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。     

锂渣混凝土的孔结构参数与活性评价研究

为了解锂渣对混凝土性能改善的贡献情况,采用锂渣和水泥作为胶凝材料制备混凝土,研究了锂渣对混凝土孔结构参数和活性因子的影响规律。实验结果表明：锂渣掺量小于25%时,混凝土的后期强度都将超过空白混凝土;而掺量大于25%时,其力学性能降低幅度较大。同时,锂渣掺量不超过40%时,孔径均匀性的变化幅度较小,特别在养护龄期较小时尤为突出;随着养护龄期的延长,混凝土孔径得到不同程度的细化。锂渣掺量从0增至60%时,活性因子呈先增大后降低的趋势,但活性因子均大于0,且在锂渣掺量为20%时最大。     

新型水工混凝土抗冻防冻复合外加剂对水泥浆体负温水化的影响

以新型抗冻防冻复合外加剂掺量、水泥浆体负温转正温养护龄期为变量,采用微观试验手段分析水泥浆体负温水化进程。通过水泥水化程度试验、电镜扫描与压汞试验三种试验方法,从不同角度分析水泥水化进度。试验表明,随着复合外加剂掺量的增加,水泥浆体的水化程度也在增加,水化产物CSH凝胶体增多,水化产物孔隙率也在增加。外加剂掺量为5.5%,水泥浆体-7+28d(负温养护7天、正温养护28天)试验的水化程度达到65.3%,孔隙率达到17.4%。     

锂渣复合水泥基材料抗硫酸盐侵蚀的性能

混凝土易受硫酸盐侵蚀破坏。为了提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,采用锂渣制备混凝土,对试件进行硫酸盐侵蚀试验。结果表明,在硫酸盐侵蚀下,锂渣掺量在40%以内时,锂渣复合水泥基材料的抗侵蚀系数均在1.0以上,但若掺量增加到60%,其侵蚀系数逐渐降低,甚至低于0.85。这主要是锂渣替代水泥掺入后,不仅减少了水泥中C_3S、C_2S和C_3A的含量,还能参与二次反应,进而减少了水泥水化产物Ca(OH)_2和CAH的数量,同时部分非活性的锂渣能填充于孔隙中,提高了水泥基材料的密实度,即减少了硫酸盐溶液的侵蚀通道。因此,锂渣能改善混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力。     

锂渣、钢渣高性能混凝土强度的试验研究

采用正交的试验方法,以混凝土强度3,7,28,90 d龄期的抗压强度和28 d龄期的劈裂抗拉强度作为评价指标。试验结果表明水胶比以0.27为最优,以28 d龄期为准,由试验确定的最佳锂渣和钢渣掺量分别为10%和20%,锂渣、钢渣高性能混凝土28d劈裂抗拉强度在一定程度上与其抗压强度呈现比例关系。在最优水胶比条件下,锂渣、钢渣高性能混凝土的28 d龄期及28 d龄期以后的抗压强度均高于常规混凝土和单掺锂渣混凝土,同时,7²8 d龄期的锂渣、钢渣混凝土强度增长幅度最大且最优。     

水泥稳定三峡库区风化砂CBR值试验研究

以宜昌市三峡库区风化砂为研究对象,采用水泥对其进行稳定改良,拟用作公路路面基层。在风化砂中分别掺入3%,5%,7%,9%的水泥,在标准养护条件下,分别养护了7,14,21,28 d,然后进行加州承载比(CBR)值试验。试验结果表明水泥可以有效提高风化砂的CBR值,且水泥掺量和养护龄期均对风化砂的CBR值有很大影响;在养护龄期一定时,水泥稳定风化砂的CBR值随水泥掺量的增加逐渐增大,CBR值与水泥掺量之间呈良好的对数关系;在相同的水泥掺量下,水泥稳定风化砂的CBR值随养护龄期的增长稳步提高,CBR值与养护龄期之间基本呈线性关系。综合考虑经济性和风化砂的力学特性,风化砂中掺入7%的水泥能使CBR值达到最大值。     

掺磷渣、粉煤灰对水泥水化热的影响研究

试验研究了单掺磷渣、粉煤灰,复掺磷渣与粉煤灰对水泥水化热的影响。研究结果表明,对于单掺磷渣,水泥水化热随磷渣的掺量增加而降低,但水泥水化热降低的比例小于磷渣掺量增加的比例。随着龄期的增长,7 d的水化热要明显大于3 d的水化热。龄期越长,水泥水化热随着磷渣的掺量增加而降低的比例越小。等量的粉煤灰(单掺)、磷渣与粉煤灰(复掺)在掺入水泥后的水化热和单掺磷渣的水化热相差不大,具有与单掺磷渣类似的规律性。     

混凝土锂盐渣复合掺合料活性试验研究

混凝土锂盐渣复合掺合料是以锂盐渣、粉煤灰双掺作为活性掺合料的，通过锂盐渣粉煤灰复合掺合料进行系统的试验研究，试验结果表明，由于锂盐渣掺量的不同对复合掺合料的火山灰活性影响较大，因此对混凝土7，28，60d各龄期的强度影响程度也较大，于是提出复合掺合料中锂盐渣存在较佳掺量，本项研究对大掺量复合掺合混凝土及大掺量粉灰混凝土的研究与应用都具有一定的实用价值。     

固化海相土抗拉强度特性研究

试验分析了固化剂掺量、养护龄期和含水率对固化海相软土的抗拉强度影响规律。结果表明，水泥和石灰混掺的固化效果明显优于水泥和粉煤灰混掺。水泥+石灰混掺的固化土各龄期抗拉强度均比水泥+粉煤灰的高，前者是后者的1.3～2.9倍。海相软土的初始含水率为60%时，28 d固化土抗拉强度较7 d龄期提升了14%～27%。初始含水率增至80%后，28 d固化土抗拉强度较7 d龄期提升了120%～170%。相同固化剂掺量下，海相软土的初始含水率对固化土抗拉强度影响显著。固化土无侧限抗压强度和抗拉强度呈正相关，水泥+石灰混掺固化土的28 d龄期抗拉强度是其无侧限抗压强度的9%～16%。指出影响固化海相软土抗拉强度的因素依次为初始含水率、养护龄期、固化剂掺量。固化剂掺量中水泥掺量的影响最大，粉煤灰掺量次之，石灰掺量影响最小。实际工程中，降低土体初始含水率，保证充足的养护时间以及选择合适的固化剂掺量能提高固化土的抗拉强度。     

碱激发下砒砂岩钢渣粉水泥复合土强度及微观机理

为减少砒砂岩区土壤水土流失，实现钢渣粉和砒砂岩在实际工程中的有效利用，通过无侧限抗压、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜、超景深三维显微镜和压汞等试验，探究钢渣粉掺量、碱质量分数对砒砂岩钢渣粉水泥复合土宏观力学性能及细微观结构的影响。研究结果表明：在高温碱激发作用下，钢渣粉水化生成的凝胶和铝铁钙石对复合土的增强作用低于水泥对复合土的增强作用，导致钢渣粉替代水泥掺量增加，复合土的抗压强度降低；碱激发剂增加，可促进钢渣粉水化生成产物增多，更好地起到胶结土颗粒和填充内部孔隙的作用，使复合土表面结构更均匀，内部结构更密实，抗压强度提高，碱质量分数为2%时，效果最佳。研究成果可为砒砂钢渣粉水泥复合土在工程实际应用提供理论依据。     

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。     

工业废渣复合固化黄土强度特性及影响因素研究

工业废渣配合水泥用于土体固化能有效增加土体强度,提高废渣利用率,具有明显的经济效益和环保效益。将粉煤灰-脱硫石膏-水泥三元凝胶体系运用于黄土固化,使用CaOH₂和NaOH作为活性激发剂形成复合黄土固化剂,通过正交试验以无侧限抗压强度为标准判断固化剂各组分对强度的影响程度,并选取最优掺入比。使用最优掺入比研究了黄土含水率、水灰比和早强剂对复合固化黄土强度的影响,并与水泥黄土进行比较。结果表明:复合固化黄土中后期强度增长率高,90 d强度达到6.85 MPa,相当于20%水泥掺入比的水泥黄土90 d的强度;复合固化黄土的含水率在20%左右时各龄期强度最高。三乙醇胺和水玻璃可用作复合固化黄土早强剂。XRD衍射图谱和SEM微观结构印证了复合固化黄土固化原理和强度规律。     

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。     

镍铁渣粉水泥土的固化机理试验研究

为了研究镍铁渣粉水泥土的固化机理,从滨海区域工程实际出发,将镍铁渣粉等量替代水泥质量掺入到水泥中,结合ＸＲＤ试验、ＳＥＭ试验和压汞试验对镍铁渣粉水泥土的固化机理进行分析,从而实现以宏观和微观相结合的方式来考察其在海洋环境下的强度及抗渗性能。结果表明:水泥石中掺与镍铁渣粉,其物相种类不发生改变,主要为Ｃａ（ＯＨ）２、Ｃ３Ｓ、Ｃ２Ｓ、ＣａＣＯ３和ＳｉＯ２这五种物相;镍铁渣粉水泥土的孔径在７ｄ和２８ｄ时走势及大小变化不显著,而６０ｄ龄期以后,总孔隙体积和最可几孔径逐渐减小;随着龄期的增长,镍铁渣粉水泥土中的水泥水化产物增加,其孔隙逐渐消失,镍铁渣粉开始发挥作用并且其微观结构整体性愈发增强。     

低温和干湿循环双重环境下水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀试验研究

结合我国西北地区实际情况,对低温、干湿循环双重环境下水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能进行了试验研究。试验采用0.5和0.36两种水灰比,胶凝材料采用普通硅酸盐水泥、中抗硫酸盐硅酸盐水泥和在普通硅酸盐水泥中分别掺入15%矿粉+1%硅灰和15%矿粉+3%硅灰4种方案。结果表明：在低温、干湿循环双重环境作用下,化学侵蚀非常缓慢,砂浆的劣化主要是硫酸钠结晶导致的;降低水灰比能显著提高水泥砂浆抵抗硫酸盐侵蚀的性能;使用抗硫酸盐硅酸盐水泥能在一定程度上改善抗侵蚀性能;不同水灰比下,复掺矿粉和硅灰会表现出不同的效果,在低水灰比情况下能提高抗侵蚀性能,在高水灰比下反而会降低抗侵蚀性能。研究结果可为低温和干湿循环双重环境下的工程建设提供参考。     

粉煤灰与磷矿渣对水泥水化热及胶砂强度的影响

试验研究了单掺粉煤灰和复掺磷矿渣与粉煤灰(PF料)对水泥水化热及水泥胶砂强度的影响,结果表明:水泥水化热随粉煤灰和PF料掺量的增大而降低;与纯水泥相比,掺粉煤灰或PF料的水泥7 d水化热降低百分率均低于掺合料(粉煤灰、PF料)替代水泥的百分率;复掺PF料的胶砂抗压强度比单掺粉煤灰高,且PF料对延迟放热峰值出现时间比粉煤灰好。     

无约束多条件下钢渣水泥砂浆的长期干缩性能

工业钢渣中含有部分C₂S、C₃S等矿物,具有与水泥熟料相似的胶凝性能,但因其含有一定量的f-CaO和f-MgO,掺量过大易引起安定性不良。为了更好地将钢渣细集料应用到水泥砂浆中,采用水泥胶砂干缩试验,研究其在不同养护条件及不同龄期下对水泥砂浆长期干缩性能的影响。试验结果表明:在标准养护条件下,单掺钢渣粉60%和单掺钢渣砂70%时,钢渣水泥砂浆的干缩率最小。复掺钢渣粉与钢渣砂时,观察到掺量控制在钢渣粉20%、钢渣砂40%和钢渣粉30%、钢渣砂60%时,钢渣水泥砂浆的干缩率最小。在恒温养护条件下,单掺钢渣粉35%与单掺钢渣砂40%时,水泥砂浆的长期干缩值最小。