活性MgO固化淤泥水稳特性试验研究

将绿色、低碳、环保的活性MgO引入淤泥固化处理,通过对比活性MgO、MgO-粉煤灰及传统固化剂水泥固化淤泥试样,分析不同浸水时间下试样外观、质量、应力-应变关系和无侧限抗压强度等性质,综合评价活性MgO基材料固化淤泥的水稳特性.结果表明：活性MgO固化淤泥水稳性显著优于未固化淤泥,且水稳性随掺入MgO质量分数和标准养护龄期的增加而增强;粉煤灰的加入可以显著改善活性MgO固化淤泥的抗压强度和水稳性;浸水时间增加对固化淤泥无侧限抗压强度呈削弱效应,提高掺入活性MgO质量分数可以减小固化淤泥破坏应变;整体上,活性MgO-粉煤灰固化淤泥水稳性优于活性MgO,活性MgO优于传统固化剂水泥.微观分析表明：Mg（OH）₂和水化硅酸镁M-S-H等胶结物质是活性MgO和活性MgO-粉煤灰固化淤泥水稳性增强的最主要原因.     

活性MgO-粉煤灰固稳铅污染土冻融和温度效应研究

采用活性MgO和MgO-粉煤灰固稳不同初始Pb2+浓度污染土,通过冻融循环、恒温养护和毒性浸出试验,从无侧限抗压强度、浸出液pH值、Pb2+溶出浓度等角度评价了固稳铅污染土耐久性(冻融循环与温度效应),结果表明,活性MgO和MgO-粉煤灰可显著提高土体抗压强度、Pb2+稳定性及抵抗冻融循环能力.冻融循环次数增加,抗压强...     

活性MgO-粉煤灰软土固化材料的孔隙结构与耐久性

通过压汞试验和耐久性试验,研究活性MgO-粉煤灰新型固化材料孔隙结构特征和抵抗干燥收缩、硫酸和硫酸盐侵蚀性能.试验结果表明:活性MgO-粉煤灰固化材料孔隙结构特征受活性MgO与粉煤灰的质量比、水灰比等因素影响;固化材料试样在14 d之前干燥收缩速度较快,14 d之后变化较为缓慢;受硫酸盐侵蚀后试样抗压强度有不同程度损失...     

灾后混凝土工程快速修补材料的研究

为了确定磷酸盐胶凝材料(MPB)的最佳配合比,研究调凝组份、磷酸盐/MgO(w(P)/w(M))、灰砂比、掺粉煤灰对MPB胶凝材料凝结时间和强度发展等的影响规律,并分析它与传统水泥混凝土间的兼容性及其硬化机理.结果表明:当调凝组份掺量为10%左右时,可使MPB水泥凝结时间控制在15～30 min内.当w(P):w(M)为1:2时,MPB水泥浆体的强度达到最高值,3 h抗压强度可达到40 MPa以上,1 d时强度超过50 MPa.灰砂比(w(MPB):w(S))为1:1.5时,砂浆强度达到最高值,3 h抗压强度达到50 MPa,抗折强度达到9.1 MPa.在保持流动度不变情况下,掺粉煤灰并不降低MPB胶凝材料强度,并可使其颜色与普通水泥混凝土接近.MPB遇水后生成以MgNH_4PO_4·6H_2O为主的反应产物,它与传统水泥混凝土间具有很好兼容性,因而适合于灾后混凝土工程的快速修复.     

粉煤灰掺量对磷酸镁水泥基复合材料力学性能影响

研究了粉煤灰掺量对磷酸镁水泥基材料的抗压强度、抗折强度、耐磨性和膨胀性能的影响。实验结果表明,随着粉煤灰掺量的增加,磷酸镁水泥净浆的抗压强度先增大后下降,粉煤灰掺量为胶凝材料质量的10%时,抗压强度最大;而材料的抗折强度和耐磨性能随着粉煤灰掺量的增加而下降。其膨     

碱激发粉煤灰水泥再生沥青混凝土性能研究

通过无侧限抗压强度、劈裂强度(删除劈裂强度)、水稳定性、弹性模量以及扫描电镜测试,研究了NaOH激发水泥-粉煤灰(C-FA)胶凝材料对再生沥青混凝土性能的影响.研究表明:NaOH激发粉煤灰水泥胶凝材料能够对再生RAP(reclaimed asphalt pavement)进行有效的化学固化;当组分为1/5≤A/S≤5/5、水泥2%～4%、粉煤灰5%～6%时,随着NaOH掺量的增加,再生沥青混凝土的抗压强度、水稳定性以及体积稳定性随之提高;随着NaOH的掺量和加载频率的提高,再生沥青混凝土7 d龄期动载荷条件下的弹性模量明显提高.     

废弃玻璃应用于可控低强度材料

为了探究利用废玻璃制备的可控低强度材料(CLSM)的性能,通过玻璃粉替代水泥,玻璃砂替代河砂设计正交试验,对试验结果进行极差分析和方差分析。流动度经时损失与玻璃粉掺量成反比;泌水率主要影响因素为玻璃粉掺量;早期抗压强度主要受到玻璃粉和玻璃砂掺量因素影响,经过28 d水化基本完成后,抗压强度受到玻璃粉掺量和质量浓度因素影响。最优配合比：胶砂比1∶4,GP掺量65%,GS掺量50%,质量浓度84%,粉煤灰占胶凝材料10%,减水剂占胶凝材料0.5%,消泡剂占胶凝材料0.3%。     

粉煤灰复合胶凝材料充填体强度与水化机理研究

为了提高粉煤灰资源利用率和充填采矿效益,以金川镍矿为工程背景,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析并结合胶结充填体强度试验,开展了粉煤灰替代水泥和矿渣微粉的复合胶凝材料的水化机理研究与充填体强度试验.结果显示:掺入粉煤灰的复合胶凝材料的水化产物主要是斜方钙沸石晶体、钙矾石晶体和C-S-H凝胶.当粉煤灰替代20%的水泥掺量时,3,7和28d充填体强度分别降低26.9%,29.9%和20.3%;当粉煤灰替代15%的矿渣微粉,3,7d强度分别降低23.5%和20.1%,但28d强度却提高7.6%.在满足金川矿山下向分层充填法采矿条件下,粉煤灰替代水泥掺量、矿渣微粉掺量分别可达到20%和15%.与矿用水泥充填材料相比,复合充填胶凝材料成本降低约49.8%.     

无机矿粉对碱激发碳酸盐胶凝材料性能的影响

研究了矿渣、粉煤灰和偏高岭土时碱激发碳酸盐胶凝材料的强度、抗渗性能以及凝胶时间的影响，探讨了该材料浆体的流变特性。研究表明：1)矿渣可大幅度提高该材料的强度和抗渗性能，但会显著缩短凝胶时间；偏高岭土有利于强度的提高，但时抗渗性能和凝胶时间的影响不显著；粉煤灰时这些性能的影响均不显著；2)无机矿粉复合后，可使材料28d的抗压强度达43MPa以上，抗渗压力达1.5MPa以上；3)该胶凝材料的浆体为宾汉型流体；4)该胶凝材料中掺加粉煤灰，其浆体的流动性优于掺加矿渣和偏高岭土的浆体流动性。     

高掺量粉煤灰矿渣水泥胶凝材料水化物相的研究

采用工业废渣粉煤灰和矿渣为主要原料 ,通过掺加适当比例的自制复合活性激发剂 ,配制和研究高掺量粉煤灰矿渣水泥胶凝材料。运用扫描电子显微镜 (SEM )、X射线衍射 (XRD)和差热分析 (DTA)等手段研究了胶凝材料的水化物相。结果表明 ,自制复合激发剂对活性材料具有良好的活性激发作用     

三元胶凝材料中粉煤灰和轻烧白云石的复合效应

以含有活性氧化镁和碳酸钙的轻烧白云石、粉煤灰作为硅酸盐水泥的掺和料。研究了相同掺量粉煤灰、轻烧白云石及粉煤灰与轻烧白云石复掺时胶凝材料力学性能的变化规律。结合水化热、XRD、FSEM等测试手段对不同体系胶凝材料的水化过程、组成及微观形貌进行了表征。结果表明,粉煤灰与轻烧白云石复掺时,胶凝材料具有优于单掺时的力学性能。当轻烧白云石掺量为10%,粉煤灰掺量为30%时,胶凝材料在90 d的抗压强度可以达到51.0 MPa,为粉煤灰和轻烧白云石单掺40%时胶凝材料抗压强度的123.2%和151.8%。     

CFG桩复合地基桩身材料性能研究

通过对大掺量IIIa级粉煤灰混凝土构成的CFG桩身材料进行力学性能方面的室内试验,讨论了抗压强度与材料配合比、龄期之间的关系,并探讨了桩身材料性能对CFG桩承载力的影响.结果显示抗压强度均随着胶凝效率的增大而减小,粉煤灰替代水泥率超过40%后抗压强度仍能满足设计要求,随着龄期的增长,每一类型、一定胶凝效率试件的抗压强度都有显著提高.     

钢渣粉品质与胶凝活性灰关联分析及预测模型

为了探索钢渣粉品质与胶凝活性之间的关系,采集了6种分布于中国不同区域的钢渣,通过化学分析与X射线衍射(XRD)分析其化学组成与矿物组成,依据《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》(GB/T 20491—2006)进行胶凝活性试验,借助灰色系统理论分析了钢渣粉组成对其胶凝活性的影响,并建立了28d抗压强度预测模型。结果表明:适当提高CaO,MgO,SO3的质量分数均有利于提高钢渣粉的胶凝活性;与钢渣碱度系数相比,钢渣中(CaO+MgO)/(Fe2O3+SiO2)值与胶凝活性的关联度更高(达0.94以上),其值在一定程度上反映了钢渣粉胶凝活性的大小;据此建立了其与砂浆28d抗压强度的GM(1,2)预测模型,预测值与实测值吻合较好,平均相对误差3%。     

白云石砂为骨料高强混凝土的制备

为了降低活性粉末混凝土的制备成本同时获得高强度制品,根据活性粉末混凝土的制备原理,采用价格相对较低的白云石砂、白云石粉取代其原料中价格较高的石英砂、石英粉来制备高强混凝土.利用水泥,硅灰,粉煤灰三元胶凝材料体系,在水泥,白云石粉,减水剂的相对掺量不变的条件下,用单元变量的方法分别改变水胶比,以及硅灰、粉煤灰、白云石砂和钢纤维的掺量,探讨了不同配合比设计对样品强度的影响.通过研究发现:水胶比,以及粉煤灰、硅灰、白云石砂的掺量变化对样品的抗压强度影响较大,抗折强度的影响较小,而钢纤维掺量变化对样品的抗压和抗折强度的变化都很明显.最后得出最佳配合比设计为:水胶比为0.16,硅灰、粉煤灰、白云石砂、白云石粉的掺量分别为水泥用量的0.3、0.3、0.9、0.2,钢纤维的掺量为体积分数的2%,减水剂的掺量为胶凝材料总量的2%.制备的混凝土样品脱模后先采用水泥砼标准养护2天,再于90℃热水中养护3天,测得样品的抗压强度超过150MPa,抗折强度达到30MPa.     

柠檬酸渣掺合料对水泥基胶凝材料性能影响的研究

为探索柠檬酸工业废渣与粉煤灰、矿粉复掺对水泥基胶凝材料基本性能的影响,采用正交试验结合等体积替代方法,研究几种掺合料对胶砂抗折强度、抗压强度、胶砂流动度等基本性能的影响,对其矿物成分、微观形貌等做了进一步分析研究,探索各种掺合料的作用机理.结果表明:不同掺量的柠檬酸渣与粉煤灰、矿粉复掺对胶砂强度及流动度均具有显著的影响...     

石膏与硅灰对钢渣水泥基胶凝材料复合改性效应

以钢渣和水泥为主要原料,加入少量石膏(CaSO4·2H2O)与硅灰,制备钢渣水泥基胶凝材料。探讨了CaSO4·2H2O与硅灰掺量对钢渣水泥基胶凝材料强度的影响,并通过XRD、SEM表征,研究钢渣水泥基胶凝材料的水化性能。结果表明：复掺1% CaSO4·2H2O和4% 硅灰的钢渣水泥基胶凝材料3 d抗压强度较未掺CaSO4·2H2O与硅灰提高了59.0%,28 d抗压强度提高了32.4%;CaSO4·2H2O与硅灰的加入不会影响钢渣水泥基胶凝材料水化产物种类;相同龄期内,加入CaSO4·2H2O与硅灰的钢渣水泥基胶凝材料中水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和钙矾石(AFt)含量增多,Ca(OH)2晶体含量、晶体尺寸有所减小。     

纳米SiO2超高强高流态混凝土及改性机理

通过正交试验提出纳米超高强高流态混凝土的胶凝材料配合比设计参数,并研究了纳米SiO₂的掺入对传统掺硅灰、粉煤灰超高强水泥基胶凝材料强度及工作性能的影响。在保证水胶比不变的条件下,开展了混凝土配合比试验,并研究了纳米SiO₂对混凝土抗压强度的影响及其微观机理。结果表明：超高强高流态混凝土中胶凝材料最优比例为：纳米SiO₂：硅灰：粉煤灰：水泥=1：8：20：71;在胶凝材料用量为600~1 000 kg/m³范围内,随着其掺量的增加,混凝土流动度不断增加,抗压强度先增大后减小,当其掺量为800 kg/m³时,抗压强度最大。分析认为,纳米SiO₂、硅灰与粉煤灰形成的三元多尺度堆积体系能优化粉体材料在混凝土中的微集料密实填充效应,纳米SiO₂的二次水化反应也有效改善了硬化水泥石的微观结构,并优化其形态分布,进一步增大其强度。     

钢渣-锰渣复合胶凝材料的结构与性能研究

通过复掺锰渣微粉和钢渣微粉取代部分硅酸盐水泥制备钢渣-锰渣复合胶凝材料,系统研究了锰渣掺量对复合胶凝材料力学性能、流动度、水化热、相组成及微观形貌的影响。结果表明,锰渣微粉的掺入能够有效激发钢渣微粉的潜在活性,改性复合胶凝材料的力学强度和微结构。其中,当锰渣微粉掺量为质量分数14%时复合胶凝材料具有最优性能,其7d抗折强度和抗压强度可达5.8MPa、31.4MPa,28d抗折强度和抗压强度高达7.1MPa、43.2MPa,水化放热量降低了约1/2。这主要是由于掺入锰渣可促使铝酸钙凝胶反应形成AFt,并使其填充于C-S-H凝胶间隙,水化产物相互交织,增大了材料的密实度。     

粉煤灰-脱硫石膏水泥基材料水化活性及微结构

采用DTA—TG、XRD、SEM以及宏观水化收缩和强度试验等手段研究了粉煤灰一脱硫石膏一水泥三元复合胶凝体系的水化过程、活性效应及微观结构等,根据试验结果总结了复合胶凝材料的水化动力学过程。结果表明,粉煤灰一脱硫石膏水泥石的钙矾石吸热峰强于基准样;在各组分相互活性激发和外掺激发剂作用下,粉煤灰一脱硫石膏水泥石中2次水化效应明显;SEM、XRD表明水泥石早期有明显的钙矾石生成,同时粉煤灰颗粒的表面侵蚀现象明显,进一步说明复合胶凝体系的早期活性得到有效激发,硬化后综合性能得到有效保证。且宏观收缩及强度试验也从侧面印证了微观试验结果。粉煤灰一脱硫石膏水泥基复合胶凝材料体系的研发可大量消耗燃煤电厂的工业废渣,具有显著的“绿色”效应。     

利用炼铁高炉渣制备胶凝材料的研究

以高炉渣微粉和偏高岭土为主要原料,NaOH和Na2SiO3为复合激发剂,制备了碱激发矿渣胶凝材料,研究了炉渣粒度、碱添加量及养护制度对矿渣胶凝材料性能的影响.结果表明,炉渣粉磨至10 μm,在室温下养护,激发剂含量为12%时,样品的1 d抗压强度为17.66 MPa;当碱激发剂含量达到16%时,样品的1 d抗压强度为27.91 MPa;随着养护时间的延长,胶凝材料的抗压强度有提高的趋势,80 ℃养护可以提高胶凝材料的早期强度,但养护温度不宜过高.