掺活化煤矸石细粉对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

研究了活化煤矸石细粉的制备及掺煤矸石细粉对水泥力学性能的影响.以10%活化煤矸石细粉替代水泥,水泥的28d抗压强度接近于或高于基准水泥;当掺量高于30%时,水泥强度的下降很明显.将30%的活化煤矸石细粉取代水泥掺入混凝土中,混凝土的力学性能要优于对比的空白混凝土.7d龄期单掺活化煤矸石细粉和复掺活化煤矸石细粉的混凝土相对氯离子扩散系数均高于空白混凝土,到了180d龄期,无论是单掺活化煤矸石细粉还是复掺活化煤矸石细粉的混凝土相对氯离子扩散系数则降为不到空白混凝土的一半.     

掺热活化煤矸石水泥胶砂试验研究

借助于X射线衍射分析、激光粒度分析、宏观力学性能测试等手段,对陕西铜川煤矸石进行了系统的热力活化研究.研究结果表明:掺700℃煅烧后的煤矸石的水泥胶砂试块强度值最高,说明这个温度是本试验所采用煤矸石的最佳煅烧温度.通过XRD分析表明:采用热力活化,煤矸石中活性来源矿物高岭石转变为偏高岭石的温度明显低于纯商岭石的转变温度.水泥胶砂强度随活化煤矸石掺量的增加在早期呈下降趋势,但随水化时间的增加,强度有大的提高,甚至超过纯硅酸盐水泥砂浆强度,其中综合效果以掺量30%为最佳.当掺量超过35%后,强度大幅度下降.     

煤矸石细度和掺量对水泥性能的影响

研究了热活化煤矸石的细度和掺量对水泥浆体流动度、凝结时问,水泥硬化浆体抗压强度、化学结合水量和微观结构的影响．结果表明：提高热活化煤矸石的细度和掺量,水泥浆体的流动度降低,凝结时间延长;水泥浆体的抗压强度和化学结合水量随热活化煤矸石细度的提高而增大,随掺量的增加而减少．热活化煤矸石的细度和掺量对水泥硬化浆体的孔结构分布和形貌也有较明显的影响．     

热活化煤矸石水泥复合体系的水化反应程度分析

借助Ca(OH)2剩余量和化学结合水量的测定方法,对热活化煤矸石复合水泥体系的水化反应程度进行了分析,并采用差热分析法(Differential Themlal Analysis,DTA)对体系水化过程的热特性进行了追踪研究.结果表明:热活化煤矸石水泥体系中,以煅烧温度为750℃、保温时间为4h的煤矸石-水泥体系的水化...     

煤矸石细集料-水泥基材料力学性能影响的试验研究

为促进煤矸石集料在水泥混凝土中的应用,选用自燃(活性)和非自燃(非活性)煤矸石作为细集料,研究水灰比、掺量、养护制度等不同条件下两种矸石细集料-水泥基材料力学性能的发展规律,分析煤矸石的种类、活性、掺量等因素对水泥基材料力学性能的影响。试验结果表明:活性矸石作为细集料,能够在水化初期与水泥水化产物发生一定程度的二次水化反应,水化反应能提高其早期强度;非活性矸石细集料-水泥基材料的强度随水灰比的增大而减小,而活性矸石则存在合理的水灰比范围;高温养护能够促进煤矸石细集料-水泥基材料的早龄期的水化进程,提高其早期抗压强度,但28d龄期中小掺量的矸石细集料-水泥基材料的抗压强度会产生高温负效应,而对抗折强度的影响则相反。     

煤矸石细集料-水泥基材料力学性能影响的试验研究

为促进煤矸石集料在水泥混凝土中的应用,选用自燃(活性)和非自燃(非活性)煤矸石作为细集料,研究水灰比、掺量、养护制度等不同条件下两种矸石细集料-水泥基材料力学性能的发展规律,分析煤矸石的种类、活性、掺量等因素对水泥基材料力学性能的影响。试验结果表明:活性矸石作为细集料,能够在水化初期与水泥水化产物发生一定程度的二次水化反应,水化反应能提高其早期强度;非活性矸石细集料-水泥基材料的强度随水灰比的增大而减小,而活性矸石则存在合理的水灰比范围;高温养护能够促进煤矸石细集料-水泥基材料的早龄期的水化进程,提高其早期抗压强度,但28d龄期中小掺量的矸石细集料-水泥基材料的抗压强度会产生高温负效应,而对抗折强度的影响则相反。     

利用电石渣活化煤矸石的试验研究

以电石渣作为矿化剂,采用增钙煅烧对煤矸石进行活化处理,借助XRD、SEM-EDS、胶砂强度和游离氧化钙测定等分析方法来评定煤矸石活性激发效果。试验结果表明:当电石渣的掺量为15%时,煤矸石活化料中形成了新矿物CS和CA;当电石渣掺量为25%~35%的时,煤矸石活化料中生成了新矿物C3A和C2S;f-Ca O含量和电石渣消耗量随着电石渣掺量的增加而增加;当电石渣掺量为35%时,煤矸石活化料的胶砂强度达到最佳值,其3 d、7 d和28 d抗压、抗折强度分别达到2.6 MPa、3.8 MPa、6.7 MPa和15.5 MPa、22.3 MPa、33.8 MPa。     

机械力化学效应对煤矸石活性的影响

从充分发挥煤矸石潜在活性的观点出发,通过机械力化学作用对煅烧后煤矸石的活性进行进一步激发。将粉磨后不同细度的煤矸石以不同掺量与熟料、石膏配制复合水泥,测定其力学性能,并借助于XRD、SEM分析其水化过程。结果表明,经高能球磨后的煤矸石,其掺量为20％的复合水泥的28d抗压强度超过了纯硅酸盐水泥,掺量为40％的复合水泥28d抗压强度达到44．1MPa。     

氨基三亚甲基膦酸对水泥水化的影响

测试了掺氨基三亚甲基膦酸(ATMP)水泥净浆的凝结时间及抗压强度.利用水化热测试、X射线衍射分析、热重分析、扫描电镜分析、Zeta电位测试等手段研究了ATMP对水泥水化的影响,探讨了ATMP对水泥净浆的缓凝机理.结果表明:随着ATMP掺量(以占水泥质量分数计)的增加,水泥净浆凝结时间逐渐延长;掺ATMP水泥净浆3d抗压强度仅在ATMP掺量大于等于0.08%时低于空白样,而28d抗压强度在ATMP掺量0.10%范围内均高于空白样;在水化初期,ATMP促进了水泥中C_3A矿物的水化.ATMP与水泥净浆中的Ca~(2+)结合形成微溶性的Ca3.5(C_3H_7O_(10)NP_3)螯合物并包裹在未水化的水泥颗粒表面,抑制了C_3S矿物的水化和Ca(OH)_2的形成,导致水泥水化放热量和水化放热速率随ATMP的掺入而明显降低.     

硅钙渣脱碱处理及作水泥混合材的研究

采用正交试验法对硅钙渣进行脱碱处理,对脱碱前后的硅钙渣水泥性能进行了研究。通过调整温度、保温时间、石灰乳掺量和水洗次数,得出最佳脱碱组合为:石灰乳掺量10%,温度85℃,保温时间3 h,水洗2次,处理后碱含量为0.83%;强度试验结果表明,水化早期未脱碱硅钙渣水泥抗压强度要高于脱碱硅钙渣水泥,但随着龄期逐渐增长,脱碱硅钙渣水泥优势逐渐显现,掺量越大优势越明显;微观形貌分析表明,未脱碱硅钙渣水泥水化早期生成大量C-S-H凝胶,水化产物较脱碱硅钙渣水泥更致密,水化28d时两者水化产物的致密性相当。     

石灰石粉铝酸盐水泥复合体系的水化反应

石灰石粉具有水化活性,能与硅酸盐水泥中的C_3A、铝酸盐水泥中的CA、CA_2等铝酸盐矿物发生反应,水化产物为水化碳铝酸钙。利用微量热仪法、胶砂强度和X射线衍射(XRD),研究不同比例的石灰石粉铝酸盐水泥复合体系的水化反应,结果表明:石灰石粉会加快铝酸盐水泥的水化进程,水化过程诱导期缩短,放热速率峰值下降;复合体系中石灰石粉占比越高,早期水化反应速率越快,但水化反应放热量越低;相对而言,复合体系中石灰石粉掺量为20%时石灰石粉参与反应程度最高,且掺量为20%时石灰石粉对复合体系强度有显著贡献。随复合体系中石灰石粉比例增加,铝酸盐水泥水化产物越来越不明显;石灰石粉掺量为20%～40%时,水化碳铝酸钙XRD特征峰相对最明显,复合体系中石灰石粉与铝酸盐水泥存在一个最佳的比例范围。研究表明,石灰石粉与铝酸盐水泥间会发生明显的水化反应,石灰石粉与铝酸盐水泥复合有望制得一种新型胶凝材料。     

热活化与机械力活化对煤矸石胶凝性的影响

用X射线衍射(XRD)、热分析(TG-DSC)、扫描电镜(SEM)等方法,研究了热活化、机械力活化及未活化煤矸石水泥的胶凝性能.结果表明,热活化能显著改善煤矸石的胶凝性,对热活化煤矸石再进行机械力活化能进一步提高其胶凝性;活化煤矸石可为熟料水化产物的形成提供成核基点从而加快熟料早期的水化;煤矸石水泥浆体中Ca(OH)_2含量由熟料析出Ca(OH)_2与煤矸石吸收Ca(OH)_2的能力竞争决定.此外,煅烧煤矸石中活性Al的存在,会增加水化产物中钙矾石(AFt)的含量.分析指出,热活化是煤矸石活化的必要条件,而机械力活化是其充分条件.     

大掺量煤矸石水泥混凝土碳化性能的研究

本文在研制成功大掺量煤矸石水泥的基础上，对其碳化性能进行了研究。研究结果表明，大掺量煤矸石水泥与普通煤矸石水泥相比，所配制的混凝土具有良好的抗碳化性能。其原因主要在于前者水化产物中氢氧化钙含量较低，水泥石的孔隙率较小且有害孔所占的比例较小。     

火山灰渣对水泥水化放热的影响

研究了火山灰渣的种类、细度及掺量对水泥水化放热的影响。结果表明,火山灰渣水泥的水化放热速率及3 d累积放热量明显低于硅酸盐水泥,两种火山灰渣水泥的水化放热速率及3 d累积水化放热没有明显差异。随着火山灰渣细度的增加,火山灰渣水泥的最大水化放热速率略有增长,最大水化放热速率出现的时间略有提前,火山灰渣水泥的3 d累积水化放热差别不大。随着火山灰渣掺量的增加,火山灰渣水泥的最大水化放热速率呈下降趋势,最大水化放热速率出现的时间略有延迟。随着火山灰渣掺量的增加,火山灰渣水泥的3 d累积水化放热呈下降趋势。当火山灰渣掺量从20%增加到30%以及从40%增加到50%时,火山灰渣水泥的3 d累积水化放热量下降较快。     

干冰对水泥流动度、凝结时间和强度的影响

为探究二氧化碳对水泥物理性能的影响,将二氧化碳以干冰形式直接加入水泥,测试不同掺量下普通硅酸盐水泥的流动度、凝结时间、强度等物理性能,利用XRD分析水化后矿物组成,SEM观察微观形貌。研究结果表明干冰掺量小于0.8%时,流动度随干冰掺量增加而增大。干冰掺入后,凝结时间略微延长。干冰的掺入对水泥基材料的3d强度有不利影响,7d、28d强度随干冰掺量的增加,先增大后减小。干冰掺量为1.0%时7d抗压强度最高;干冰掺量为0.6%时28d强度最高。微观分析表明干冰的掺入,影响了水泥的水化进程,同时又与水泥水化产物氢氧化钙及水化硅酸钙等反应生成碳酸钙。因此干冰使水泥早期水化进程延长或水化速度减慢,对后期水化进程起到一定改善作用。     

SAP对水泥水化热及混凝土收缩性能的影响研究

为研究高分子吸水树脂（SAP）对混凝土收缩性能及水泥水化热的影响,在水泥净浆和混凝土中加入不同掺量的未吸水SAP,通过水泥净浆收缩性能、混凝土收缩性能、水泥水化热和抗裂圆环试验得出：水泥净浆收缩率随SAP掺量的增加而减小,SAP掺量相同时,0.30水胶比水泥净浆的收缩率大于0.35水胶比水泥净浆;SAP的“蓄水库”功能改善了混凝土内部湿度,可避免自干燥现象产生,抑制混凝土自收缩,混凝土减缩率和SAP掺量呈正相关;SAP的掺入使得水泥水化反应放缓,SAP掺量越大,减缓效果越明显,放热总量越少,水泥水化热时温图的峰值也相应降低;SAP延缓了混凝土开裂时间,减少了裂缝数量,当SAP掺量为0.1%时,圆环贯穿裂缝消失。     

磷建筑石膏矿渣水泥的水化过程与耐水性能

通过凝结时间、流动度、孔溶液pH值、抗折强度、抗压强度、吸水率、软化系数、水化热和水化产物分析测试,探究了磷建筑石膏（CPG）掺量对石膏矿渣水泥水化过程与耐水性能的影响.结果表明：随着CPG掺量的增加,石膏矿渣水泥的凝结时间缩短,流动度减小,吸水率与3 d水化累计放热量均增大;水泥净浆孔溶液的pH值在水化早期快速下降,56 d时保持不变;当CPG掺量从40%增加到70%时,56 d水泥净浆孔溶液的pH值从11.02减小到10.62,水泥胶砂的软化系数从0.98减小到0.91,主要水化产物均为二水石膏和钙矾石,并且钙矾石的含量随着CPG掺量的增加而减少.     

化学激发剂对煤矸石及燥矸石水泥激发作用的比较研究

采用强度试验法研究了不同激发剂对于热激发煤矸石以及煤矸石水泥的激发作用.结果表明,随着Ca(OH)2掺量的增大,对热激发煤矸石以及煤矸石水泥的激发效果都出现先增后减的趋势,存在一最佳掺量.Na2SO4对热激发煤矸石以及煤矸石水泥的激发效果都随着激发剂掺量的增加而增大.Ca(OH)2和Na2SO4对煤矸石及煤矸石水泥具有相似的激发效果,显示出其与煤矸石水泥具有相容性.Na2SiO3对热激发煤矸石的激发,随其掺量的增大,出现先增后减的趋势,存在一最佳掺量.而对于煤矸石水泥,激发剂的掺入以及随着其掺量的增大,煤矸石水泥的强度显著降低,显示出Na2SiO3与煤矸石水泥具有不相容性.     

羟丙基甲基纤维素醚对干混砂浆性能的影响

研究了不同掺量及不同粘度的羟丙基甲基纤维素(HPMC)对干混砂浆工作性能和力学性能的影响规律,并研究了HPMC对水泥水化进程和水化产物的影响,最终分析了HPMC对水泥浆体的作用机理。结果表明：HPMC具有保水增稠能力,当掺量高于0.6%时,砂浆流动度降低;当掺量为0.4%时,砂浆保水率可达100%;HPMC大幅降低强度,降幅高达75%;HPMC掺量越大、粘度越低对水泥水化的延迟效果越明显;HPMC不改变水泥水化生成物种类,主要晶体产物依然为Ca(OH)₂。     

掺矿物料对水泥与酚基改性醚类聚羧酸减水剂相容性的影响

研究了单掺粉煤灰、矿渣粉和微硅粉对水泥与酚基改性醚类聚羧酸系减水剂聚(RCS/APEG/AMPS)相容性的影响。结果表明:当粉煤灰掺量小于60%或矿渣粉掺量为30%～70%时,提高了水泥净浆的初始流动度,且60 min内无损失;而掺量小于10%的微硅粉只提高水泥净浆的初始流动度;单掺粉煤灰60%、矿渣粉30%、微硅粉10%的水泥对减水剂的饱和吸附量分别为1.00、1.55、2.44 mg/g;粉煤灰和矿渣粉可促进水泥早期水化,改善水泥与减水剂的相容性,但三者的掺入并不影响水化结果和产物种类。