶凝材料最佳配伍为硅铝质工业固废1掺量30%，硅铝质工业固废2掺量70%，氢氧化钠掺量6%，液体水玻璃掺量12%，胶凝材料28 d强度可达53.13 MPa；氢氧化钠和水玻璃的加入会增加基体材料的碱性，使得反应前期前驱体内部充分解聚，存在更多溶解态Al₂O₃和SiO₂，反应后期缩聚成为C-A-S-H和C-S-H凝胶体，使胶凝材料具备强度。研究成果可用于制备低碳胶凝材料，减少天然黏土采掘，降低建筑材料领域的碳排放，助推双碳目标顺利实现。     

化学激发与热处理耦合作用对再生微粉的活性激发

为研究化学激发、热处理及两者耦合作用对再生微粉的活化效果，本文采用抗压强度测试、X射线衍射测试、红外光谱测试等对再生微粉的力学性能、矿物组成、反应产物类型进行了研究。结果表明，化学激发能够提供碱性环境及可反应的离子，高温煅烧能够改变原有物质的矿物结构，两种方式均可使再生微粉具备再水化胶凝的能力。高温热活化后，再生微粉的硅铝体结构发生重组或破坏，矿物中的基团在化学激发时更易溶出，参与反应形成胶凝产物，此时再生微粉的3、28 d抗压强度分别达到27.0、48.6 MPa,与原试件相比，强度值分别提高了10.3倍与5.8倍，耦合作用使再生微粉具有更高的活性及强度。     

脱硫石膏-矿渣微粉复合胶凝材料的研究

研究矿渣微粉掺量和碱性激发剂用量对脱硫石膏-矿渣微粉复合体系性能的影响.结果表明:矿渣微粉掺量为20％时脱硫石膏-矿渣微粉复合体系物理力学性能较好,抗压强度、抗折强度和软化系数分别为11.2 MPa、4.6MPa和0.42.采用硅酸钠作为复合材料的激发剂,当碱性激发剂用量为1％时,能够有效激发矿渣微粉潜在活性,提高复合体系性能,7d抗压强度达12.3 MPa,软化系数为0.56;28 d抗压强度达12.6 MPa,软化系数为0.59.     

不同激发剂对钢渣活性影响的研究

本文选用水玻璃、氢氧化钠、硫酸钠、硅灰、铝酸钠以及复合激发剂,系统研究了不同类别激发剂对钢渣活性的影响和激发机理.利用SEM和XRD对不同激发剂制备的钢渣胶凝材料水化产物进行了微观表征和矿物相分析,比较了不同龄期活性激发钢渣胶凝材料的抗压强度.结果表明:激发剂能促使钢渣水化产物中水化硅酸钙凝 胶含量增加,促进钙矾石晶体生成,破坏钢渣中玻璃体网络结构,增大钢渣水化浆体的密实度.硅灰作为激发剂对钢渣活性的激发效果最好,制备的水泥试块28 d抗压强度能达15.9 MPa.     

碱性和无碱液体速凝剂促凝早强作用机理对比研究

碱性和无碱速凝剂掺入水泥后的水化机理不同,导致应用性能存在明显差异。本文通过测试凝结时间和砂浆抗压强度等宏观性能对比了两种速凝剂的应用性能,并通过水化放热分析、XRD定量分析、热重分析和SEM微观形貌观察等微观方法综合分析了两者的早期水化历程。结果表明:碱性速凝剂加入水泥后,[Al(OH)₄]^-加快了水泥中石膏的消耗速度,水化初期生成大量钙矾石(AFt),促进了硅酸三钙(C₃S)矿物的水化,缩短了水泥浆体的凝结时间并提高了砂浆的早期抗压强度,但石膏的加速消耗也使得单硫型水化硫铝酸钙(AFm)和水化铝酸钙(C-A-H)等水化产物提前生成,影响了水泥基材料的后期抗压强度发展;无碱速凝剂加入水泥后,[Al(OH)₄]^-和SO^2-₄在液相中生成了大量AFt,促进了铝酸三钙(C₃A)和C₃S矿物的水化,影响了氢氧化钙(CH)的结晶析出。值得注意的是,SO^2-₄不仅促进了C₃A生成AFt的过程,也延缓了水泥中石膏的消耗及AFm和C-A-H等产物的生成,因此无碱速凝剂的加入除了明显提高早期抗压强度外,后期28 d抗压强度也不受影响。     

玻璃微粉和粉煤灰制备地质聚合物的实验研究

以粉煤灰和玻璃微粉为主要原料,水玻璃作激发剂制备了玻璃微粉粉煤灰基地质聚合物.讨论了玻璃微粉掺量、水玻璃掺量及模数、水灰比、养护温度各因素对制品抗压强度的影响.得出了优化的工艺条件为:水玻璃掺量12％,水灰比0.35,玻璃微粉掺量30％,养护温度40℃,水玻璃模数1.6.制备出了凝结时间正常,早强高强的地质聚合物.     

碱矿渣水泥的结构与性能研究

本文主要研究了激发剂对碱矿渣水泥强度、硬化碱矿渣水泥浆体的孔结构及其水化程度的影响。结果表明：固体硅酸钠是一种性能良好的激发剂，当其掺量为3％时，碱矿渣水泥28天抗压强度达55．6MPa；同时，硬化碱矿渣水泥浆体具有致密的结构，孔隙率仅为17．5％，有利于提高其耐久性；另外，该水泥的早期水化程度较高，后期增长缓慢，有利于长期强度的发展。     

碱激发粉煤灰力学性能的研究

以氢氧化钠、水玻璃及水泥对粉煤灰(掺入一定量氧化钙)进行活性激发,采用蒸汽养护制度在80℃的条件下对粉煤灰试样进行蒸汽养护,研究水灰比、碱激发剂的种类、碱的掺量等因素对碱激发粉煤灰的强度发展规律。研究结果表明:水灰比对碱激发粉煤灰的强度发挥有很大的作用,当达到成型要求时其适宜的水灰比一般为0.38;复掺比单掺的效果好,其中氢氧化钠和水泥的复掺效果优于水玻璃和水泥的复掺效果;水玻璃和氢氧化钠作为激发剂激发粉煤灰时的最佳掺加量为10%。     

碱激发钢渣微粉免蒸压加气混凝土的制备研究

对碱激发转炉炼钢尾渣微粉料制备免蒸压加气混凝土进行了研究,讨论了钢渣微粉掺量、碱性激发剂添加量、水玻璃模数、铝粉用量等配料参数与养护制度对料浆稳定性以及加气混凝土抗压强度、干密度等性能的影响,并借助SEM、XRD技术对水化产物进行了微观分析.结果 表明,钢渣微粉与粉煤灰在原材料中的相对用量是影响料浆浇注性能的重要因素,当钢渣微粉掺量在60％～70％时,可制得性能稳定的浇注料浆.同时,添加6％左右模数为1.2的水玻璃作碱性激发剂,在温度60℃的常压养护条件下可制备出28 d抗压强度4.0 MPa,干密度575 kg/m3的加气混凝土.     

微观表征法研究煤矸石改性水泥砂浆水化机理

在水泥胶砂中掺入适当配比的煤矸石可以增加水泥砂浆的强度,尤其是早期强度.与不添加煤矸石的基准砂浆相比,煤矸石的掺量为9%时,砂浆3 d抗压强度提高1.0 MPa,28 d抗压强度提高2.0 MPa.XRD、TGA-DTA和SEM分析证实:加入煤矸石促进了水泥砂浆7 d早期水化反应,生成水化产物钙矾石、C-S-H凝胶、AFm和氢氧化钙,且水化产物的数量亦不同,各产物的晶型结构也不相同,改性后水化产物增多,水化速率加快,因而影响砂浆的宏观力学强度.     

工艺参数对玻璃微粉粉煤灰基地质聚合物强度的影响

利用粉煤灰和废玻璃微粉为主要原料,通过氢氧化钠和水玻璃的混合激发,制备地质聚合物.讨论了水玻璃掺量和模数、液固比和养护温等因素对地质聚合物抗压强度的影响.研究表明:矿物聚合物抗压强度均随着水玻璃掺量及模数、液固比、养护温度的增大而先增大后减小.得出了优化的工艺条件为:水玻璃掺量10％、水玻璃模数1.4、固液比0.45,养护温度40～60℃,抗压强度可达36 MPa以上.     

改性煤气化渣用于矿山充填的试验研究

针对煤气化渣应用于矿山充填中强度低的问题,研究激发剂对煤气化渣活性的影响,并将其部分替代粉煤灰用于矿山充填.初选三种激发剂,确定单掺激发剂时最优掺量;随后,采取正交试验对三组分激发剂进行优化设计,确定复合激发剂最优掺量.结果 表明,单掺激发剂时,最优激发剂及其掺量为:0.5％氢氧化钙、2.5％硫酸钙、2.0％聚合盐,对比未激发组其3d抗压强度比分别为116.9％、113.9％、117.0％.复掺激发剂时,最优激发剂掺量组合为:0.125％氢氧化钙、0.625％硫酸钙、1.000％聚合盐,对比未激发组其3d抗压强度比可达到127.4％.试验表明,改性后的煤气化渣充填体强度可以满足矿山充填强度要求.     

油页岩灰渣作为水泥掺合料的复合活化研究

针对油页岩灰渣活性偏低的弊病,采用物理机械和化学方法对油页岩灰渣进行活化处理。探讨了颗粒细度、化学激发剂种类及掺量对水泥砂浆力学性能的影响,并通过XRD、SEM研究了水化产物矿物组成和微观形貌。结果表明:通过物理机械和化学复合活化后,油页岩灰渣替代20%水泥制备的砂浆早期抗折强度提高30%,抗压强度提高31%,后期抗压强度提高17%。复合激发加快了水泥砂浆的水化速度,减少了水化产物中Ca(OH)2的含量。     

有机-无机复合激发剂对粉煤灰活性激发及微观结构研究

对掺加不同激发剂的粉煤灰水泥胶砂的性能进行了试验研究,试验结果表明三乙醇胺对粉煤灰活性的激发在水化早期和后期都有很好的效果,粉煤灰水泥胶砂在各龄期强度较空白组提高幅度最大,无机盐硫酸钠和氯化钠的激发作用也较为明显,碱类激发效果稍差。二元复合激发剂对粉煤灰活性激发效果较最为显著的组合有硫酸钠+三乙醇胺,三元复合激发剂中硫酸钠+氯化钠+三乙醇胺组合作用效果最好。水化产物中3d龄期中存在较多的薄板针状的Ca(OH)2,并随着水化反应的进行逐渐减少。复合激发剂有效促进粉煤灰的火山灰反应,在水化28d的水化产物区域中长针状凝胶产物较少,出现了较多的后期产物的Ⅲ型C-S-H的絮凝状凝胶。