高钛矿渣-水泥复合胶凝材料体系的水化机理研究

采用SEM,XRD,TG-DSC等微观测试手段,探讨掺高钛矿渣-水泥复合胶凝材料体系的水化机理。研究结果表明：高钛矿渣主要由结晶性强的稳定矿物组成,水化活性低;高钛矿渣颗粒分散并填充水泥颗粒,明显改善浆体结构。水化反应早期,硬化浆体结构疏松,水化产物较少,有大量未被反应的稳定晶相。反应后期,Ca(OH)₂参与二次水化反应,强度稳定增长。     

掺矿渣微粉和粉煤灰的水泥胶砂性能试验研究

 根据正交设计法,利用L24(61×41×23)正交表安排试验,探讨了混合材掺 量、矿渣微粉与粉煤灰的比例、矿渣微粉细度、粉煤灰品种对水泥胶砂流动度、7,28,90 d 龄期的抗压强度的影响,初步确定水泥熟料、矿渣微粉、粉煤灰三元体系的较优组合。结果 表明,粉煤灰与矿渣微粉双掺比单掺矿渣微粉或单掺粉煤灰的水泥胶砂,具有一定的优势。     

适应于碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝材料的缓凝剂研究

 研究了一些常用于碱矿渣水泥的缓凝剂,如硝酸铅、硝酸锌和氯化钠等对碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝材料凝胶时间的影响。结果表明：硝酸铅、硝酸锌在掺量大于3％时可以延长凝胶时间;氯化钠、硼酸钠可延长凝胶时间,但延长幅度小。研究发现外加剂BS对碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝材料具有很好的缓凝效果,可使浆体保持良好的流动性能,且有利于胶砂体强度性能的提高,其缓凝机理为BS与水玻璃快速反应并在矿渣表面形成一层保护膜。     

掺碱激发剂粉煤灰-水泥胶砂强度性能试验研究

在粉煤灰-水泥中掺入碱激发剂不但可以改善粉煤灰活性,提高粉煤灰-水泥胶凝材料的性能,而且还保护环境,可以带来显著的经济效益。制作掺入不同碱激发剂的粉煤灰-水泥试块,测定在不同碱掺量下的试块的胶砂强度,进而评价碱激发剂对粉煤灰活性的激发效果。通过试验可知,掺适量碱均可提高粉煤灰活性;不同龄期NaOH的最佳掺量不一致,3 d时NaOH最佳掺量为粉煤灰质量的5%,而28 d时为6%;不同龄期粉煤灰的最佳CaO掺量基本一致,均为粉煤灰质量的8%;NaOH早期强度发展较快,后期水玻璃发展较快;CaO比NaOH激发效果好。     

复合型粉煤灰早期活性激发剂的研制

从24种可能具有激发粉煤灰早期活性的试剂中，采用单组分比选、双组分配伍及正交优化掺量的技术途径，配制了3种效果显著的激发剂配方，并将其应用于高掺量粉煤灰混凝土的室内试验中，且激发效果良好．根据粉煤灰-水泥浆体的扫描电子显微镜图像，探讨了粉煤灰活性激发剂的激发机理．     

低活性矿渣内养护水泥砂浆自收缩与孔结构分析

采用预吸水饱和状态的低活性矿渣作为内养护材料部分替代砂，研究不同低活性矿渣掺量内养护砂浆的力学性能与自收缩变化规律，并通过MIP、SEM和XRD测试结果探讨了低活性矿渣内养护砂浆的微观机理。结果表明:不同低活性矿渣掺量砂浆试样在标准养护与密封养护条件下抗压强度发展规律相似，即随着低活性矿渣掺量的增加，砂浆早期强度下降幅度较大，但随着龄期的延长，砂浆后期强度降低幅度小于早期降低幅度；并且低活性矿渣能有效抑制浆体各阶段的自收缩，尤其在快速收缩阶段和短暂膨胀阶段作用最为明显；低活性矿渣内养护作用下，虽增加了浆体的孔隙率，但有效降低了平均孔径，改善了各类型孔的分布比例，细化孔隙结构；内养护作用使浆体水化产物C-S-H凝胶增多，Ca(OH)₂被消耗，界面过渡区薄弱结构得到显著改善。     

电位返滴定法检测羟基自由基

OH氧化性能力极强，可以氧化各种有机物和无机物，特别适用难降解污染物的处理，具有氧化效率高、反应速度快、无选择性、无二次污染等优点。但作为化学反应的中间体，羟基自由基寿命极短，定量检测非常困难。 利用电化学分析法和氧化还原分析法的原理，建立了一种直接检测·OH浓度的新方法。以过量Fe2+与羟基自由基反应，然后用高锰酸钾返滴剩余的 Fe2+，根据高锰酸钾的滴定量计算羟基自由基的浓度。该方法再现性好（s= 3.28×10-3），灵敏度高，检出限为1.50×10-7mol/L。     

混凝土中掺阻锈剂和矿物掺合料对钢筋腐蚀的影响

在实际混凝土介质中,采用干湿循环和外渗氯离子的试验方法,通过半电池电位和线性极化两种电化学方法检测,开展阻锈剂、矿物掺合料复掺时对混凝土中钢筋的腐蚀研究。研究结果表明:矿物掺合料和阻锈剂复掺能有效延缓混凝土中钢筋开始活性腐蚀的时间、提高钢筋腐蚀的临界氯离子浓度、降低腐蚀速率。矿渣+Ca(NO2)2提升幅度最大,能将氯离子浓度提高到1.89%;从延缓腐蚀时间和对临界氯离子浓度的提升效果,对钢筋抗氯离子腐蚀能力提升效果总体为:矿渣+Ca(NO2)2矿渣+NNRI矿渣+NNMI粉煤灰+Ca(NO2)2粉煤灰+NNRI粉煤灰+NNMI。     

凝灰岩石粉和VF防裂剂对水泥浆体水化特性的影响

通过测定掺凝灰岩石粉和VF防裂剂的水泥浆体的凝结时间和化学结合水量,研究了凝灰岩石粉和VF防裂剂对水泥浆体水化特性的影响,并采用X射线衍射技术(XRD)分析了其影响机理.结果表明:凝灰岩石粉在水泥水化前期起惰性填料作用,减缓水泥净浆的凝结,降低水泥浆体化学结合水量,在水化后期与水化产物Ca(OH)2发生二次反应,提升水泥浆体化学结合水量增长速率;VF防裂剂与水泥水化产物Ca(OH)2反应生成钙矾石,有利于水化产物间相互搭接,从而起促凝作用,并且VF防裂剂对凝灰岩石粉中的活性SiO2,Al2O3起化学激发作用,进一步提升水泥浆体后期化学结合水量增长速率.     

钢渣复掺胶凝体系力学性能研究

为探究钢渣粉与矿物掺合料复掺组成胶凝体系的搭配比例。采用试饼法及雷氏夹法测试钢渣粉及复掺胶凝体系的体积安定性,通过力学性能表征选出适宜的钢渣研磨时间和钢渣粉复掺胶凝体系的搭配比例,并将复掺胶凝体系强度表征优选组与水泥颗粒粒度分布进行对比。试验结果表明:钢渣研磨时间宜采用30 min,钢渣粉与矿物掺合料复掺时,体积安定性均能满足规范要求。当钢渣粉和矿渣粉复掺比例为1∶1且占胶凝材料40%时、钢渣粉和粉煤灰的复掺比例为2∶1且占胶凝材料30%时、钢渣粉、粉煤灰和矿渣粉复掺比例为2∶1∶1且占胶凝材料40%时,以上3种复掺胶凝体系的力学性能和粒度分布均表现优异。     

不同养护方式对水泥-锂渣浆体水化程度影响

为了分析水泥-锂渣浆体的水化程度, 采用高温煅烧法测试各龄期的化学结合水, 结果发现:水泥-锂渣浆体的化学结合水量随龄期的延长而增加, 水化3 d和7 d时能达到水化90 d时的60%和80%。高温养护、碱激发、高温和碱激发均能提高锂渣复合水泥基材料早期的化学结合水量, 最高可达3~4倍, 提高的幅度依次为碱激发和高温养护＞碱激发＞高温养护＞标准养护。高温和复合环境养护也能提高水泥的水化程度, 1~28 d内, 锂渣掺量在40%以内时, 水泥水化程度相对指数(ψ值)均大于1;掺量为60%时, ψ值均小于1。综上, 高温养护、碱激发、高温和碱激发均能提高锂渣和水泥的水化程度, 高温和碱激发复合作用时较为显著。     

不同养护方式下锂渣反应程度和微观形貌

锂渣反应程度对锂渣混凝土性能的影响较大,为此,采用盐酸溶解法测试水泥-锂渣浆体中锂渣的反应程度,通过电镜扫描和能谱研究水泥-锂渣砂浆的孔结构和水化产物,并探讨养护条件(标准养护、热养护、碱激发、碱激发和热养护)对上述指标的影响。结果表明:锂渣复合胶凝材料中锂渣的反应程度随龄期的延长而增大,养护条件的改变也能促进锂渣反应程度的增长,相对而言,碱激发和热养护的促进作用＞碱激发＞热养护＞标准养护;同时,锂渣的掺入或养护条件的改变都会改变砂浆的孔径分布,达到细化孔结构和改变浆体中水化产物含量的目的。因此,养护条件的改变能促进锂渣反应程度的提高和细化浆体的微观结构。     

乌鲁木齐地区凝灰岩骨料碱活性及抑制措施试验研究

乌鲁木齐地区建筑工程面临因使用凝灰岩骨料而发生碱骨料反应的问题。以砂浆棒快速法为基础,对乌鲁木齐地区凝灰岩骨料碱活性进行判定;进一步分析了单掺矿渣微粉、复掺粉煤灰和矿渣微粉对凝灰岩骨料碱活性的抑制效果,并与单掺粉煤灰进行比较。试验结果表明:乌鲁木齐地区凝灰岩骨料具有碱活性;随着单掺矿渣微粉、复掺粉煤灰与矿渣微粉掺量的增加,砂浆试件膨胀率降低;单掺矿渣微粉掺量达到45%,复掺粉煤灰与矿渣微粉掺量达到30%时,即可有效抑制凝灰岩骨料碱活性;在3种抑制措施中,单掺粉煤灰抑制凝灰岩骨料碱活性效果最好,复掺粉煤灰与矿渣微粉次之,单掺矿渣微粉抑制凝灰岩骨料碱活性效果较差。     

低水胶比下粉煤灰复合矿粉配制高强泵送混凝土的性能研究

为了探讨低水胶比(0.20)下粉煤灰复合矿粉高性能混凝土的性能,对其力学性能和微观形貌进行了实验分析。结果表明:粉煤灰混凝土早期强度低后期强度高,矿渣微粉混凝土早期强度发展迅速,两者复掺时对混凝土强度的互补较明显;粉煤灰、矿渣单掺和复掺时高性能混凝土拌和物的工作性较好,均满足泵送混凝土对工作性的要求;其颗粒表面活性的Al2O3和SiO2与水泥产生的Ca(OH)2在浆体中发生火山灰反应,生成C-S-H凝胶,细化和减少混凝土界面区域的Ca(OH)2,未水化的颗粒能够填充于混凝土,能够明显地改善混凝土的密实度,降低混凝土的钙硅比。     

三种不同掺合料对水泥浆体界面性能的影响

为了分析新型矿物掺合料对高性能混凝土界面区微结构的影响,采用层析方法进行研究。通过分别掺入不同量的钢渣、矿渣及粉煤灰,定量分析了硅酸盐水泥浆体 － 集料界面区氢氧化钙取向指数和界面区厚度的变化。试验结果表明: ( 1) 掺入 30% 矿渣粉后,界面处 Ca( OH) 2 取向比纯水泥明显下降,几乎没有取向,界面区厚度比纯水泥浆体的界面略低。掺 30% 粉煤灰后,界面处 Ca( OH) 2取向度介于纯水泥与掺矿渣粉水泥界面取向度之间,但过渡区厚度明显减小。加入 30% 的钢渣后,水泥浆体与集料的界面晶体取向明显增加,界面区厚度也明显增加; ( 2) 随钢渣比表面积增加,水泥浆体与集料界面的 Ca( OH) 2 晶体取向度及界面厚度都有不同程度的减小。当钢渣比表面积增加至600 m2 /kg 时,含钢渣浆体界面的性能已优于纯水泥浆体界面的性能; ( 3) 钢渣与矿渣粉或粉煤灰二元复合只能改善浆体与集料界面区某一方面的性能,但钢渣与矿渣粉、粉煤灰三元复合可明显改善浆体与集料界面的综合性能。研究结果可为高性能混凝土整体性能研究及设计提供参考意见。     

张峰水库抗冲磨混凝土粗骨料碱活性试验研究

碱骨料对混凝土的危害很大,为保证抗冲磨混凝土的耐久性采用岩相法、砂浆棒快速法、压蒸法等4种方法对阳城下川灰岩进行检验,以充分揭示张峰水库混凝土粗骨料是否存在碱活性。     

An approach for phosphate removal with quartz sand, ceramsite, blast furnace slag and steel slag as seed crystal

The phosphate removal abilities and crystallization performance of quartz sand, ceramsite, blast furnace slag and steel slag were investigated. The residual phosphate concentrations in the reaction solutions were not changed by addition of the ceramsite, quartz sand and blast furnace slag. The steel slag could provide alkalinity and Ca(2+) to the reaction solution due to its hydration activity, and performed a better phosphate removal performance than the other three. Under the conditions of Ca/P 2.0, pH 8.5 and 10 mg P/L, the phosphate crystallization occurred during 12 h. The quartz sand and ceramsite did not improve the phosphate crystallization, but steel slag was an effective seed crystal. The phosphate concentration decreased drastically after 12 h after addition of steel slag, and near complete removal was achieved after 48 h. The XRD analysis showed that the main crystallization products were hydroxyapatite (HAP) and the crystallinity increased with the reaction time. Phosphate was successfully recovered from low phosphate concentration wastewater using steel slag as seed material.     

龄期与矿物掺合料对凝灰岩碱骨料反应的影响

凝灰岩骨料含有大量的非晶态火山玻璃,其碱活性可能具有反应强烈、持续时间长的特点。采用延长龄期的混凝土棱柱体法研究了不同掺量粉煤灰和矿渣粉条件下的凝灰岩碱骨料反应膨胀规律,以分析龄期与矿物掺合料对凝灰岩碱骨料反应的影响,确定粉煤灰和矿渣粉的有效抑制掺量并对其抑制效能进行评价。研究结果表明：凝灰岩棱柱体试件的膨胀率在2.5 a龄期内呈现先增后减的趋势,前1 a试件膨胀率增速较快,在1.5~1.75 a达到最大值,之后开始降低;棱柱体试件2.5 a龄期内最大膨胀率较1 a膨胀率有较大提高,实际工程中可考虑适当延长棱柱体试件测长周期或提高1a膨胀率对应的掺合料合理抑制掺量;粉煤灰的抑制效能高于矿渣粉,增加掺合料掺量可在长龄期内提高试件对碱骨料反应的抑制效果。研究成果可为凝灰岩骨料的碱活性检测和抑制提供参考。