镁渣胶凝材料强度影响因素的研究

以镁渣、矿渣、水泥熟料配制镁渣胶凝材料,探讨了镁渣掺量、水泥熟料掺量、物料粉磨工艺、辅助激发剂复掺对镁渣胶凝材料强度(抗压和抗折强度)的影响,分析了镁渣胶凝材料水化产物的矿物组成.结果表明:当镁渣与矿渣掺量相等时,镁渣胶凝材料有较好的强度;镁渣胶凝材料水化较慢,28d后强度还有大幅度的增长;水泥熟料掺量越大,镁渣胶凝材料强度越高;相比先磨后混工艺,先混后磨工艺所制备的镁渣胶凝材料有更好的强度;复掺3种辅助激发剂(水玻璃、硫酸钠、石膏)后,镁渣胶凝材料强度性能达到32.5强度等级复合水泥标准要求.镁渣胶凝材料水化产物主要由C-S-H,Ca(OH)_2和AFt等组成.     

免煅烧磷石膏砖的制备与性能研究

在激发剂的作用下,利用矿渣、磷石膏(PG)和水泥混合制备磷石膏基胶凝材料(PGS),研究以镍渣为细骨料和粉煤灰掺量对PGS性能的影响。结果表明:当激发剂掺量为3%时,PGS固化体28 d抗压和抗折强度分别较未掺激发剂的提高了89.6%和73.2%,软化系数为0.94;在m(PGS)∶m(镍渣)=1∶1时,PGS固化体的28 d抗压和抗折强度分别为48.8 MPa和3.7 MPa,吸水率和软化系数分别3.1%和0.96;免煅烧磷石膏砖在不同养护制度下稳定性较好,当粉煤灰掺量在30%时,磷石膏砖28 d的抗压和抗折强度分别较未掺粉煤灰的降低48.6%和29.7%,吸水率和软化系数分别为8.7%和0.86,质量损失率、抗压强度损失率和抗折强度损失率分别为1.6%、6.3%和5.0%。     

矿渣-水泥复合胶凝材料体系水化反应特性的研究

研究矿渣掺量对矿渣-水泥复合胶凝材料体系水化反应动力学过程的影响.结果表明:复合胶凝材料体系的水化放热速率随矿渣掺量增加和水化温度的降低而下降;非蒸发水含量随矿渣掺量的增加呈现先增大后降低的趋势,当矿渣掺量为30％时,非蒸发水含量达到最大值;复合胶凝材料体系的抗压强度随矿渣掺量的增加而降低,且复合胶凝材料体系抗压强度在28 d前增幅较大,在28 d后增长趋于平缓.从SEM照片上可以看出,矿渣掺量不超过30％的复合胶凝材料体系中,部分凝胶与晶体紧密结合在一起,试样微观界面结构较为致密.     

水泥-磷渣-膨胀剂复合胶凝材料灌浆砂浆性能研究

试验研究了磷渣、早强剂、膨胀剂对灌浆砂浆性能的影响,测试分析了水泥-磷渣-膨胀剂复合胶凝材料的水化热和孔结构。结果表明：以硅酸盐水泥为基材配制灌浆砂浆,磷渣掺量宜控制在20%~30%之间;水泥-磷渣-膨胀剂复合胶凝材料水化放热速率低且放热量小,平均孔径和最可几孔径较小,孔径分布合理,适用于配制灌浆砂浆。     

大掺量矿渣-水泥复合胶凝材料反应动力学研究

研究了大掺量矿渣对水泥基复合胶凝材料体系反应动力学的影响。采用微量热仪及非接触式电阻率分别分析了不同矿渣细度及掺量条件下,复合胶凝材料水化热及电阻率经时演变规律;同时采用XRD分析了复合胶凝材料水化产物,并对其力学性能进行了评价。结果表明:50%～70%范围内,随矿渣掺量增大矿渣反应效率降低,但矿渣中值粒径达到8.9μm及以下时,矿渣水化速率加快,并且细度越细,速率提升效果越显著;当矿渣中值粒径达到6.2μm时,矿渣可替代水泥进行水化反应并保障足够的强度。     

碱激发锰渣矿渣胶凝材料的力学性能及水化过程研究

利用基于水玻璃形成的复合碱组分SN和少量硅酸盐水泥共同激发锰渣-矿渣体系,制备出碱激发胶凝材料,并对该胶凝材料的力学性能及水化过程进行了探讨。结果表明:水化3～7d内是该碱激发胶凝材料中锰渣与矿渣的适应性由劣向好转变的关键。水化初期(3d前),随着矿渣替代锰渣量增加,碱激发胶凝材料中生成水化产物的程度变慢,抗压强度降低;水化7d后,碱激发锰渣-矿渣胶凝材料中随着矿渣替代量的增加,石英(SiO2)被剥蚀解体量增多,体系的溶解-聚合程度逐渐提高,水化产物逐渐增多,化学结合水量逐渐增大,抗压强度逐渐提高。     

激发剂对钢渣-矿粉胶凝材料力学性能的影响及机理分析

研究了氢氧化钙、石膏、硫酸钠三种激发剂对钢渣-矿粉胶凝材料力学性能的影响,并结合XRD图谱分析了激发剂对钢渣-矿粉胶凝材料水化产物的影响机理。试验结果表明,三类激发剂中,硫酸钠能更好的激发钢渣-矿粉的活性,当硫酸钠的掺量为1.5%时,3d强度为18.0MPa,7d强度达到22.5MPa,28d强度达到25.8 MPa。XRD分析表明,掺入硫酸钠后,钢渣-矿粉胶凝材料的水化产物主要为C-S-H凝胶、棒柱状AFt晶体及少量的Ca(OH)2晶体,激发剂掺量的不同,水化产物数量不同,合适掺量的激发剂有助于激发体系的水化活性,提高体系的力学性能。     

全尾砂新型胶凝材料的胶结作用

以水淬高炉矿渣为主要材料,石灰加脱硫石膏为复合激发剂,添加少量外加剂,制备了全尾砂新型胶凝材料.探讨了不同掺量复合激发剂对全尾砂新型胶凝材料充填体抗压强度的影响;通过X射线衍射分析和扫描电镜分析研究了全尾砂新型胶凝材料水化产物的组成和微观形貌.结果表明：当全尾砂新型胶凝材料中石灰、脱硫石膏、外加剂、水淬高炉矿渣的掺量（质量分数）分别为40%,17.5%,0.5%,78.0%,胶砂比（质量比）为1∶8,充填料浆浓度（质量分数）为68%时,全尾砂新型胶凝材料充填体28d抗压强度可达到3.09MPa,是充填料浆浓度、胶砂比和外加剂掺量相同条件下42.5R水泥充填体28d抗压强度的7.2倍.在全尾砂胶结充填中全尾砂新型胶凝材料能完全取代水泥作为胶凝材料.全尾砂新型胶凝材料的主导水化产物为AFt晶体和无定形C S H凝胶.     

三元胶凝体系复合墙板材料抗折试验研究

以工业固废矿渣微粉、粉煤灰、脱硫石膏构成三元胶凝混合料替代50%水泥,开展复合墙板材料7 d、28 d抗折强度试验,研究并讨论三元胶凝混合料胶凝比在替代水泥率为50%时对其的影响。结果表明:矿渣微粉-粉煤灰-脱硫石膏三元胶凝混合料拌制比例对7 d和28 d的抗折强度影响趋势基本一致;无论是7、28 d抗折强度,当矿渣微粉掺量比例不变时,三者最佳掺量比例为1∶3∶1;当粉煤灰掺量比例一定时,三者最佳掺量比例为3∶1∶1;当脱硫石膏掺量比例一定时,三者最佳掺量比例为3∶1∶1;在所研究的6种比例中,当矿渣微粉、粉煤灰、脱硫石膏三者掺加比例为3∶1∶1时,抗折强度均达到最大值;当矿渣微粉、粉煤灰、脱硫石膏三者掺加比例为1∶2∶2时,试件的抗折强度均达到最小值。     

磷渣粉水泥基复合胶凝体系的水化特性

结合扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),差热-热重分析(DSC-TG)以及微量热仪等微观测试手段,研究了磷渣粉水泥基复合胶凝体系的水化特性.结果表明:磷渣粉的掺入只会影响水泥基材料的水化产物类型和数量,但不会改变水化产物的种类,水化产物中没有观察到羟基磷灰石的存在.磷渣粉的掺入不会影响C3A的水化,但会延缓水泥熟料中C3S和C2S的水化,磷渣粉主要通过延缓水化诱导期来实现水泥胶凝体系的缓凝.掺磷渣粉复合胶凝体系诱导期后各阶段的水化反应阻力减小、水化反应速率增加,但整个复合胶凝体系的总体水化程度降低,降低幅度随着龄期增长不断减小.     

脱硫石膏复合胶凝材料及其激发效果研究

采用脱硫石膏为主要原料,制备了脱硫石膏-水泥-粉煤灰复合胶凝材料,考察了激发剂对其改性效果及显微结构特征。结果显示掺52%脱硫石膏,31%水泥,12%粉煤灰,5%激发剂时,复合胶凝材料后期强度较高,其28d强度可达到64.6MPa。14～28d试样抗压强度呈急剧增加趋势,其原因可能是后期水泥水化和粉煤灰二次水化所致。在脱硫石膏-水泥体系中,存在较多物理键和少量化学键,而掺加Al2O24-离子激发水泥和粉煤灰可形成致密凝聚-结晶复合结构。     

磷石膏-矿渣体系水化过程与水化产物研究

磷石膏-矿渣基水泥(PPSC)是由35%~55%磷石膏、40%~60%矿粉、4%~6%普通硅酸盐水泥混合而成的一种新型胶凝材料。通过选择性溶解法研究了不同细度、不同掺量的磷石膏对磷石膏-矿渣基水泥水化进程的影响,并通过XRD、SEM等测试技术研究了不同细度、不同掺量磷石膏对水化产物、微结构和力学性能的影响。试验结果表明:磷石膏能和矿粉反应,且粉磨后的磷石膏可以加快其与矿粉的反应速率,提高反应程度。     

磷石膏复合材料制备和性能研究

在激发剂的作用下,利用矿渣改性磷石膏(PG)制备磷石膏基胶凝材料(PGS),然后研究掺入钢渣和粉煤灰制备磷石膏复合材料的性能情况。结果表明:当激发剂掺量在3%时,在20℃(湿度大于70%)养护下PGS固化体28d的抗压强度和抗折强度(41.9MPa和7.1MPa)分别较未掺激发剂的提高了47.3%和42.3%,28d软化系数为0.94;当钢渣比例在1:1时,磷石膏砂浆性能最佳,28d抗压强度和抗折强度分别为57.1MPa和4.8MPa;粉煤灰掺量在20%时,磷石膏砂浆抗压强度和抗折强度分别为22.1MPa和3.4MPa,吸水率和软化系数分别为4.9%和0.94,质量损失率、抗压强度损失率和抗折强度损失率分别为1.5%、4.5%和4.3%。     

粉煤灰-矿渣-水泥复合胶凝材料强度和水化性能

研究了不同细度和不同掺量的矿渣和粉煤灰对粉煤灰-矿渣-水泥(FSC)复合胶凝材料强度的影响.借助激光衍射粒度仪测定了矿渣和粉煤灰的粒径.测定了FSC复合胶凝材料的水化热,分析了其水化进程.结果表明:矿渣细度对FSC复合胶凝材料强度影响较大,矿渣越细,FSC复合胶凝材料强度越高;通过优化矿渣、粉煤灰的颗粒级配,可发挥出它们的"叠加效应";当粉煤灰和矿渣总掺量(质量分数)为50%,而矿渣掺量在33%以上时,可配置出52.5R复合水泥.     

磷石膏基胶凝材料和骨料制备C40高性能混凝土研究

磷石膏基胶凝材料和骨料制备混凝土,可为高消纳磷石膏固废提供新思路;然而将磷石膏同时作胶凝材料和骨料制备混凝土的研究鲜有报道。为此研究了磷石膏基胶凝材料组成、骨料级配、砂率和水胶比对混凝土性能的影响规律,并通过XRD和SEM微观测试初探其机理。结果表明：采用5%的P·O 42.5级水泥、30%的磷石膏、65%矿粉制成的胶凝材料时,外掺0.5%NaOH+5%水玻璃和1%NaAlO₂复合激发剂,控制胶凝材料用量600 kg/m³,磷石膏破碎砂替代40%河砂,砂率41%,水胶比0.34,可制备出工作性能良好,初凝时间大于25 h,3 d、28 d及60 d抗压强度分别大于20.0 MPa、48.0 MPa和55.0 MPa,绝热温升低于35℃,60 d膨胀率大于180με的大掺量磷石膏基C40低温升微膨胀高性能混凝土。混凝土胶凝材料主要水化产物为AFt和C-S-H凝胶,胶凝浆体可穿透磷石膏骨料表面空隙,产生机械嵌锁作用使磷石膏骨料与胶凝浆基体结合更加紧密。     

磷渣硅酸盐水泥大掺量技术试验研究

采用Ca(OH)2预处理和激发技术,试验研究了制备大掺量磷渣硅酸盐水泥的可能性。结果表明,采用Ca(OH)2对磷渣进行预处理,在磷渣细度350m2/kg、掺量40%时水泥强度可以达到32.5等级;再辅以激发技术,水泥3d、28d强度可以超过同掺量的矿渣水泥。     

碱磷渣胶凝材料的制备及耐久性研究

利用氢氧化钠和硅酸钠激发磷渣制备碱磷渣胶凝材料,并对其性能进行了研究.研究表明,碱磷渣胶凝材料的强度受碱的掺量、磷渣的比表面积等因素影响,只有当碱的掺量达到一定量时才能较好地激发磷渣的活性.磷渣的比表面积越大,强度越高,并随着养护时间延长而逐渐增长.碱磷渣胶凝材料具有比硅酸盐水泥更优异的耐硫酸盐侵蚀能力和抗冻性,但干缩率要高于硅酸盐水泥.     

碱磷渣胶凝材料的制备及耐久性研究

利用氢氧化钠和硅酸钠激发磷渣制备碱磷渣胶凝材料,并对其性能进行了研究。研究表明,碱磷渣胶凝材料的强度受碱的掺量、磷渣的比表面积等因素影响,只有当碱的掺量达到一定量时才能较好地激发磷渣的活性。磷渣的比表面积越大,强度越高,并随着养护时间延长而逐渐增长。碱磷渣胶凝材料具有比硅酸盐水泥更优异的耐硫酸盐侵蚀能力和抗冻性,但干缩率要高于硅酸盐水泥。     

NMR技术研究水泥-矿渣复合胶凝材料水化产物凝胶的微观结构

利用固体高分辨魔角旋转29Si核磁共振谱(NM R)研究了不同矿渣含量的水泥-矿渣复合胶凝材料水化产凝胶的微观结构。结果显示:水泥-矿渣复合胶凝材料水化浆体的NMR谱中出现Q2(1Al)峰,表明其水化产物中含有C-A-S-H凝胶;随着矿渣掺量的增加,凝胶的平均直链长度和平均硅铝链长度增加,且C-A-S-H凝胶中AlSi比增大。水泥-矿渣复合胶凝材料早期水化主要生成短直链的二聚体凝胶。随着龄期延长,逐渐转变为立体连接的长链型凝胶,平均链长逐渐增加。随着矿渣掺量的增加,矿渣被激发所需时间延长,早期的水化产物量少,但后期仍能生成更多的C-A-S-H凝胶。     

磷建筑石膏复合胶凝材料的制备与性能研究

以磷建筑石膏为主要原材料,复掺水泥和矿渣制备磷建筑石膏复合胶凝材料,研究了缓凝剂掺量、胶凝材料比例、水胶比和减水剂掺量等4个因素对磷建筑石膏复合胶凝材料性能的影响。结果表明:4个因素对磷建筑石膏复合胶凝材料的性能均有显著影响。随着缓凝剂掺量的增加,复合胶凝材料的凝结时间延长,力学性能降低;随着矿粉掺量的减小,复合胶凝材料的凝结时间延长,强度提高;随着水胶比的减小,复合胶凝材料的表观密度和强度增大;随着减水剂掺量的增加,复合胶凝材料的表观密度、软化系数和强度逐渐增大,吸水率降低。