钢渣碳化砖的碱激发-碳化协同效应影响因素

以钢渣为主要原料制备了钢渣碳化砖,分析了其在碱激发条件下的碳化效果影响因素。结果表明,钢渣因含有f-CaO、硅酸二钙等可碳化组分而表现为更高的CO_2吸收量,是适宜的原材料。Na_2CO_3激发能力恰当且可提升碳化效果,是适宜的激发剂。掺用Na_2CO_3时,碳化强度随钢渣用量增加而增大,但钢渣用量达到1 800 kg/m~3时CO_2吸收量显著下降;强度几乎不受钢渣细度影响,CO_2吸收量随钢渣细度增加而增加,但细度超过440 m~2/kg时CO_2吸收量增加变缓;碳化砖的强度随骨料用量增加而增大,但CO_2吸收量变化不明显。占钢渣7%～13%的水用量可使试样具有足够好的碳化效果,但水用量为11%、13%时CO_2吸收量下降。7%水用量时钢渣砖碳化后强度增长20.0 MPa以上,在0.75%Na_2CO_3对钢渣的激发作用并协同碳化作用条件下,可使强度再增长10.0 MPa、CO_2吸收量再增加1%以上;然而当Na_2CO_3用量超过1%,增强作用变弱、CO_2吸收量下降。钢渣碳化砖的适宜配比为:钢渣(比表面积440 m~2/kg)1640 kg/m~3,骨料328 kg/m~3 (占钢渣的20%,下同),水115 kg/m~3 (7%),Na_2CO_3 13.12 kg/m~3 (0.75%)。该配比制备的试样碳化后其抗压强度、CO_2吸收量可分别达到39.2 MPa、9.15%。在碳化过程中生成更多且沉积于孔洞的碳酸钙,获得更致密基体,是碱激发协同碳化增强的主要原因。     

碳负性镁基水泥的制备及性能研究

通过浓缩海水吸收CO2制备了一种以碳酸镁为主要矿物组成的新型碳负性镁基水泥,着重研究Mg:CO2摩尔比、固碳反应温度及活化温度对碳负性镁基水泥产物及性能的影响.结果表明:浓缩海水中的Ca和Mg离子可通过调整pH值实现完全分离;固碳反应温度为45℃时,Mg:CO2摩尔比为1.5和1.8时,形成的主要产物为介稳镁基物质,MgCO3·3H2 O;当Mg:CO2摩尔比为2.0时,固碳反应温度低于45℃时,反应产物主要为介稳镁基物质,MgCO3·3H2 O;当活化温度控制在300℃以内时,碳负性镁基水泥的活化反应主要是由于结晶水的失去.该新型碳负性镁基水泥具有显著的碳吸附和低碳排放特点.     

硫铝酸盐水泥低温条件下的水化及应用

硫铝酸盐水泥具有快凝、快硬、早强、耐腐蚀能力强等特点,不仅适用于早期强度要求高、抗海水能力侵蚀要求高的工程,而且非常适合低温条件下的工程.近年来随着海洋工程以及极地开发建设需求的增加,硫铝酸盐水泥的研究与应用得到进一步重视.综述总结和分析了硫铝酸盐水泥主要组分在低温条件下的水化、性能特点及其应用情况,同时提出了其低温条件下的研究方向,以促进其低温条件下的研究与发展.     

低碱高强硅铝聚合材料的研究

以煅烧铝土矿选尾矿、矿渣微粉、水玻璃为主要原料,在800℃下煅烧1 h制备得到高强硅铝聚合材料。用XRD和SEM研究了反应产物的相组成和微观结构,并着重比较研究了该材料与特种水泥的抗化学侵蚀性能差异。结果表明:制备得到的胶砂试样,28d抗折、抗压强度分别达到10.2MPa,60.2MPa;试样分别经3%硫酸钠、3%硫酸镁溶液浸泡28 d后,其强度没有下降反而略有上升,在石膏掺量为7%的硫酸盐环境中,其累计膨胀率远远小于中抗硫酸盐硅酸盐水泥的;分别经5%盐酸、5%硫酸溶液浸泡28d后,其质量损失及强度损失均小于铝酸盐水泥和快硬硫铝酸盐水泥的。制备得到的硅铝聚合材料具有优异的抗硫酸盐侵蚀性能、一定的耐稀酸侵蚀性能。     

应力-化学介质-冻融循环协同作用下水泥基材料失效机理及寿命预测的研究

针对水泥基材料在应力-化学介质-冻融循环协同作用下的耐久性进行了研究,并开发了多种材料失效试验方法和装置。砂浆试件应力-化学腐蚀协同作用试验装置的特点是加载稳定,克服了应力松弛;协同作用耐久性试验装置可以用于监测协同作用下钢筋混凝土试件性能的衰减过程。研究发现:矿物掺合料改善抗渗性的能力依次是矿渣粉、活化煤矸石粉、粉煤灰;随应力比加大和冻融循环次数增加,水泥基材料中钢筋锈蚀加速、化学介质的渗透速度和深度增大,协同作用加速了水泥基材料的失效;可以用一元二次函数来近似预测氯盐-冻融循环-弯曲荷载协同耦合作用下的寿命。     

应力-化学介质-冻融循环协同作用下水泥基材料失效机理及寿命预测的研究

针对水泥基材料在应力-化学介质-冻融循环协同作用下的耐久性进行了研究,并开发了多种材料失效试验方法和装置。砂浆试件应力-化学腐蚀协同作用试验装置的特点是加载稳定,克服了应力松弛;协同作用耐久性试验装置可以用于监测协同作用下钢筋混凝土试件性能的衰减过程。研究发现：矿物掺合料改善抗渗性的能力依次是矿渣粉、活化煤矸石粉、粉煤灰;随应力比加大和冻融循环次数增加,水泥基材料中钢筋锈蚀加速、化学介质的渗透速度和深度增大,协同作用加速了水泥基材料的失效;可以用一元二次函数来近似预测氯盐-冻融循环-弯曲荷载协同耦合作用下的寿命。     

亚硫酸钙对水泥性能影响及其优化方法研究

研究了亚硫酸钙对水泥力学性能、凝结硬化、干缩性、外加剂适应性的影响,并利用XRD、SEM对比分析了亚硫酸钙对水泥水化产物的影响, 探讨了亚硫酸钙氧化法.研究表明,亚硫酸钙不但对水泥凝结时间有较大影响,同时对水泥后期强度、外加剂适应性、干缩性等均有较大影响. 脱硫石膏中亚硫酸钙含量达60%时,水泥90 d强度降低近10 Mpa.水泥水化中,亚硫酸钙主要形成单硫型水化产物(C3A·CaSO3· nH2O),且随水化龄期发展量迅速增加,28 d水化体中会大量出现单硫型水化产物,对水泥体积安定性造成不良影响. 同时研究发现,氧化剂KN及有机酸复合可对石膏中亚硫酸钙进行氧化处理,有助于促进水泥水化,缩短凝结时间,提高水泥物理力学性能,为脱硫产物中亚硫酸钙的处理开辟了新途径.     

位移敏感压痕技术评价SiC硬质膜的力学性能

为了解决SiC硬质膜力学性能难测试的问题,提出以Oliver-Pharr模型为基础的位移敏感压痕技术来评价SiC硬质膜的硬度及弹性模量.为了解其可靠性,将此方法用于普通玻璃和不锈钢作为参考.选用厚度为315±15 μm的化学气相沉积(CVD)SiC硬质膜作为样品,实验以0.5 N/s的载荷速度进行加卸载,载荷峰值取10～30 N,结果表明:位移敏感压痕法计算出的普通玻璃和不锈钢的硬度分别为6.5 GPa和1.7 GPa,传统显微硬度计测试出的结果分别为5.3 GPa和1.8 GPa,其值比较接近;此方法计算出普通玻璃和不锈钢的弹性模量分别为65.1 GPa和178.4 GPa,与实际值70 GPa和190 GPa误差很小,因此表明该方法可靠性良好.利用位移敏感压痕技术得知CVD SiC硬质膜的硬度和弹性模量为37.7 GPa和456.4 GPa.另外根据维氏压痕形貌,应用JISR1607-1990标准,Anstis,Evans&Charles三断裂韧性公式,计算出普通玻璃和CVD SiC硬质膜KIC均值分别为0.78 MPa·m1/2和2.70 MPa·m1/2.此方法可广泛用于评价硬质膜的硬度和弹性模量等力学性能.     

钢化对钠钙硅玻璃弹性性能的影响

对钠钙硅玻璃在物理钢化和化学钢化前后的动态弹性模量、剪切模量、泊松比进行了研究.利用脉冲激励法测试玻璃的弹性性能,分析了2种钢化工艺对玻璃弹性性能的影响.讨论了钢化对玻璃力学性能变化的影响机理.试验结果表明,玻璃的弹性模量与其钢化后有较为明显的差别,物理钢化使其弹性模量比原片玻璃略有降低(约4%),而化学钢化玻璃使其弹性模量较原片玻璃有所提高(约6%),这一奇怪的现象是由于物理钢化过程中玻璃冷却后,内部的收缩要大于表面的收缩变形,从而使玻璃表层致密度降低,而化学钢化过程中采用离子交互方式,让较大的离子取代玻璃表层上较小的离子,使其表层致密度增加.     

粉煤灰和矿渣在水泥浆体中的反应程度测试方法

确定粉煤灰和矿渣在水泥浆体中的反应程度,对于研究复合水泥浆体中的反应动力学、评价粉煤灰和矿渣的反应活性及其对于浆体结构形成的贡献,评估水泥浆体的稳定性等具有重要意义.本文介绍了粉煤灰和矿渣在水泥浆体中的反应程度的测试方法:化学选择性溶解法、图像分析法、核磁共振谱法、氢氧化钙含量法、差示扫描量热分析法、累积量热法、化学收缩法、碱溶液溶出法.比较了这些方法的优劣及适用范围.