碱激发矿渣胶凝材料的试验研究

通过变换碱种类、碱掺量、水玻璃模数,研究了矿渣粉在碱的作用下的强度发展规律,并对这类碱激发材料的性能进行了试验与分析。结果表明,碱掺量增加,凝结时间越短;水胶比越小,凝结时间越短。采用水玻璃比用NaOH的凝结时间短,水玻璃对矿渣的激发效果要优于NaOH的激发效果,模数为1．2的水玻璃当掺量达到8％时强度达到最大值。胶砂强度随NaOH掺量的增加而增加,NaOH掺量达到10％时强度达到最大值。     

碱激发体系凝结时间和早期抗压强度变化规律

系统研究了以NaOH、水玻璃以及NaOH复掺Na₂CO₃为激发剂，激发矿渣、粉煤灰、矿渣/粉煤灰和矿渣/水泥4种胶凝体系的凝结时间和7 d抗压强度变化规律，获得了凝结时间与掺量变化公式及早期抗压强度预测公式.结果表明：单一NaOH或水玻璃激发矿渣条件下，掺入少量粉煤灰、水泥对改善复掺体系凝结时间的效果不显著，并且均会降低早期抗压强度；采用NaOH/Na₂CO₃复合激发剂后，能够有效延长体系凝结时间，在一定程度上提高体系抗压强度.针对NaOH/Na₂CO₃复掺激发矿渣/水泥体系凝结时间和抗压强度出现“不增却减”的现象，深入讨论了掺NaOH/Na₂CO₃复合激发剂的作用机理.     

碱渣-矿渣制备地聚合物材料的研究

以碱渣、矿渣、石灰为原料,分别以NaOH、水玻璃、Na_2CO_3为碱激发剂制备地聚合物材料,综合考察了水灰比、碱激发剂种类、矿渣掺量对碱渣-矿渣地聚合物强度的影响。结果表明:随着水灰比的增大,碱渣-矿渣地聚合物强度不断降低;Na_2CO_3对反应没有激发作用,反应产物无强度;碱渣掺量较大时,水玻璃激发效果优于NaOH,NaOH激发产物早期强度大,而水玻璃激发产物后期强度大。在水灰比为0.50,碱渣与矿渣的比例为3∶7,水玻璃作为激发剂时,制备的地聚合物材料7d强度可达到40MPa以上。     

辅助胶凝材料对碱矿渣混凝土限制膨胀率的影响

采用混凝土长度测试试验研究了碱矿渣混凝土的限制膨胀率,分析了辅助胶凝材料种类、掺量、碱组分及水灰比对混凝土限制膨胀率的影响。结果表明:膨胀剂掺量在6%~10%内,碱矿渣混凝土的限制膨胀率随掺量提高而增大;水玻璃为激发剂时碱矿渣混凝土的限制膨胀率较激发剂为NaOH时小,且限制膨胀率随模数及碱当量的增大而减小;当水灰比在0.37~0.45的范围内增长时,掺加明矾石膨胀剂A的碱矿渣混凝土限制膨胀率减小,掺加辅助胶凝材料M时限制膨胀率增大。     

粉煤灰和炉渣对碱激发镍渣胶凝材料流动度和强度的影响

在NaOH及水玻璃(WG)两种碱激发剂下,研究了粉煤灰及炉渣对碱激发镍渣-粉煤灰-炉渣胶凝材料(ANC-FI)流动度及强度的影响,并通过XRD和IR揭示其机理。结果表明,当粉煤灰及炉渣总掺量为30%(等质量取代镍渣)时,随着炉渣掺量的增加(即粉煤灰掺量降低),ANC-FI的标准稠度用水量增加,凝结时间延长,砂浆流动度降低;ANC-FI抗折强度和抗压强度均随着炉渣掺量的增加呈先增大后减小的趋势,最佳掺量为粉煤灰和炉渣各取代15%的镍渣。     

碱激发矿渣砂浆的介质传输性能研究

通过盐池浸泡试验研究了非饱和条件下碱激发矿渣砂浆的介质传输机理，分析了不同激发剂和粉煤灰掺量对碱激发矿渣砂浆中水分和氯离子传输性能的影响。结果表明：水玻璃激发矿渣砂浆的毛细吸水系数较小，强度较高；非饱和条件下，碱激发矿渣砂浆的氯离子传输性能显著低于普通水泥砂浆；水玻璃激发矿渣砂浆的表观氯离子扩散系数较NaOH激发矿渣砂浆略高。     

无机激发剂对碱矿渣-钢渣胶凝材料抗压强度的影响

为研究几种常用无机激发剂对碱矿渣-钢渣胶凝材料抗压强度的影响,试验选取了水玻璃、NaOH、Na_2CO_3、Na_3PO_4、Na_2SO_4这5种激发剂,在改变激发剂种类和配合比的情况下,探讨其对碱激发矿渣-钢渣胶凝材料体系抗压强度的影响。并通过XRD和SEM作进一步表征。结果表明:在激发剂单掺体系中,水玻璃的效果最好,其所作用的强度最高,28 d强度达55.43 MPa;在以水玻璃为主要激发剂的碱激发剂复掺体系中,碱含量为4.5%的水玻璃与碱含量0.5%的Na_2CO_3的复掺效果相对较好,28 d强度为65.06 MPa,与单掺水玻璃相比,强度提高了约17%,引入的CO_3~(2-)有利于胶凝体系形成沸石类和方解石类水化产物。     

碱激发剂对不同掺量粉煤灰UHPC的影响

在UHPC材料中,通过在粉煤灰0%、20%、30%、40%的掺量下掺入不同碱激发剂(氢氧化钙、氢氧化钠、硫酸钠、硫酸钙、碳酸钠、水玻璃)测试砂浆浆体流动性、经时损失和胶砂试件抗压强度、抗折强度。结果表明:在UHPC材料中,随着粉煤灰掺量的增加,流动性改善明显,对抗压抗折强度影响较大;在粉煤灰掺量较小时,碱激发剂效果不明显,随着粉煤灰掺量的增加,碱激发剂的效果逐渐凸显出来;在粉煤灰掺量为30%、40%时,硫酸钙为最为突出的碱激发剂。     

混合材对碱-硅反应的作用Ⅰ.混合材对碱-硅反应膨胀的作用

研究了在70℃条件下硅灰、矿渣和粉煤灰对碱-硅反应膨胀的影响规律。结果表明,硅灰、矿渣和粉煤灰这三种混合材并非是在所有的条件下都能有效地抑制碱-硅反应膨胀。硅灰在掺量为10%以下时对碱-硅反应膨胀没有显著影响,掺量为15%￣20%时也仅仅能延缓碱-硅反应膨胀。矿渣在掺量为30%￣70%范围内能延缓碱-硅反应膨胀,但不能有效地抑制碱-硅反应膨胀。粉煤灰在掺量为10%时对碱-硅反应膨胀没有显著影响,掺量为20%￣30%范围内能延缓碱-硅反应膨胀,但不能有效地抑制碱-硅反应膨胀,掺量超过50%后有可能抑制碱-硅反应膨胀。     

矿渣碱激发及碱-矿渣泡沫混凝土的试验研究

试验研究水玻璃激发剂用量、矿渣种类和养护方式对矿渣碱激发的影响和三种发泡剂的发泡性能。研究表明,水玻璃(模数1.3、浓度48%)用量为矿渣的18wt%时激发效果最好,矿渣越细激发效果越好,矿渣碱激发后宜采用湿养护;不同发泡剂具有显著不同的发泡性能。以Km-12发泡剂试制了不同干密度(0.4～0.7)g/cm3的碱-矿渣泡沫混凝土,其强度远大于同密度等级的硅酸盐水泥泡沫混凝土。     

利用电石渣改性固硫灰制备胶凝材料的研究

基于固硫灰自身的火山灰活性和自硬性,提出用钙质激发剂激发固硫灰活性制备固硫灰基胶凝材料。实验研究表明在激发剂的作用下,掺入偏高岭土后胶凝材料强度提高80%以上。用内掺50%偏高岭土的固硫灰,采用电石渣或熟石灰复合水玻璃作为激发剂制备胶凝材料都在体系的碱含量为30%,水玻璃的模数为2.0,养护温度为60℃时强度达到最大,两种激发剂对强度的影响差异不大,而采用电石渣作为激发剂更节约成本,更具优势。     

大掺量粉煤灰干粉外墙腻子的配制与性能

以粉煤灰、增钙剂、丙稀酸系乳胶粉、水泥、复合激发剂、纤维素醚、聚丙烯纤维为主原料,配以适量的粉状消泡剂、防霉剂,制得了一种大掺量粉煤灰干粉外墙腻子;探讨了粉煤灰、水泥、乳胶粉、纤维素醚、复合激发剂、聚丙烯纤维掺量对大掺量粉煤灰干粉外墙腻子性能的影响;确定了大掺量粉煤灰干粉外墙腻子的配方;测试了它的物理化学性能.研究结果表明,所配制的大掺量粉煤灰干粉外墙腻子中粉煤灰掺量可以大于70%(质量分数),其成本低廉,是一种具有优良理化性能和施工性能的环保型腻子;同时还为粉煤灰的综合利用开辟了一条新途径,具有良好的经济效益和社会效益.     

地聚物注浆材料性能研究

以P.O52.5水泥为基材,利用工业固体废弃物粉煤灰、矿渣粉、钢渣粉进行改性,采用单因素及多因素正交试验,探究地聚物注浆材料性能及最优配比。结果表明,粉煤灰掺量15%、矿渣粉掺量20%、钢渣粉掺量15%时效果最优,其中对注浆料的流动性和抗压强度的影响排序为粉煤灰>钢渣粉>矿渣粉;XRD和热重分析发现,在最佳配比下,随时间延长能有效促进水化反应,钙矾石含量增多,可显著提升材料的强度和膨胀性。     

用超细矿渣微粉配制C80混凝土的研究

利用矿渣微粉及粉煤灰的活性,采用P·O42.5R级水泥和聚羧酸高效减水剂等配制C80高性能混凝土.通过正交试验对比研究表明,掺活性指数较高的矿渣粉可以配制C80混凝土,该混凝土具有成本低、取材方便、耐久性好等特点.     

大掺量矿物掺合料自密实混凝土抗碳化性能研究

设计了单掺粉煤灰和复掺粉煤灰与矿渣微粉的3个系列自密实混凝土试件.通过快速碳化试验、吸水试验,研究单掺粉煤灰和复掺粉煤灰与矿渣微粉对自密实混凝土抗碳化性能的影响.结果表明:当粉煤灰单掺掺量大于40%(质量分数)后,随着粉煤灰掺量的增大,自密实混凝土抗碳化能力迅速下降;粉煤灰与矿渣微粉复掺可显著缓和大掺量粉煤灰自密实混凝土抗碳化性能的下降.矿物掺合料对自密实混凝土抗碳化性能的影响存在正负效应.     

矿物掺合料对混凝土钢筋保护性能的影响

研究了矿物掺合料对混凝土钢筋保护性能的影响.结果显示,单掺矿粉、粉煤灰与矿粉复掺均能改善混凝土的钢筋保护性能.粉煤灰和矿粉复掺时,改善混凝土钢筋保护性能效果最为显著,复掺总量为20％时,比基准混凝土钢筋锈蚀率减少了24.37％.通过对各配合比混凝土试样进行压汞试验和Sirion场发射扫描电镜实验观察混凝土表面形貌特征发现,粉煤灰与矿粉复掺使胶凝材料水化完全,混凝土表面较为致密,从而大大提高了混凝土对钢筋的保护性能.     

矿物掺合料对砂轻陶粒砼强度的影响

研究矿物掺合料类型和掺量对砂轻陶粒混凝土强度的影响规律。以松散体积法设计的LC30为基准[1],在此基础上调整矿物掺合料类型和掺量这些因素。实验结果表明：随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的强度却降低,粉煤灰掺量宜控制在10%;而矿粉在掺量占胶凝材料的0～30%内,随着掺量的增加,混凝土的强度也随之增长,矿粉应用掺量至少可达30%;矿粉和粉煤灰的掺量都为10%时,混凝土各龄期抗压强度最高。     

粉煤灰和磨细矿渣对北京地铁5号线清河斜拉桥大体积混凝土性能的影响

本文研究了粉煤灰和磨细矿渣对大体积承台混凝土抗压强度、水化热、收缩率的影响。试验结果表明：在水泥掺量一定时,随矿渣粉掺量的增加水化放热量、最大放热速率和干缩率均增大;水泥用量为200kg／m^3、粉煤灰为140kg／m^3、矿渣粉为50kg／m^3时,混凝土水化热较小、干缩率较小;SEM形貌图表明,粉煤灰和磨细矿渣的综合效应,使火山灰反应更加充分,Ca(OH)2含量降低,在水泥用量200kg／m^3时,混凝土28天结构致密。     

Study on lime–fly ash–phosphogypsum binder

In this study a new type of lime–fly ash–phosphogypsum binder was prepared to improve the performances of lime–fly ash binder which was a typical semi-rigid road base material binder in China. The modified lime powder had much higher activity than ordinary quick lime or slaked lime powder, it was the best alkali activator to prepare lime–fly ash–phosphogypsum binder. The optimum formulation of this binder was consisted of 8–12% modified lime, 18–23% phosphogypsum and 65–74% fly ash. The parallel experiments shown that lime–fly ash–phosphogypsum binder had higher strength than ordinary lime, cement, and lime–fly ash stabilized soils road base materials, granular soils stabilized with this binder had higher later strength than that of lime–fly ash or cement stabilizing granular soil, it had higher early strength and steady strength development. The phosphogypsum hastened the pozzuolana reactions between the lime and fly ash, it reacted with lime and fly ash also, this reaction formed some AFt and the formation of AFt brought on a slight expansivity which could compensate the shrinkage of the binder. The pore structure of this binder was finer than that of the lime–fly ash, so the strength and performances of the road base material stabilized with lime–phosphogypsum–fly ash binder was much higher than those of the lime–fly ash road base material.     

水泥粉煤灰稳定碎石钢渣混合料作为基层配合比的研究

本文以钢渣为原料,通过室内试验对水泥粉煤灰稳定碎石钢渣作为高等级公路路面基层的性能进行了分析,得到不同配比下水泥粉煤灰稳定碎石钢渣混合料的最大密度和最佳含水量,以及7d无侧限抗压强度,为水泥粉煤灰稳定碎石钢渣用于高等级公路基层提供了技术依据。