建筑垃圾砖粉颗粒特征与砂浆强度灰熵分析

建筑垃圾的高效、高值再生利用是目前工程上面临的严峻挑战。为进一步提高建筑垃圾红砖高值、高效再生利用率,在分析建筑垃圾红砖粉(以下简称砖粉)掺量、细度与砖粉-硅灰复掺对砂浆强度影响规律的基础上,基于灰熵分析方法评价砖粉颗粒分布特征对砂浆强度影响的显著性。结果表明,砖粉替代部分水泥后降低了砂浆早期强度,当替代量≤10%时,早期强度降低幅度不大,28 d强度有所提升;砖粉的颗粒参数及分布对砂浆强度有一定的影响,其中比表面积与<10μm粉体颗粒含量是影响砂浆强度的显著因素。为了进一步提高砖粉活性,进而提高其高值利用率,应尽量增加<40μm尤其是<10μm的颗粒含量,减少>60μm的颗粒含量。     

建筑垃圾复合粉体材料对混凝土抗冻性能的影响

借助DSC-TG、扫描电镜和压汞实验,并结合混凝土宏观性能实验,研究了建筑垃圾复合粉体材料对C30混凝土力学强度及抗冻性能的影响机理。结果表明:建筑垃圾复合粉体材料掺量为30%时,C30混凝土强度及抗冻性能最优;中低盐溶液浓度时,试件更容易发生盐冻腐蚀破坏。建筑垃圾复合粉体材料由于其填充效应及火山灰效应减少了取向性较强的Ca(OH)_2含量,生成性能较优、微观结构较为致密的低碱度水化硅酸钙凝胶,使得混凝土内部较为致密,孔结构和孔级配趋向合理,宏观上表现为混凝土强度及抗冻性能的提高。     

碱激发再生砖粉地聚物的抗压强度与微观特性

废弃黏土砖在建筑垃圾中占有较高比例,经过破碎、研磨后得到的再生砖粉存在火山灰活性,可作为地聚物的原料进行使用。采用正交实验方法研究矿物掺合料、激发剂、水与胶凝材料的质量比(水胶比)等因素对再生砖粉地聚物抗压强度的影响,并通过X射线衍射、扫描电镜能谱、红外光谱等微观手段系统地进行表征。结果表明：矿粉取代率、水玻璃掺量对再生砖粉地聚物抗压强度影响显著;矿粉取代率的提高,促使水化硅铝酸钠凝胶向水化硅铝酸钙凝胶转变,提高再生砖粉地聚物的抗压强度;高钙体系再生砖粉地聚物中含钠的水化硅铝酸钙、水化硅酸钙等多种凝胶与Ca(OH)₂晶体共存;偏高岭土的掺入促进含钠的水化硅铝酸钙凝胶的生成,提高聚合反应程度,延缓裂缝的生长,内部微结构得到较大改善,利于强度的发展。     

大掺量钢渣微粉-水泥碱激发特性

为解决钢渣微粉在水泥基复合材料中掺配比例较低的问题,采用力学性能测试、 XRD、 SEM、 FTIR等方法研究激发剂种类、掺量等对钢渣微粉-水泥胶凝材料力学强度和微观结构的影响。结果表明：碱性激发剂可提高钢渣微粉水化速度、增大复合胶凝材料抗压强度,但激发剂种类对胶凝材料激发效果具有差异性;碳酸钠与三乙醇胺复合激发后效果显著,3、 7、 28 d龄期的最佳强度与未掺加激发剂实验组的相比分别提高47%、 72%、 69%;激发剂对复合胶凝材料浆体水化产物种类没有影响;三乙醇胺具有悬浮稳定效应以及降低溶液表面张力的能力,与碳酸钠的强腐蚀效应作用在钢渣微粉水泥体系中协同强化水化反应,使复合胶凝体系中生成更多的水化产物并且相互交织成复杂密实的空间结构。     

碱-盐复合激发煤气化粗渣的水泥胶砂强度特性

采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了煤气化粗渣的微观结构、元素分布及物相组成;优选碱-盐复合激发剂,制备了掺煤气化粗渣水泥胶砂试件,分析了碱-盐激发剂对胶砂抗压、抗折强度的影响,并探讨了碱-盐激发下煤气化粗渣水泥胶凝硬化产物的微观结构和物相组成。结果表明:煤气化粗渣以层片状、不规则粒状颗粒居多,富含C、O、Si、Al、Ca、Fe等元素,存在火山灰活性的硅氧、铝氧或铝-硅-氧相;复合激发效果优于各自单掺的激发效果,其中掺硫酸钙与氢氧化钠组合激发效果最佳;激发剂有助于发挥煤气化粗渣的火山灰活性,促进煤气化粗渣水泥胶凝体系中水化产物的生成,提升了胶凝材料的结构强度。     

碱激发烧煤矸石胶凝材料的硬化机理研究

利用XRD,IR,SEM等方法,研究了NaOH、KOH和钠水玻璃激发烧煤矸石的反应进程和水化产物,对其力学性能、微观结构和硬化机理进行了探讨.结果表明:水化产物是类似于沸石类结构的无定形碱-硅铝凝胶,碱溶液、液固比、养护温度和养护时间等因素影响着水化产物及其强度的形成.采用模数为1.23钠水玻璃与烧煤矸石混合(液固比0.3),在90℃养护条件下反应生成无定型的碱-硅铝酸盐凝胶,而在65℃养护时,硬化浆体中还存在有一定量未反应的硅酸钠晶体.     

碱激发粉煤灰-钢渣粉协同固化膨胀土力学特性与微观机理研究

针对北疆供水一期工程的膨胀土受干湿-冻融循环作用引起力学特性劣化诱发的工程灾变问题,本工作采用钢渣粉、粉煤灰两种工业废渣作为固化材料,NaOH作为碱性激发剂对膨胀土进行改良,通过开展无侧限抗压强度、直接剪切、侧限压缩、SEM扫描电镜和X射线衍射试验,探究碱性激发工业废渣固化膨胀土的力学特性和微观结构机理。试验结果表明：(1)随着不同改良试剂的依次加入,孔隙结构得到改善,黏聚力不断增大,当粉煤灰质量掺量约为15%,钢渣粉掺量约为18%,烧碱掺量约为5%时,改良的膨胀土结构整体性最为致密,黏聚力达到峰值,土体抗压抗剪强度达到最高,固化效果最为显著。(2)最优配合比的改良土随着养护龄期的延长,生成的水化硅酸系列凝胶增多,胶结程度增强,孔隙含量减少,土体密实性和整体结构得到明显改善,抗压和抗剪强度均有较大幅度的提高,说明龄期对改良土体强度的形成有大幅度的影响。(3)通过对不同试验材料掺量下最佳改良土体的微观机理分析,可知随钢渣粉和烧碱的加入有针棒状的水化硅酸钙以及无定形状的硅铝酸盐凝胶物质生成,胶结联结土颗粒形成团聚体,颗粒间接触点增加,土体结构稳定性增强,从宏观力学行为上表现为固化土体整体强...     

不同细砂粉含量对碱激发灌浆材料流变性能的影响

为研究半柔性路面（SFP）裂缝修补材料的基本工作性能,基于碱激发矿渣灌浆材料（OAASGM）,本文通过试验系统评价了不同细砂粉含量对OAASGM的流动性、凝结时间、流变性能以及力学性能的影响,得出以下结论。1）细砂粉能有效延长凝结时间,改善OAASGM的流变性能,当掺加量为10%(OAASGM-10)时,流动性为14s,当操作时间为45min时,初始屈服应力为0.699Pa,塑性黏度为1.997Pa·s。2)OAASGM具有剪切变稀的特点,水分流失量较少。3）本文提出的碱激发矿渣灌浆材料满足半柔性路面（SFP）的技术要求,可替代水泥成为SFP的灌浆材料。     

二元体系碱激发胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性能研究

以粉煤灰、矿粉、偏高岭土为主要原料制备二元体系复合碱激发胶凝材料,将不同配比的复合碱激发胶凝材料以不同浸泡方式在5%(NH₄)₂SO₄溶液中侵蚀120 d,并通过测定力学性能来优化制备方案,接着利用扫描电镜(SEM)分析不同体系的侵蚀破坏机理。结果表明：粉煤灰-矿粉基(FA-SP)最佳配比为2∶3,且在半浸泡下强度损失严重,出现大量裂缝和盐结晶。偏高岭土-矿粉基(MK-SP)最佳配比为1∶1,结构稳定,半浸泡组与全浸泡组外观形貌没有明显差异,具有良好的抗硫酸盐侵蚀性能,受NH⁺₄侵蚀作用小。     

响应面方法优化碱激发矿渣-石粉水泥砂浆的研究

基于响应面中的中心复合试验法,选择碱含量和石灰石粉含量作为配合比变量,制备碱激发矿渣-石粉水泥砂浆,并研究其不同龄期的力学强度。通过数据处理得到各变量与抗折、抗压强度的响应曲面,分析了各变量对碱激发矿渣-石灰石粉水泥砂浆强度的影响规律,建立了各龄期强度的响应面模型,为现场不同龄期的砂浆强度预测提供了科学的方法。结果表明,当Na2O含量为8.27%(质量分数,下同)、石灰石粉含量为14.02%时,各组分能充分发挥协同作用,保证良好的力学性能,且响应面法是一种有效优化碱激发水泥砂浆组分的方法。     

利用晶硅切割废砂浆制备SiC粉体

以光伏产业晶硅切割废砂浆为主要原料,通过真空碳化法制备了 SiC 粉末。在通过物理和化学方法测定废砂浆组分含量的基础上,确定了初始原料 Si/C 配比。随后,利用 XRD 和 SEM 分别研究了真空热处理温度、无机碳源种类等对所制备粉末的物相和组织的影响,产物粉末的粒径分布范围通过激光粒度仪测试。研究表明,在900~1100℃温度范围,随着反应温度的升高,硅粉与活性炭的碳化反应越来越完全,并在1100℃完全生成了 SiC 粉末。继续升温,X 射线衍射峰的强度逐渐升高,SiC 产物粉末的粒度越来越大。此外,不同碳源在相同条件的碳化反应结果表明,活性炭作为碳源比石墨效果更佳。     

废胶粉/空心玻璃微珠改性环氧树脂的结构与性能

研究了微波辐射改性废胶粉(WRP)、偶联剂改性空心玻璃微珠(HGM)对环氧树脂复合材料的结构和性能的影响.采用差示扫描量热、热重分析等方法进行测试和表征,用扫描电镜观察了复合材料的断面形态.结果表明,少量合适粒径的改性WRP可以提高环氧树脂复合材料的冲击强度,适量的改性HGM可以提高复合材料的T<,g>和弯曲强度,并改...     

加碱中和法制备纳米氧化铁粉体的实验研究

为了获得物相稳定、分散均匀的氧化铁纳米粉体,本文中对加碱中和法制备纳米氧化铁进行了系列实验研究。通过不同条件下的实验对比,最终获得了实验制备纳米氧化铁粉体的最佳技术参数;XRD、SEM分析、观测发现,60、100℃热处理可得到氧化铁黄粉体,其中60℃处理得到的铁黄为β-FeO(OH)相;650℃热处理形成氧化铁红粉体,为单一的α-Fe2O3相,颗粒为类球形,粒径为50～100nm,大小均匀,分散性好。     

废PCB粉增强改性聚乙烯基木塑复合材料

通过裂解色谱-质谱、X射线荧光分析分析了废印刷电路板非金属粉末(简称废PCB粉)的基本性质,并研究了废PCB粉对废聚乙烯基木塑复合材料的增强改性效果。结果表明,废PCB粉中含有约33.99%的溴化环氧树脂、约61.26%的短玻璃纤维以及约1.29%的铜。适量的废PCB粉对聚乙烯基木塑复合材料的改性效果十分突出,当用20%的PCB粉取代木粉时,可明显改善木塑复合材料的热稳定性、加工性能及力学性能,在拉伸强度、弯曲性能基本保持不变的前提下,复合材料的冲击强度提高了31.5%。     

利用牡蛎壳和废玻璃粉制备废水除磷吸附材料的研究

以牡蛎壳和废玻璃粉为主要原料制备了空心管状型体废水除磷材料,探讨了在500～650℃不同预烧温度、不同样品配方及与废水接触不同时间下样品的废水除磷效果,从而选择最佳制备条件.采用XRD及SEM表征样品的微观结构及组成,采用磷钼蓝分光光度法测定废水中磷的含量.结果表明,含废玻璃粉20%、牡蛎壳80%的样品在600℃煅烧时除磷效果最好,12天后除磷率达到99%;XRD分析显示此时样品主要由3种晶相组成,CaCO3、SiO2和CaO,说明在此温度下牡蛎壳中的部分CaCO3已经分解为CaO.     

废胶粉的表面处理及在天然橡胶中的应用

采用硅烷偶联剂KH550对废胶粉进行表面处理,并将处理后的废胶粉与天然橡胶复合制备WRP/NR复合材料。借助L16(45)正交试验及单因素试验,探讨了废胶粉目数、废胶粉用量、硅烷偶联剂KH550用量对复合材料力学性能的影响;对处理后的废胶粉表面和橡胶拉伸试样断裂面进行了扫描电镜(SEM)观察;并通过热重分析研究了天然橡胶和复合材料的热降解性能。结果表明:当废胶粉目数为80目,废胶粉用量为10%,硅烷偶联剂KH550用量为1.5%时,复合材料的力学性能最优,拉伸强度为27.89MPa。SEM结果表明废胶粉表面粗糙度增大,比表面积增大,与NR基体的相容性得到了提高。而热重分析表明改性废胶粉的加入对天然橡胶的热稳定性能影响不大。     

基于正交试验的掺CWCPM的小型混凝土配合比优化设计

为提高建筑垃圾废砖再生利用率,将废旧粘土砖磨细成粉,并与其他工业废渣复合形成建筑垃圾复合粉体材料(Construction waste composite powder materials,以下简称CWCPM)。采用正交试验设计方法对掺CWCPM的C20~C30小型混凝土预制构件配合比进行试验研究,探讨水灰比、CWCPM掺量和砂率对混凝土工作性和力学性能的影响,并推荐了混凝土较优配合比。同时,借助XRD微观测试手段研究CWCPM对混凝土微观性能的影响。结果表明,水灰比仍是影响混凝土工作性与抗压强度的主要因素,其次为CWCPM掺量,砂率对混凝土各项性能的影响最小,CWCPM掺量对混凝土90d抗弯拉强度的影响最为显著。微观测试结果表明,CWCPM掺入后并未生成新的水化产物,但改变了水泥基材料的水化产物数量,进而影响混凝土的宏观性能。     

建筑废弃物再生利用的相关性能及应用前景分析

近年来,我国城市化进程的推进和新农村建设的发展,不但使得国家能源负担日益加重,而且还随之产生了大量的建筑废弃物需进行处理,这些建筑废弃物已在城市固体垃圾中占有了一个相当大的比例,并且还在不断增长当中。对此,我国政府越来越重视节能和资源的回收利用问题,大力提倡和发展建筑废弃物的再利用。再生混凝土和再生砂浆作为新型的节约型建筑材料,对于保护环境、节约资源、发展生态建筑具有重要意义,近年来国内外学者开展了相关研究,并取得一定成果。本文通过分析再生混凝土、再生砂浆等主要再生建筑废弃物的力学性能及其破坏机理,以期为再生废弃物的进一步深入研究和应用提供更完善的科学依据。