高镁镍渣-磷石膏基复合胶凝材料的制备与性能评价

采用机械研磨的方式将高镁镍渣（HMNS）和磷石膏（PG）筛分至不同粒度，评价了掺不同粒度高镁镍渣和磷石膏复合胶凝材料的力学性能，并对强度形成机制进行了分析。评价了各种配比下浆体的抗压强度和体积稳定性，并分析了其作用机制。试验表明：以HMNS∶PG∶富钙硅质材料ZL=5.4∶3.6∶1配比制得试样的28 d抗压强度为4.43 MPa；室温环境下养护56 d，SP6线性收缩为1.02×10-3 mm/mm，体积稳定性优良；水化产物Ca(OH)2更少，Ca（OH）2与HMNS-PG体系反应生成了CSH凝胶和AFt，结构更为稳定。     

镍渣矿渣免烧砖的试验研究

研究了镍渣矿渣比和水泥掺量对镍渣矿渣复合胶凝材料体系的影响,并在此基础上,辅以化学激发剂NS、CA,采用正交试验方法,研制开发新型镍渣矿渣基复合胶凝材料,最佳配比为:镍渣和矿渣的质量比5∶5,水泥、激发剂NS和CA分别占镍渣和矿渣总质量的20％、0.5％和2％,胶砂比1∶3,水胶比0.5,可制得符合MU25等级的免烧砖.     

磷石膏基胶凝材料的制备及无机保水剂对其性能的影响

磷石膏基胶凝材料(PGC)是由原状磷石膏、矿渣、水泥和外掺3%硅灰等配制而成的绿色胶凝材料。通过标准稠度需水量、凝结时间和抗压强度等参数确定其基本配合比,并研究无机保水剂(P-1)对PGC析水率和线膨胀率的影响,借助XRD和SEM测试手段对水化产物进行分析表征。结果表明:磷石膏掺量为50%、矿渣与水泥的比值为4∶1、外掺3%硅灰时,制备出的PGC标准稠度需水量为30.8%,初、终凝时间分别为606min和872min,室温下7d抗压强度可达25.9MPa,28d抗压强度超过40MPa。P-1掺量为2%时,析水率为1.3%,较空白样(未掺P-1)降低了62.9%,28d线膨胀率为0.3137%,较空白样降低了3.3%。PGC水化产物主要为C-S-H凝胶和少量AFt。     

钢渣水泥抹面砂浆性能研究

本文研究了钢渣、矿渣、石膏和粉煤灰对钢渣水泥抹面砂浆性能的影响。结果表明:钢渣水泥复合材料抗压强度和抗折强度随着钢渣掺量的增加而呈减小的趋势;矿渣(20%)复配改性钢渣水泥复合材料,28d最佳抗压强度和抗折强度(49.2MPa和6.8MPa)分别较未掺矿渣的提高了3.3%和16.2%;当脱硫石膏掺量在3%时,可提高钢渣-水泥-矿渣力学性能;当增塑剂掺量控制在0.4%,水泥抹灰砂浆施工性能较好,砂率在1:4时,钢渣水泥抹灰砂浆28d抗压强度可达到13.5MPa(满足M10等级要求),当砂率为1:5时,钢渣水泥抹灰砂浆28d抗压强度可达到7.5MPa(满足M5等级要求)。     

基于分形理论超细粉煤灰微珠低密度水泥浆的制备

本文通过浮选脱碳、超细分选方法得到D<,50>为4.66μm的超细粉煤灰微珠,利用分形理论优化超细粉煤灰微珠、G级水泥、硅灰配比,制备了密度为1.40g/cm<'3>低密度水泥浆,评价了该水泥浆沉降稳定性及水泥石力学性能.研究结果表明:该水泥浆沉降稳定性好,50℃和80℃下该水泥石早期抗压强度均高于相同密度漂珠体系水泥石.该水泥石80℃×1d条件下的有害孔所占比例为10.1%,而相同密度漂珠体系的有害孔比例为65.9%,由此可见分形理论设计的三元体系颗粒级配合理,有效降低了有害孔含量,有利十水泥石早期抗压强度的发展.     

富镁矿渣-水泥复合注浆材料的制备及性能研究

针对护坡灌注桩用注浆材料易渗漏和成本高的问题,研制开发了触变型富镁矿渣-水泥复合注浆材料,并对其各种性能(凝结时间、抗压强度、流动性和触变性)和微观结构及添加石膏对其性能的影响进行了研究.结果表明:随着富镁矿渣掺量的增加,复合浆体的凝结时间延长,早期抗压强度有所下降(但满足施工技术要求),后期抗压强度稳定增长;复合浆体的主要水化产物为C-S-H凝胶、Ca(OH)2和少量的AFt晶体.在复合浆体中掺加2％的石膏可以激发富镁矿渣的活性从而提高浆体的抗压强度,同时使浆体具有良好的触变性,起到防渗漏的作用.     

纤粒复合型油井水泥石增韧剂的性能及机理研究

针对国内油田油气井因后续施工(射孔、压裂、酸化等)造成水泥环脆裂的问题,根据断裂力学原理和复合材料理论设计配方,选用GX(1.0%的特种无机富硅纤维 2.5%的有机弹性颗粒)作为油井水泥石增韧材料;并对掺有GX的油井水泥浆的工程性能、物理性能、与其他外加剂的配伍性以及水泥石的微观结构进行考察,结合性能评价试验,分析了GX在水泥石中的增韧作用机理。结果表明,GX可以显著提高油井水泥石的韧性和弹性,并且与其他外加剂配伍性良好。     

Preparation and mechanical properties of polypropylene fiber reinforced calcined kaolin-fly ash based geopolymer

To improve the environmental benefits and solve the problems of large shrinkage and high brittleness, the partial replacement of calcined kaolin by fly ash as a raw material for geopolymer synthesis and the influences of polypropylene (PP) fiber on the mechanical properties and volume stability were investigated. The results show that compressive strength of the geopolymer containing 33.3%(mass fraction) fly ash by steam curing at 80 °C for 6 d is improved by 35.5%. The 3-day compressive strength, flexural strength and impacting energy of geopolymers containing 0.05%PP fiber increase by 67.8%, 36.1% and 6.25%, while the shrinkage and modulus of compressibility decrease by 38.6% and 31.3%, respectively. The results of scanning electron microscopy (SEM) and the appearances of crack growths confirm that PP fiber can offer a bridging effect over the harmful pores and defects and change the expanding ways of cracks, resulting in a great improvement of strength and toughness. Foundation item: Project(2006AA06Z225) supported by the National High-Tech Research and Development Program of China     

微生物和固化剂协同作用对含油污泥固化性能的影响

针对含油污泥有机质含量高,难以固化的处理难点,通过采用微生物降解含油污泥有机质和无机胶凝材料固化含油污泥,达到含油污泥无害化处置和高效综合利用的目的。研究了三种微生物菌剂和固化剂掺量对含油污泥固化体性能的影响。研究结果表明：ZS微生物菌剂降解含油率效果最好,90 d含油率降低了52.13%;ZS90（ZS型微生物处理90 d的含油污泥）+20%固化剂HD,其固化体7 d无侧限抗压强度大于1.5 MPa,达到了标准（JTJ 034-2000）要求,可用于II级及II级以下公路底基层。     

非金属微粉低密度水泥浆的制备

低密度水泥浆可解决低压易漏井固井时水泥浆漏失的难题,但由于其水泥石抗压强度低、体积收缩大,严重影响了固井质量和油井寿命.用外掺法在水泥颗粒空隙中添加非金属微粉,降低水泥石的孔隙率和收缩率,并提高其抗压强度.研究结果表明,与相同密度(1.4 g/cm3)掺有漂珠的低密度水泥浆相比,掺有非金属微粉的低密度水泥石的抗压强度显著提高,水化1 d后有害孔率降低了72.4%,7 d体积收缩率降低了58.9%,水泥浆的工程性能基本满足固井施工的技术要求.