湿排粉煤灰复合电石渣制备高活性矿物掺合料浆

为了有效利用湿排粉煤灰及电石渣等资源,用其二者制备高活性矿物掺合料浆.研究了湿排粉煤灰复合电石渣矿物掺合料浆的制备工艺及其所配制净浆试件各龄期强度与水化产物(XRD、SEM)的变化.结果表明:湿磨配浆过程中,湿排粉煤灰与电石渣(固含量)存在最佳质量比75:25.高Ca(OH)2含量的电石渣及改性剂促进水泥水化所提供的碱性环境有利于激发粉煤灰颗粒的早期活性,促进了其二次水化反应的进行.     

利用粉煤灰、拜耳法赤泥制备贝利特硫铝酸盐水泥

以粉煤灰、拜耳法赤泥为原料制备贝利特硫铝酸盐水泥,研究赤泥掺入及掺入量变化对水泥熟料烧结温度、工作性能、力学性能的影响,借助ＸＲＤ分析熟料的矿物组成及各矿物含量。结果表明：利用粉煤灰、拜耳法赤泥能制备出各项性能合格的贝利特硫铝酸盐水泥。赤泥的掺入能降低熟料的烧成温度,一定量赤泥的掺入能促进Ｃ_４Ａ_３Ｓ矿物的形成,提高水泥的抗压强度。当掺入量超过８％ （质量分数） 时,会引起强度的下降。赤泥掺量为４％时,所制水泥的２８ｄ抗压强度达到４８.９ＭＰａ。     

淮南电厂粉煤灰的物质组成特征及其评价

利用XRF、XRD和ICP-MS等方法,对淮南电厂采集的20个粉煤灰样品的化学成分、矿物成分和微量元素的含量进行测试分析,并在分析的基础上,对淮南电厂粉煤灰中有害元素进行环境影响评价,并结合当前粉煤灰的利用情况,提出了合理的资源化利用途径。     

生态纤维混凝土的收缩性能试验研究

高性能混凝土低水胶比和掺加矿物掺合料的特点使得混凝土收缩加剧并且引起早期裂缝问题.采用粉煤灰和硅灰作为纤维混凝土的掺合料,通过混凝土配合比的正交试验,利用极差和方差分析,研究了水胶比、砂率、硅灰掺量、生态纤维掺量和粉煤灰掺量对混凝土7,28 d抗压强度的影响.分析了粉煤灰采用超量取代的方法对混凝土的影响.在保证混凝土抗压强度的基础上,优选混凝土配合比,进行混凝土干燥收缩试验.试验结果表明,生态纤维对混凝土强度影响不明显,与矿物掺合料复掺可显著抑制混凝土的干燥收缩.     

储层砂岩-盐水-超临界CO2体系相互作用

为实现二氧化碳地质储存与资源化利用,利用高压釜控制温度和转速,模拟不同条件下二氧化碳地质储存过程中砂岩-盐水-超临界CO2的相互作用,对反应后岩石矿物进行扫描电镜观察,分析溶液pH,HCO3-和阳离子含量变化.结果表明:随着温度的升高,矿物溶蚀加剧;175℃条件下岩石矿物表面有碳酸盐矿物生成,有利于二氧化碳的地质储存;加入扰动条件后可以促进反应溶液混合,使岩石矿物表面溶液局部含量下降,导致岩石矿物的溶蚀加剧,新矿物生成量减少;随着扰动的加大,矿物溶蚀消耗H+过多,引起pH升高,溶液中出现OH-,部分阳离子形成氢氧化物沉淀,阻碍了碳酸盐矿物的生成,不利于二氧化碳的地质储存.     

白钨矿与含钙矿物可浮性研究及晶体化学分析

通过单矿物浮选试验、XPS测试和化学键的理论计算,研究了白钨矿及其它含钙矿物晶体结构与其可浮性之间的关系.结果表明,矿物晶体结构中Ca-X键的由强到弱顺序为:白钨矿,石榴石,方解石,萤石.从矿物表面Ca2+暴露位置考虑,矿物表面Ca2+与油酸根离子反应的有利顺序为:白钨矿,方解石,萤石.六偏磷酸钠对其它含钙矿物的选择性抑制作用在于:其它含钙矿物表面Ca-X强度较弱,矿物表面Ca2+容易与络合调整剂作用而掩蔽于液相中,从而使矿物表面与捕收剂作用的活性质点减少.其他含钙矿物表面∑Ca2+/∑Xn-较高,决定了其矿物表面正电性较高,同时其矿物表面暴露O元素的剩余键强较大,因此羧甲基纤维素可选择性的抑制其他含钙矿物.     

矿物掺量对海水海砂ECC抗氯离子渗透性能的影响

为推动海水海砂的有效利用及探究工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites, ECC)的耐久性能,研究了粉煤灰掺量和矿粉掺量对海水海砂ECC抗氯离子侵蚀性能的影响规律。采用溶液萃取法测试了海水海砂ECC在2.8 mol/L氯化钠溶液中浸泡不同龄期后的自由氯离子含量、总氯离子含量和表观氯离子扩散系数,并分析了初始孔隙对基体抗氯离子侵蚀性能的影响。结果表明：海水海砂ECC的氯离子扩散系数随着暴露时间的增加而减小,随着粉煤灰或矿粉掺量的增加先减小后增大;50%矿物掺合料下的ECC抗氯离子扩散和氯离子结合能力最强;掺粉煤灰的试样长期抗氯离子侵蚀能力优于掺矿粉试样。研究结果对ECC在海洋工程中的应用具有理论指导意义。     

基于电化学阻抗谱的矿物掺合料混凝土水泥水化过程研究

采用电化学阻抗谱方法对掺入粉煤灰或矿渣的混凝土水泥水化过程进行了研究,从不同龄期混凝土电化学阻抗谱的特征出发,分析了矿物掺合料对混凝土中水泥水化过程的电化学阻抗参数的影响,讨论了混凝土结构的变化与发展.研究表明:不同粉煤灰或矿渣掺量的混凝土电化学阻抗谱具有相同的变化趋势.在水化早期,随着矿物掺合料掺量的增大,阻抗参数sR、ctR和?减小,混凝土的总孔隙率增大,结构变疏松;水化后期,由于矿物掺合料的二次水化作用,阻抗参数sR、ctR和?逐渐增大,混凝土的总孔隙率减小,结构变密实,且随矿物掺合料掺量的增加混凝土细观结构的密实度越高.     

陆生蜗牛文石方解石化过程及其碳同位素组成变化高温实验

在过去全球气候变化研究中,生物CaCO₃壳体的稳定同位素组成是常见的古气候替代性指标,被用来重建古气候变化历史,而生物成因文石质矿物的方解石化则是自然界较为常见的现象,该过程会导致生物壳体稳定同位素组成发生改变,从而影响古气候重建的准确性。利用陆生蜗牛Achatina fulica的文石壳体在空气背景下进行高温加热实验,来揭示加热前后样品中方解石含量和碳同位素组成的变化。结果表明:随着温度的升高,方解石含量增高;文石方解石化过程受壳体有机质含量的影响,相同加热温度和时间条件下,未采用双氧水处理的方解石含量比采用双氧水处理的方解石含量低;高温加热的壳体样品比原始样品碳同位素组成偏负;较短时间实验条件下,温度对文石方解石化过程起主导作用,并且双氧水处理也会对文石方解石化有所影响;造成样品碳同位素组成偏负可能是因为加热过程中样品与空气CO₂发生了碳同位素交换反应,而不是因为矿物相变。因此,在利用蜗牛壳体碳同位素组成进行古环境重建时,需考虑文石方解石化过程对壳体碳同位素组成变化的影响。     

矿物功能材料对混凝土氯离子渗透性的影响

在单因素影响方案的基础上 ,研究了多种磨细工业废渣及天然矿物材料的不同组合与叠加对混凝土氯离子渗透性的影响。通过试验研究和理论分析证实了硅灰与偏高岭土、粉煤灰、矿渣之间存在着“超复合叠加效应”,为合理选择矿物功能材料的种类及掺配方式 ,特别是偏高岭土的合理应用提供了技术思路 ,实现了矿物功能材料在提高混凝土抗氯离子渗透性方面的性能优化与降低成本的双重效用     

Impact properties of engineered cementitious composites with high volume fly ash using SHPB test

The split Hopkinson pressure bar (SHPB) testing with diameter 40 mm was used to investigate the dynamic mechanical properties of engineered cementitious composites (ECCs) with different fly ash content. The basic properties including deformation, energy absorption capacity, strain-stress relationship and failure patterns were discussed. The ECCs showed strain-rate dependency and kept better plastic flow during impact process compared with reactive powder concrete (RPC) and concrete, but the critical compressive strength was lower than that of RPC and concrete. The bridging effect of PVA fiber and addition of fly ash can significantly improve the deformation and energy absorption capacities of ECCs. With the increase of fly ash content in ECCs, the static and dynamic compressive strength lowered and the dynamic increase factor enhanced. Therefore, to meet different engineering needs, the content of fly ash can be an important index to control the static and dynamic mechanical properties of ECCs.     

模拟地下水压力作用下混凝土硫酸盐腐蚀行为研究

针对地下混凝土结构的耐久性问题,利用室内模拟试验技术,研究不同地下水静水压力(0、0.1和0.2 MPa)和粉煤灰掺量(10%、25%和40%)对混凝土受硫酸盐腐蚀的影响,测定了混凝土腐蚀60 d后的腐蚀深度和力学性能指标(抗压强度和动弹性模量)。试验结果表明,混凝土的硫酸盐腐蚀深度随粉煤灰掺量的增加而线性降低;随地下水压力的增加近似呈线性增加。混凝土的抗压强度和动弹性模量随粉煤灰掺量的增加而降低,随地下水压力的增加而略有提高。此外,对混凝土抗压强度和超声波速的相关性进行分析,结果表明粉煤灰和水压力对抗压强度与超声波速关系的影响不明显;通过回归分析建立了硫酸盐腐蚀后混凝土抗压强度和超声波速的指数关系模型。     

石嘴山电厂粉煤灰在混凝土中的应用研究

采用赛马普通硅酸盐水泥和石嘴山电厂细磨粉煤灰,激发剂,开展了高掺量粉煤灰混凝土的试验研究。分析了粉煤灰混凝土的强度机理.结果表明:粉煤灰掺量为50％时,粉煤灰混凝土的工作性和强度均能满足C20～C30混凝土的要求;粉煤灰掺量≤40％时,粉煤灰混凝土强度明显地优于纯水泥的混凝土.     

高性能混凝土及不同配合比方案的应用研究

高性能混凝土的研究与应用,对于高面板坝工程混凝土面板的防裂具有重要意义.在原材料中合理掺入外加剂、粉煤灰、有机纤维等配料是获得高性能混凝土的重要途径.根据具体的工程情况,可采用不同的配合比方案,如外加剂+粉煤灰+有机纤维"多掺"方案、联掺或单掺高效减水剂+引气剂方案等.配制高性能混凝土,应尽量选择高标号的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,并应根据水泥中活性混合材料的类型及含量,合理确定粉煤灰的最佳掺量.实践证明,通过优化混凝土配合比,可减少甚至避免混凝土面板裂缝的产生.     

复掺矿物掺合料混凝土碳化深度预测模型

在深入分析水泥水化、矿物掺合料二次水化以及混凝土碳化机理的基础上,对混凝土碳化理论模型中的重要参数——完全碳化时单位体积混凝土吸收二氧化碳的量m0进行了分析,提出了以水胶比、胶凝材料用量、粉煤灰、矿渣、硅灰掺量等为主要参数的计算公式,建立了复掺矿物掺合料混凝土碳化深度预测模型,经验证模型计算值与试验结果吻合较好.     

粉煤灰海工高性能混凝土耐久性试验

结合课题,采用规定的试验方法对掺与不掺粉煤灰的三个配合比混凝土的耐久性进行了试验研究和对比分析.结果表明,掺一定量粉煤灰的混凝土提高了混凝土的抗渗性和抗氯离子渗透能力,同时也提高了混凝土的抗冻融性能,对混凝土碱骨料反应也有一定的抑制作用,掺一定量优质粉煤灰的高性能混凝土,其抗硫酸盐的性能较好,而混凝土的抗碳化能力并没有明显减弱.因此,掺一定量粉煤灰的混凝土可改善混凝土的微观结构,从而使海工高性能混凝土具有良好的耐久性能.     

高性能粉煤灰混凝土工作性能与收缩性能研究

在对不同粉煤灰掺量混凝土的坍落度、扩展度和坍落度经时损失测定的基础上,研究了粉煤灰掺量为50%和60%的混凝土在不同水胶比条件下的收缩性能。研究结果表明：与基准混凝土相比,粉煤灰可以有效提高混凝土的流动性,降低其坍落度经时损失;对于煤灰掺量为50%和60%的混凝土,其初期收缩较快,后期收缩较为缓慢;尽管粉煤灰可以改善混凝土的收缩性能,但对其收缩变化趋势影响不大。     

海洋工程高抗冻粉煤灰泵送混凝土研究

目的 为研制严寒地区海洋工程普通强度等级高抗冻粉煤灰泵送混凝土，提高该地区混凝土的高抗冻性．方法 采取试验的方法分析了粉煤灰含碳量对引气组分掺量的影响，研究适应粉煤灰混凝土的新型引气剂，测试评价了粉煤灰混凝土泵送前和泵送后的含气量差异，研制了普通强度等级(C30，C40)高耐海水冻融的混凝土，并应用与严寒地区的港口和沿海大桥工程．结果 研究表明，对于普通引气剂，粉煤灰含碳量严重影响了混凝土的含气量，当含碳量达到6％时，满足同种含气量，引气剂的掺量将提升到5倍以上。泵送施工过程中，混凝土含气量损失也是很显著的，配制高耐海水冻融的粉煤灰混凝土，必须研究专用的引气剂，同时，必须按泵送后的含气量设计混凝土．结论 高耐海水冻融的普通强度等级的粉煤灰泵送混凝土泵送后的含气量应在5％以上．否则，当混凝土的抗海水冻融指标虽然满足标准要求，但混凝土试件上已显示出冻害损伤的特征．     

多种因素对混凝土孔结构分形特征的影响研究

目的在分形理论的指导下,以压汞测孔为基础,探索混凝土结构形成条件与其分形特征,尤其是冻融循环后的混凝土孔隙分形特征.方法计算并分析了不同水化龄期下普通水泥和硫铝酸盐水泥孔隙分形特征的变化,研究了水泥熟料单矿物组成的孔隙分形维数.用压汞测孔的试验结果计算分析了混凝土冻融循环前后分形维数的变化.结果在180d以内水泥石的孔隙的分形维数随龄期增长而增大,在龄期为360d时,虽然总孔隙率最低,但由于水化物结晶度提高,凝胶孔含量降低,毛细孔增多,其分形维数变低;硫铝酸盐水泥水化3d～14d期间,分形维数不断增高,28d维数回落,与硅酸盐水泥长龄期的特征一致.结论在水泥熟料单矿物水化硬化孔分布特征评价中,其分形维数大小顺序为C3S>C2S>CF>C3A.C40强度等级的混凝土和C60非引气混凝土冻融循环200次后与受冻前孔隙分形维数相比有明显的变化,C100非引气混凝土冻融循环1200次后,其分形维数有明显的变化,而引气后的C60混凝土经1200次冻融循环后,其分形维数无明显变化.此外,养护条件对水泥石孔隙分形特征也有明显的影响.采用分形理论分析评价多种因素对混凝土孔结构分形特征的影响是十分有效的.     

粉煤灰对砂岩碱硅酸反应的抑制及机理研究

以砂浆棒快速法和混凝土棱柱体法为基础，研究了粉煤灰对砂岩骨料碱硅酸反应（ASR）膨胀的抑制作用，采用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDAX）分析了砂岩的ASR反应及粉煤灰抑制机理，通过混凝土强度和抗冻性测定讨论了粉煤灰对砂岩ASR抑制的可靠性问题。结果表明：粉煤灰能有效地抑制砂岩的ASR膨胀，抑制原因在于：碱与粉煤灰发生强烈的反应而使碱得到了“耗散”，且碱与粉煤灰生成的碱硅铝凝胶不具备膨胀能力。经受加速ASR的混凝土试件，掺粉煤灰越多，强度越低，抗冻等级越低。