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。     

SO_3对脱硫石膏-偏高岭土-水泥复合胶凝体系性能的影响

对脱硫石膏-偏高岭土-水泥复合胶凝体系性能进行研究.结果表明:复合胶凝体系净浆的初凝和终凝时间较纯水泥净浆延长,但初凝和终凝的时间间隔较短;复合胶凝体系胶砂试样的流动度与基准组相似;随着养护龄期的增加,试样抗压强度不断增加;SO_3与Al_2O_3摩尔比为1.0∶1.0时试样的抗压强度较高;复合胶凝体系胶砂试样呈现膨胀,但膨胀率不超过0.39%;试样28d抗压强度与膨胀率的发展规律一致,即AFt生成量和生成速率较高者,其28d膨胀率也较高且抗压强度发展较理想;水化产物中同时存在AFt和C-A-H,水化后期少量AFt中的Al 3+被Si 4+取代,转化成AFm.     

矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土的基本性能研究

地质聚合物混凝土是一种新型混凝土类材料.为了研究地质聚合物混凝土的基本性能,以矿渣、粉煤灰为原料,以硅酸钠和氢氧化钠为激发剂,制备了矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土,测试了不同配合比下矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土的坍落度以及7、14d和28d的抗压强度,分析了水胶比对和易性与抗压强度的影响,探讨了抗压强度的增长规律.结果表明:制备的矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土具有较高的抗压强度和良好的和易性,凝结硬化快,强度特性稳定;当水胶比为0.26,砂率为0.40,氢氧化钠和硅酸钠的质量比为0.29,碱溶液的浓度为56%时.矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土的坍落度为110mm,标准养护条件下7、14d和28d龄期的抗压强度分别达到40.4、50.3MPa和60.20MPa;随着水胶比的增大,和易性不断增强,抗压强度先增加,后减小;随着养护龄期的延长,抗压强度不断增长,但增速降低.     

低碱液态速凝剂的性能及其促凝机理

采用有机无机复合的方法合成了一种低碱液态水泥速凝剂(简称LSA速凝剂).性能测试结果表明,LSA速凝剂掺量为7%时可使PⅡ52.5硅酸盐水泥的初凝时间缩短至1.3 min,终凝3.1 min,1 d抗压强度达到19.8 MPa,比空白试样提高37.5%,28 d抗压强度保留率为95.2%.同样掺量时可使JC 477-2005基准水泥的初凝时间缩短至1.8 min,终凝3.8 min,1 d抗压强度达到16.3 MPa,比空白试样提高136%,28 d抗压强度保留率为107.5%.XRD、SEM、TG-DSC等测试手段对水泥硬化体微观结构和水化产物的深入分析表明,LSA速凝剂是通过促进早期水泥水化体系钙矾石晶体生成而达到促凝效果的.     

玻璃纤维和聚酯纤维混凝土力学性能的研究

研究了玻璃纤维和聚酯纤维水泥混凝土的力学性能。结果表明,在90d龄期时,聚酯纤维和玻璃纤维水泥混凝土的抗压强度分别达到了57.9MPa和51.3MPa,比同龄期素混凝土试样的43.7MPa分别提高了32.5%和17.4%;而劈拉强度分别达到了5.65MPa和4.94MPa,比同龄期素混凝土试样的4.01MPa分别提高了40.9%和23.2%,聚酯纤维混凝土的劈拉强度、抗压强度都明显高于玻璃纤维混凝土,而且玻璃纤维和聚酯纤维对混凝土均有明显的约束其裂缝扩展的能力,表现为在28d龄期时,玻璃纤维混凝土的断裂能达到了107.4kJ,比基准混凝土的88.2kJ提高了21.8%,而聚酯纤维混凝土的断裂能则达到了138.6kJ,比基准混凝土提高了57.1%。     

碱渣-矿渣复合胶凝材料硬化体的微观结构与组成

为了对工业废料—碱渣进行回收利用,研发了一种碱渣-矿渣复合胶凝材料(SSCBM).采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)和热重-差示扫描热分析(DSC-TG)等对碱渣-矿渣复合胶凝材料28d龄期硬化体的微观结构与组成进行了研究.结果表明:水胶比为0.5,砂胶比为3∶1,碱渣和矿渣的质量比为1∶4时,所成型的40mm×40mm×160mm SSCBM试件28d龄期抗压强度为39.6MPa,抗折强度为8.0MPa,氯离子化学结合率为84.4%;SSCBM体系中生成了大量尺寸为5～10μm的水化产物,且水化产物之间互相搭接形成致密的三维网状结构,其28d龄期的水化产物主要为水化硅酸钙(C-S-H)、水化碳铝酸钙(C-A-C-H)、水化硅铝酸钙(C-A-S-H)和3CaO·Al_2O_3·CaCl_2·10H_2O(Friedel’s盐).     

聚酯纤维和碳纤维硫铝酸盐水泥混凝土力学性能的研究

研究了聚酯纤维和碳纤维硫铝酸盐水泥混凝土的力学性能。结果表明,在90d龄期时,聚酯纤维和碳纤维硫铝酸盐水泥混凝土的抗压强度分别达到了58.9MPa、52.4MPa,比同龄期素混凝土试样分别提高了25.6%和12.0%;而劈拉强度分别达到了5.77MPa和5.11MPa,比同龄期素混凝土试样分别提高了41.1%和24.9%。碳纤维和聚酯纤维对硫铝酸盐水泥混凝土均有明显的约束裂缝扩展的能力,表现为在28d龄期时,碳纤维混凝土的断裂能达到113.4kJ,比基准混凝土提高了28.1%,而聚酯纤维混凝土的断裂能则达到了139.8kJ,比基准混凝土提高了58.0%。     

基于最紧密堆积理论配制超高强混凝土的试验研究

研究了超细粉煤灰单掺、硅灰-超细粉煤灰复掺对复合水泥粉体压实体空隙率、硬化浆体孔结构和抗压强度的影响规律;同时,研究了砂率对砂石骨料混合体系空隙率的影响规律;并结合两者研究内容开展超高强混凝土配制研究。结果表明:超细粉煤灰30%时,超细粉煤灰-水泥复合粉体压实体空隙率最小;硅灰在0~10%范围内等质量取代超细粉煤灰,可进一步降低硅灰-超细粉煤灰-水泥复合粉体压实体空隙率,硅灰掺量8%时,复合水泥压实体空隙率最低;复合水泥粉体压实体空隙率越小,复合水泥硬化浆体孔隙率越小、有害孔含量越少、28、60d抗压强度越高;砂率45%时,砂石骨料混合体系空隙率最低;通过调整胶凝材料粉体堆积空隙率和砂石骨料混合空隙率,可配制出28d抗压强度≥135MPa,60d抗压强度可达到≥145MPa的超高强自密实混凝土。     

粉煤灰和矿粉对水泥胶砂自收缩的影响

试验研究了粉煤灰和矿粉对水泥胶砂自收缩的影响.结果表明:当胶砂比(质量比)为1:0.5,水胶比(质量比)为0.3时,随水化龄期延长,水泥胶砂自收缩增大,早期自收缩发展急剧.粉煤灰降低了水泥胶砂的自收缩,随着粉煤灰掺量(质量分数)增大,水泥胶砂自收缩减小;掺10%和20%粉煤灰水泥胶砂的21 d自收缩较纯水泥胶砂分别下降了21.1%和29.5%.水化早期(5d前),矿粉掺量(质量分数)在10%～20%时,随着矿粉掺量增大,水泥胶砂自收缩降低;掺10%和20%矿粉水泥胶砂的21 d自收缩较纯水泥胶砂分别增加了11.1%和6.6%.     

沸石细度及掺量对水泥性能影响研究

研究了混合材掺量40%下明矾石（石膏）-沸石不同比例对抗折强度、抗压强度及流动性的影响,阐明了明矾石（石膏）-沸石体系作为混合材对水泥水化的影响机制。研究表明,明矾石与石膏的最佳比例为2:1,在此比例下明矾石作为混合材的力学性能最优。沸石比例越小,相同龄期下硬化体强度越低。28d龄期,沸石掺量25%时抗压强度为47.03MPa,相对于空白样降低12.97%;沸石掺量35%时仍然能达到46.61MPa,与空白样相比下降了11.90%。流动性与沸石掺量呈线性关系,沸石掺量越高,流动性越差。综合力学性能及流动性,确定混合材掺量40%下明矾石（石膏）：沸石最佳配比为10(5):25。沸石越多,体系反应活性越高,相同龄期下水化产物越多,反应越快,强度越高。     

混合材对MSWI制CSA水泥性能的影响

以城市垃圾焚烧飞灰(MSWI)为主要原料,在实验室成功烧制了硫铝酸钙(CSA)水泥熟料。研究了单掺或复掺不同种类、不同掺量的混合材后,CSA水泥的力学性能和水化性能。结果表明:石灰石粉(LI)/矿渣粉(SL)在CSA水泥中较为适用,而粉煤灰(FA)/MSWI的活性较差;单掺4种混合材均对CSA水泥早期强度产生不利影响;单掺LI/SL对后期强度发展有益;复掺混合材较单掺效果好,尤其是试样10%LI+10%SL、10%LI+10%MSWI和5%LI+15%SL。     

矿物外加剂与水泥石的膨胀行为

通过实验测定了水泥的安定性和水泥石的膨胀率、膨胀应力,分析探讨了粉煤灰、矿渣、硅灰等矿物外加剂与游离氧化钙之间的相互作用机制及其对水泥石膨胀行为的影响机理．结果表明,粉煤灰等低活性矿物外加剂并不能从根本上有效地改善水泥的安定性,它们对水泥安定性的作用只是外加剂的一种稀释效应而已．只要水泥石内部的膨胀应力大于粘结应力,水泥石就会产生表观体积膨胀．高钙粉煤灰用作矿物外加剂时,必须严格控制其掺加量,以防止水泥安定性不良或混凝土产生膨胀破坏．     

水泥-粉煤灰复合胶凝材料的水化性能研究

通过测定不同龄期净浆的化学结合水量和抗压强度，探讨了低水胶比条件下粉煤灰细度、掺量对水泥－粉煤灰笔合胶凝材料水性能的影响，试验结果表明：粉煤灰掺量的增加虽然促进了水泥的早期水经，但仍然降低了硬化浆体中化学结合水总量，同时，随粉煤灰掺量的增加，硬化浆体的早期强度下降；粉煤灰细工的增加并没有提高水泥－粉煤灰复合胶凝材料的水化程度，而超细粉煤灰的密实填充和微休料效应对硬化浆体后期抗压强度的增加起到了重要的作用。     

粉煤灰在硅酸盐水泥浆体中的化学反应

定量测试1~360d纯硅酸盐水泥及掺粉煤灰水泥浆体中胶凝组分的反应程度、生成的氢氧化钙(CH)量及化学结合水(Wn)量;确定单位质量水泥及粉煤灰完全反应生成(或吸收)的CH或Wn量,并以此验证粉煤灰化学反应模型的精确性.结果表明:1g水泥完全水化生成0.242 5g的CH和0.235 1g的Wn,1g粉煤灰完全反应吸收0.508 9g的CH和0.183 9g的Wn,试验结果与现有的粉煤灰化学反应模型计算值差别较大;经修正,获得计算值与试验值较吻合的粉煤灰化学反应模型,该模型更能真实反映粉煤灰在水泥浆体中的化学反应.     

高钙粉煤灰作为混凝土膨胀剂的初步研究

利用高钙粉煤灰中ｆ－ＣａＯ水化时产生的膨胀能,将其制成节能、利废型混凝土膨胀剂。高钙粉煤灰与Ｓ－激发剂按一定比例复合后可直接掺入混凝土中配制膨胀混凝土。与ＵＥＡ膨胀剂相比,配制性能相当的膨胀混凝土时,掺高钙粉煤灰的成本显著低于掺ＵＥＡ者。     

垃圾焚烧飞灰研制硫铝酸盐水泥及其水化特性

以城市垃圾焚烧飞灰(以下简称焚烧飞灰)为主要原料,在实验室电炉里成功烧成了硫铝酸盐水泥熟料.研究了硫铝酸盐水泥熟料的烧成过程、组成及其形貌特征,并分析掺加适量石膏的硫铝酸盐水泥水化及重金属浸出特性.结果表明:将焚烧飞灰作为主要原料可以煅烧出以C4A3(-S)和C2S为主要矿物的硫铝酸盐水泥熟料,焚烧飞灰在生料中的掺量不...     

利用碱渣和粉煤灰制取工程土的室内试验研究

碱渣是氨碱法生产纯碱时产生的工业废料,将碱渣与粉煤灰拌和制成工程土,并对其进行室内物理力学指标试验研究.结果表明,新型工程土无侧限抗压强度介于0.22~0.28MPa之间,一定程度上能将其应用于工程实际,能够合理地解决碱渣废料的堆积及污染问题.     

表面改性粉煤灰对水泥浆体强度和自收缩的影响

在生石灰激发下,采用水热-煅烧处理对粉煤灰进行表面改性,利用X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等测试方法时表面改性粉煤灰的物相结构和化学组成进行了表征,并采用背散射扫描电镜和压汞仪研究了掺表面改性粉煤灰水泥浆体的微观结构.试验测定了掺表面改性粉煤灰的硅酸盐水泥浆体的抗压强度、自收缩和孔隙率.结果表明,表面改性粉煤灰颗粒表面生成了具有水化活性的β-C2S,其水化产生凝胶,明显改善了复合水泥浆体中粉煤灰颗粒与水泥基体的界面,降低了复合水泥浆体的孔隙率和自收缩,提高了掺表面改性粉煤灰复合水泥浆体的早期强度.     

化工废石膏-粉煤灰复合胶凝材料的改性研究

钛石膏是一种化工废石膏，研究了热处理对钛石膏－粉煤灰复合胶凝材料物理性能的改性作用，研究结果表明，采用低温煅烧可激发钛石膏的化学活性，大幅度缩短钛石膏－粉煤灰胶凝材料的凝结时间，提高强度，因此，该方法不失为一种行之有效的改善钛石膏－粉煤灰复合胶材料性能的措施。     

碱渣资源化利用的工程性质试验研究

随着环境保护和废物资源化利用要求的提高,在碱渣中混合一定比例的粉煤灰制成碱渣土,并应用于工程中,成为碱渣利用的最有效途径之一.通过微型触探试验、硬化时间测试、室内击实试验、比重试验和室外静载试验,对不同配比碱渣土的工程性能进行了试验研究,并得出了相应的结论.结果表明,一定配合比下的碱渣土可应用于地基、路基以及场地的填筑.