道路基层复合胶凝材料的性能调控

研究了熟料钢渣粉煤灰磷石膏系道路基层复合胶凝材料的凝结时间、胶砂强度和膨胀性能的调控,分析了其缓凝微膨胀机理.结果表明：磷石膏中的可溶性杂质会与Ca2+和OH-反应,生成难溶物覆盖在胶凝材料颗粒表面,显著延长凝结时间,磷石膏掺量每增加3%,即可延长凝结时间约65min;大掺量磷石膏可为浆体提供充足的SO2-4,保证钙矾石的大量稳定生成,使硬化浆体产生微膨胀;过量磷石膏亦会造成过大的膨胀,破坏硬化浆体结构,通过加入适量钢渣取代粉煤灰,可以促进复合胶凝材料的早期水化,优化孔结构,明显提高道路基层复合胶凝材料的性能.     

固废基胶凝材料在干旱地区公路基层中的路用性能研究

针对水泥稳定材料引起的基层开裂及缓凝时间短的问题,采用粉煤灰、矿渣粉、脱硫石膏、电石渣为主要原料,配制道路水稳层路用胶凝材料,代替缓凝硅酸盐水泥。结果表明,固废基胶凝材料凝结时间相较水泥延迟了2h,其7d和28d抗折、抗压强度均满足规范要求;固废基稳定混合料14d及28d无侧限抗压强度与水泥稳定混合料7d及28d基本相等,同时28d冻融循环残留强度与30次抗硫酸盐耐腐蚀系数均大于85%,高于水泥稳定材料;固废基稳定混合料90d时试验段贯通裂缝数量4～5条,小于水泥稳定混合料数量的1/7。     

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。     

道路抗裂缝剂在半刚性基层中的应用研究

为减小半刚性基层材料收缩变形量,增强其抗裂能力,本课题组通过化工废料火山灰反应产物开发低成本的微膨胀道路基层抗裂缝剂,将其添加于道路基层混合料中.通过对半刚性基层材料掺加抗裂缝剂的试验研究,分析了抗裂缝剂对半刚性基层材料的水泥净浆凝结时间、基本力学性能和材料收缩性能的影响；并借助SEM测试手段,从微观上对水泥体系中钙矾...     

SO3对水泥粉煤灰稳定碎石力学与抗干缩开裂性能的影响

通过测量不同SO3含量下水泥粉煤灰稳定碎石的28 d劈裂强度、28 d抗压回弹模量、胀缩性能以及干缩抗裂指数,分析了SO3含量对水泥粉煤灰稳定碎石力学与抗干缩开裂性能的影响.结果表明:在粉煤灰掺量为10%(质量分数)的情况下,当SO3含量为5.8%(质量分数)时,其能显著改善水泥粉煤灰稳定碎石的力学与抗干缩开裂性能,但当SO3含量为8.8%时,会使该材料的结构破坏、力学性能恶化.另外,对微膨胀补偿基层干缩的作用机理以及SO3在水泥粉煤灰结合料中的作用机理进行了探讨.     

高掺量磷石膏稳定红黏土胀缩特性

为研究高掺量磷石膏稳定红黏土胀缩变形特性,改变以往磷石膏和水泥作为外掺固化剂改良土的研究思路,把磷石膏和红黏土作为主要原材料,以水泥含量5%,磷石膏和红黏土比例1:1、1:2、1:3的配比制作试样,研究不同含水率、不同压实度下素红黏土和磷石膏稳定红黏土胀缩变形特性。结果表明:素红黏土绝对膨胀率在0～3 h线性增加,3 h后基本达到稳定; 磷石膏稳定红黏土绝对膨胀率在0～3 h缓慢增加,变形量小于素红黏土,3 h后变形量持续增加,在2 d左右超过素红黏土,表现出更大的膨胀性,膨胀稳定时间为10 d左右; 磷石膏水泥稳定红黏土混合料绝对膨胀率相较于素红黏土膨胀变形具有滞后作用,磷石膏和水泥的掺入可以有效降低混合料前期的膨胀变形,且同一含水率条件下,磷石膏掺量越低,绝对膨胀率越大; 磷石膏稳定红黏土初始含水率越低,绝对膨胀率越大; 磷石膏稳定红黏土和素红黏土线缩率随含水率、压实度的增大而增大; 水平收缩率随含水率的增大而增大,随压实度的增大而减小; 相同含水率和压实度下,磷石膏水泥稳定红黏土线缩率大于素红黏土,水平收缩率小于素红黏土; 高掺量磷石膏稳定红黏土7 d龄期无侧限抗压强度能够满足规范对二级及以下公路底基层水泥稳定材料强度的要求,但其膨胀变形较大,且稳定时间较长; 建议在磷石膏水泥稳定红黏土中掺外加剂进一步研究以减小其膨胀变形。     

膨胀剂对水泥稳定碎石基层的抗裂性能影响

通过分析水泥稳定碎石基层收缩规律和抗裂性机理,并进行了一系列的室内试验,结果表明膨胀剂对水泥稳定碎石基层的抗裂性能有很大影响,能有效抑制水泥稳定碎石的早期干缩裂缝,同时对温缩裂缝有一定的改善,整体抗裂性能大大提高。     

原状磷石膏用作混凝土添加剂的性能研究

在C30混凝土基准配合比的基础上,内掺占胶凝材料总质量1.0%~6.0%的磷石膏,研究了磷石膏掺量对混凝土坍落度及经时损失、胶凝材料膨胀性能、矿物掺合料活性指数和抗压强度的影响。结果表明,磷石膏对混凝土具有缓凝和膨胀作用,可以激发矿物掺合料的活性,其在C30混凝土中的最佳掺量为3.0%~4.0%,研究结果为提高磷石膏资源化利用水平开辟一条新径。     

磷石膏预处理pH值对其制备免烧胶凝材料的影响

为探究磷石膏预处理pH值对磷石膏及磷石膏制备免烧胶凝材料的影响,明确免烧胶凝材料抗压强度与磷石膏预处理pH值的关系,以自制的激发剂对磷石膏进行预处理,将预处理后的磷石膏与水泥(干料质量比为4∶1)混合制备免烧胶凝材料。结果表明:在100 g磷石膏中加入200 mL激发剂,预处理24 h后,磷石膏晶体出现了择优取向;随着预处理pH值的增大,磷石膏的微观结构越有利于后续免烧胶凝材料强度的提高。综合考虑,选择最佳预处理pH值为9,此时所制得的免烧胶凝材料的微观结构最致密,几乎所有的磷石膏颗粒都被水泥的水化产物包裹,其7 d、28 d和浸水后的抗压强度均满足普通烧结砖MU10强度要求。     

磷石膏基水泥混凝土研究

本文以改性后的磷石膏、矿渣、钢渣和少量硅酸盐熟料粉制备磷石膏基水泥,并用此水泥拌制干硬性混凝土。通过测定3d、7d、28d强度和SEM测试方法,研究了磷石膏改性方式、水灰比、减水剂用量和胶凝材料用量对干硬性混凝土性能的影响。结果表明:提高磷石膏的细度能有效改善磷石膏基水泥过分缓凝的缺陷;同种改性方式的磷石膏,存放时间不同也会对混凝土强度产生影响。     

过硫磷石膏矿渣水泥混凝土的研究与应用进展

讨论了高掺量磷石膏矿渣胶凝材料体系的化学反应原理和微观结构形成机理,介绍了以该胶凝材料体系为基础制备生态低碳水泥混凝土及相关制品的关键技术。分析了高掺量磷石膏基轻骨料的研制及其在道路基层中应用的最新进展。并基于高掺量磷石膏基水泥混凝土及其制品存在的问题,对其发展前景进行了展望。     

柠檬酸对硫氧镁水泥-烟气脱硫石膏复合胶凝材料性能影响的试验研究

以硫氧镁水泥-烟气脱硫石膏复合胶凝材料为基本体系,研究了柠檬酸掺量对硫氧镁水泥-烟气脱硫石膏复合胶凝材料凝结时间、力学强度、耐水性能及体积稳定性能的影响,并通过微观分析手段分析了柠檬酸对硫氧镁水泥-烟气脱硫石膏复合胶凝材料硬化结晶结构的影响。结果表明,柠檬酸可以延长硫氧镁水泥-烟气脱硫石膏复合胶凝材料的凝结时间,大幅度提高其抗折、抗压强度和抗折、抗压软化系数,并能提高硫氧镁水泥-烟气脱硫石膏复合胶凝材料的体积稳定性,其最佳掺量为氧化镁质量的0.5%～0.7%。     

水泥稳定碎石基层材料干缩及影响因素分析

针对水泥稳定碎石基层在湿度变化时易产生干缩裂缝的缺陷,进行了一次和二次循环干燥收缩试验,对水泥稳定碎石基层材料的干缩变形特性及影响因素进行了分析研究,为完善水泥稳定碎石基层材料的级配组成,改善其收缩性能,减少其干缩量奠定了基础.     

过硫磷石膏矿渣水泥混凝土抗氯离子渗透性能的研究

以磷石膏为主要原料,与矿渣、钢渣等工业废渣和少量硅酸盐水泥熟料复合作为胶凝材料,配制成过硫磷石膏矿渣水泥混凝土(EPSCC),对比研究了该混凝土与矿渣水泥、普通硅酸盐水泥配制的混凝土的抗氯离子渗透性能,结合MIP、SEM、XRD对其抗氯离子渗透性机理进行了分析。结果表明,EPSCC的氯离子扩散系数明显低于普通硅酸盐水泥混凝土(OPCC)和普通矿渣水泥混凝土(PSCC),且该体系硬化浆体的微观结构密实,良好的孔结构和水化产物对于氯离子的吸附和固化作用,赋予过硫磷石膏矿渣水泥混凝土优异的抗氯离子渗透性能。     

韶赣高速公路水稳层裂缝成因及防治技术应用研究

在路面结构中,基层是直接位于面层下的结构层次,主要起承重、扩散荷载应力和改善路基水温状况的作用.水泥稳定碎石基层容易出现干温缩裂缝,而现行规范中又缺少干温缩性能相关的指标.针对这一现状,本文提出了基于抗干温缩裂缝的配合比优化设计方法.该方法综合了水泥稳定碎石基层的强度、干温缩等性能,在保证路面强度的同时,大大降低了由于干温缩引起的开裂现象.     

磷石膏对硅酸盐水泥凝结时间的影响

将不同形态的磷和氟直接加入水泥中,研究水泥凝结时间的变化。通过分别粉磨或预处理磷石膏的方法来改善磷石膏对水泥的缓凝作用。结果表明:磷石膏对硅酸盐水泥的缓凝作用主要是由其中的可溶磷和氟造成的,难溶磷和氟的影响很小,可溶磷中以HPO42-对水泥的缓凝作用最强。分别粉磨、800℃煅烧或2%生石灰中和磷石膏,均能改善磷石膏对水泥的缓凝作用。     

不同矿物掺合料对建筑石膏物理性能的影响

粉煤灰、矿粉-粉煤灰、水泥-粉煤灰分别掺加到建筑石膏中,研究这3种体系中矿物掺合料对石膏的强度、凝结时间、流动度、软化系数等性能的影响,结果表明,粉煤灰具有一定的缓凝作用,水泥-粉煤灰的复掺可以提高石膏胶凝材料的抗压软化系数和强度,而水泥具有促凝作用,水泥、矿粉的加入可以提高石膏胶凝材料的流动度。     

利用脱硫石膏制备石膏-粉煤灰-水泥胶凝体系砌块的研究

以利用轮窑及烧结制品余热煅烧脱硫石膏制备的建筑石膏为主要原料,水泥和粉煤灰为掺和料,石灰为激发剂,通过设计安排正交试验,分析了各掺和料对石膏基胶凝材料试件强度的影响,确定了最佳配合比;采用了优化配合比进行了验证试验,并通过XRD和SEM分析了此石膏基胶凝材料的水化产物和微观形貌,探讨了石膏-粉煤灰-水泥胶凝体系的水化机理及对石膏制品性能改善的机理,最终制备了满足标准要求的空心石膏砌块。     

矿粉稳定钢渣基层材料干缩温缩性能试验研究

为合理利用建筑废弃物—钢渣,研究矿粉稳定钢渣用作基层材料可行性,解决半刚性基层材料易开裂等问题。通过试验,对不同矿粉掺入量的矿粉稳定钢渣基层材料进行室内干缩温缩试验,分析时间及温度对其干缩温缩性能的影响,并对水泥稳定碎石、水泥稳定钢渣进行对比分析。试验结果表明:不同的矿粉剂量对矿粉稳定钢渣干缩温缩性能有影响,矿粉剂量越高,矿粉稳定钢渣干缩温缩系数越大。干缩系数随时间呈先增大趋势,30 d后趋于平缓。温缩系数随温度升高呈先降低后升高趋势,0℃的温缩系数最低;混合料干缩系数:水泥稳定钢渣矿粉稳定钢渣水泥稳定碎石,混合料温缩系数:矿粉稳定钢渣水泥稳定碎石水泥稳定钢渣。     

石膏对水泥基自流平砂浆性能影响的研究

研究了水泥掺比以及石膏掺量对普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、石膏体系的水泥基自流平砂浆性能的影响。结果表明,普硅水泥与高铝水泥质量比为12:18和15:15时,石膏掺量小于4%时起缓凝作用,4%~8%时起促凝作用;普硅水泥与高铝水泥质量比为18:12时,石膏掺量小于6%时起缓凝作用,8%起促凝作用。不产生破坏性膨胀的前提下,石膏掺量增加,强度提高。普硅水泥与高铝水泥质量比从12:18到18:12时,石膏掺量小于4%时表现为收缩,4%~8%时表现为膨胀。