碱激发钢渣微粉免蒸压加气混凝土的制备研究

对碱激发转炉炼钢尾渣微粉料制备免蒸压加气混凝土进行了研究,讨论了钢渣微粉掺量、碱性激发剂添加量、水玻璃模数、铝粉用量等配料参数与养护制度对料浆稳定性以及加气混凝土抗压强度、干密度等性能的影响,并借助SEM、XRD技术对水化产物进行了微观分析.结果 表明,钢渣微粉与粉煤灰在原材料中的相对用量是影响料浆浇注性能的重要因素,当钢渣微粉掺量在60％～70％时,可制得性能稳定的浇注料浆.同时,添加6％左右模数为1.2的水玻璃作碱性激发剂,在温度60℃的常压养护条件下可制备出28 d抗压强度4.0 MPa,干密度575 kg/m3的加气混凝土.     

掺稻壳灰泡沫混凝土的制备与性能研究

以稻壳灰作为掺合料制备了掺稻壳灰的泡沫混凝土,研究了稻壳灰含量和泡沫体积占比对泡沫混凝土干密度、湿密度、吸水率、抗压强度和导热系数的影响.结果 表明,当稻壳灰含量为0％和10％时,水泥泡沫混凝土和碱激发泡沫混凝土的干密度、湿密度、7d和28 d抗压强度、导热系数都随着泡沫体积比增大而逐渐减小,而吸水率则随着泡沫体积比增大而逐渐增加.相较于水泥泡沫混凝土,相同稻壳灰含量和泡沫体积占比的碱激发泡沫混凝土的干密度、湿密度、吸水率和导热系数都相对更小,抗压强度更大.无论稻壳灰含量为0％还是10％,水泥泡沫混凝土的导热系数都不满足规范标准要求,而碱激发泡沫混凝土的导热系数都满足规范标准要求.     

不锈钢渣用于制备泡沫混凝土的安全性分析

用不锈钢渣、水泥、粉煤灰、发泡剂与水制备不锈钢渣泡沫混凝土,测试了不锈钢渣及泡沫混凝土的化学成分、微观形貌、矿物组成、结构、游离CaO含量、易磨性、内辐射指数与外辐射指数、活性指数、主要性能指标(抗压强度、干密度和导热系数)和浸出液中重金属浓度,研究了不锈钢渣用于制备泡沫混凝土的可行性与环境风险。结果表明,不锈钢渣的主要矿物组成为Ca2SiO4及含Al和Ti, Cu, Pb, Ta等重金属的矿相,具有一定胶凝活性且易磨,内辐射指数与外辐射指数满足建筑材料放射性元素限量要求。不锈钢渣掺量为25wt%?42wt%时,泡沫混凝土的干密度为597?621 g/cm3,养护28 d后抗压强度为1.83?2.98 MPa、导热系数为0.11?0.12 W/(m?K),满足泡沫混凝土要求。不锈钢渣所含重金属主要以稳定的金属固熔体存在,浸出浓度远低于危险废物限值。     

再生微粉对泡沫混凝土力学与导热性能的影响研究

为了研究再生微粉对泡沫混凝土使用性能的影响,在再生微粉活性与水化热试验的基础上,制备了不同再生微粉掺量的泡沫混凝土试件,开展了其坍落度、干缩度、抗压强度、抗拉强度和导热系数测试,分析了再生微粉掺量对泡沫混凝土工作性能、力学性能和导热性能的影响规律.结果表明:在工作性能方面,泡沫混凝土的坍落度和干缩度分别随再生微粉掺量的增大而减小和增大;随再生微粉掺量的增大,泡沫混凝土的7 d抗压强度以及劈裂抗拉强度逐渐减小,而28 d抗压强度和劈裂抗拉强度则先缓慢增大后快速减小;泡沫混凝土的导热性能在再生微粉掺量为8％以上迅速减小.     

改性污泥制备泡沫混凝土的可行性研究

由于污泥在建材利用安全性方面存在较多质疑,致使污泥的建材利用一直得不到广泛推广。鉴于此,本实验对剩余污泥进行了改性处理,对改性后获得的泥渣与污泥蛋白液的特性进行了分析,同时对不同泥渣与泡沫掺量下的泡沫混凝土强度和耐火特性进行了研究。结果表明,改性污泥制备泡沫混凝土不存在安全隐患,获得的污泥蛋白发泡剂具有良好的发泡性能。制备的泡沫混凝土具有良好抗压强度、抗折强度,满足行业标准;同时泡沫混凝土的干密度、抗压强度及抗折强度都随着泡沫量的增加而降低;随着污泥渣的增加,泡沫混凝土的干密度和抗折强度下降,抗压强度则呈现先增加而后降低的趋势,在污泥渣质量分数为4%时,抗压强度最佳。耐火试验显示泡沫混凝土具有良好的耐火性能。因此,应用改性污泥制备泡沫混凝土具有较强的可行性。     

气凝胶密度对超轻泡沫混凝土性能的影响

将超级绝热气凝胶粉体填充于泡沫混凝土中,制备了气凝胶泡沫混凝土.在气凝胶体积比相等的条件下,分别采用较高密度(170 kg/m3)和超轻(75 kg/m3)气凝胶作为填充材料,研究了气凝胶密度对泡沫混凝土密度、导热系数和抗压强度的影响,获得了基于超轻气凝胶(密度<100 kg/m3)的高性能泡沫混凝土.结果表明,在满足抗压强度要求的情况下,采用超轻气凝胶填充泡沫混凝土,可有效降低泡沫混凝土的密度和导热系数,且显著减少了气凝胶的质量用量.如在泡沫体积比为70％、气凝胶体积比为13.1％的条件下,采用超轻气凝胶填充的泡沫混凝土,密度和导热系数均减小约10％,且气凝胶质量用量减少44.1％.研究结果可用于为制备高性能泡沫混凝土提供借鉴,并促进超级绝热气凝胶的建筑节能应用.     

基于BP神经网络优化制备化学改性脱硫灰/丁苯橡胶复合材料

以化学改性脱硫灰取代部分炭黑与丁苯橡胶复合制备化学改性脱硫灰/丁苯橡胶复合材料,运用均匀设计结合BP神经网络建立制备工艺参数与力学性能的BP神经网络优化模型,获得制备最优化学改性脱硫灰/丁苯橡胶复合材料的工艺参数,对最优复合材料进行了表征. 结果表明,最优化学改性脱硫灰/丁苯橡胶复合材料的制备参数为促进剂N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺用量1.2 g、硫磺用量1.3 g、硬脂酸用量1.1 g、氧化锌用量2.4 g、硫化时间27 min,该条件下所制复合材料的拉伸强度为20.31 MPa、撕裂强度为45.68 kN/m、邵氏A硬度为66,最优实测值与最优模型预测值吻合较好,相对误差为3.03%~3.22%.     

磷石膏基胶凝材料充填体强度正交-BP神经网络模型研究

为了利用甘肃瓮福化工公司磷石膏废弃物,开展了磷石膏、电石渣、水淬矿渣、铁选尾渣全固废充填胶凝材料开发及废石粗骨料充填体强度试验。基于灰色关联度理论对正交试验结果进行分析以及充填体强度影响因素研究。结果表明:影响胶结充填体强度的主要因素是铁选尾渣掺量,其次是矿渣微粉、磷石膏。采用Levenberg-Marquardt训练函数,以正交试验4因素作为网络模型输入因素,胶结体7d与28d强度作为输出因素,建立了正交-充填体强度BP神经网络预测模型,预测磷石膏基胶凝材料废石粗骨料胶结充填体抗压强度。结果显示,所建立的正交-BP神经网络模型收敛速度快,预测精度高。预测得到胶结体7d与28d强度最大误差仅为3.8%,满足矿山充填工程的精度要求。     

充填用煤矸石泡沫混凝土的制备与性能研究

以未经煅烧煤矸石5 mm筛下颗粒料和普通硅酸盐水泥制备密度为800 ～ 1200 kg/m3充填用煤矸石泡沫混凝土.研究了早强剂与煤矸石泡沫料浆的相容性及其早强效果和煤矸石泡沫混凝土抗压强度影响因素,测定了泡沫混凝土的应力-应变曲线,对断面形貌进行了观察.研究结果表明,3种早强剂与煤矸石泡沫料浆都有很好的相容性,氯化钙的早强效果最好;随着密度增大、龄期延长、水泥掺量增加、水泥等级提高,泡沫混凝土的强度增加;潮湿环境下煤矸石泡沫混凝土的抗压强度不降反升;遭受破坏时泡沫混凝土能维持一定时间较大应力;随着泡沫混凝土密度减小,孔径变大,气孔分布不均匀性增大.     

再生微粉有效代替水泥制备泡沫混凝土

超微气流粉碎机制备的再生微粉既有胶凝活性,又能有效控制粉体粒径分布.利用再生微粉取代部分水泥制备泡沫混凝土,创新性地将再生微粉的化学胶凝性和粉体粒径可控导致的物理增强效应结合起来实现泡沫混凝土强度的提高和成本的降低.经过优化实验确定泡沫的体积掺量为75％,超微气流粉碎机制备的再生微粉粒径分布在10～60μm之间.研究结果表明:再生微粉替代水泥有利于泡沫混凝土后期强度的提高.当再生微粉的掺入量为10％时,泡沫混凝土28 d抗压强度增强效果最优,其抗压强度达到3.09 MPa,相比纯泡沫混凝土提高了11.6％.通过进一步研究,所制备的复合泡沫混凝土强度变化原因在于:超微气流制备的再生微粉粒径主要集中在26μm左右,32μm以下的颗粒累积分布达到85％,而水泥中3～32μm颗粒含量对水泥的28 d强度起关键作用,此粒度再生微粉的掺入调节了体系的颗粒级配比,使得体系粒度分布于26μm左右的比例有所提高,优化了泡沫混凝土的骨架部分填充效果,从而提高了其抗压性能.     

实验参数对固废基发泡混凝土试块性能的影响研究

以超细粉煤灰和钢渣超微粉为主要原料,配加少量水泥和铝粉发泡剂制备发泡混凝土试块.实验系统考察了不同水灰比、发泡剂掺量、发泡温度对发泡混凝土试块的绝干密度、抗压强度、吸水率和孔隙率的影响.结果表明,铝粉发泡剂掺量从1‰增加到7‰,所得试块的绝干密度和抗压强度分别降低36％和84％;而对应的吸水率和孔隙率增加幅度分别高达79％和30％.水灰比从0.65增加到0.95,所得试块的绝干密度和抗压强度分别降低26％和82％;而对应的吸水率和孔隙率均出现"先增后减"趋势,其中吸水率增加幅度为34％,降低幅度为24％;孔隙率增加幅度为18％,降低幅度为9％.发泡温度从25 ℃增加到90 ℃时,试块的绝干密度和抗压强度整体上呈"先降后升"趋势,绝干密度降幅约为30％,升幅约为60％;抗压强度降幅为50％,升幅高达140％.优化后的实验条件为:铝粉掺量1‰～3‰、水灰比65％～75％、发泡温度40 ℃左右.试块抗压强度与绝干密度随制备条件变化幅度不一致,这说明有可能通过制备工艺优化获得"高强度、低密度"的发泡混凝土产品.     

煤矿用无机固化发泡材料的制备

研究了所制备发泡剂与材料干密度的关系,发现发泡剂掺量＜1.5％,成型良好;大于该值后,干表观密度显著下降;材料配比中砂、粉煤灰按照0.54,2∶1的比例调试,发现与水泥净浆相比抗压强度有所下降,但是其容重有所增加;早强剂的用量增加,其凝固时间明显缩短,对后期抗压强度影响不大.最后通过实验筛选出干密度分别为800,900,1 000 kg/m3的材料配比进行相关性能测试,测试发现该发泡材料具有前期强度和28 d龄期抗压强度高的特点.     

西北寒旱环境下泡沫混凝土的可靠度研究

为研究泡沫混凝土在西北寒旱地区的实际服役寿命问题,本文设计了4类不同配合比的泡沫混凝土,标准养护28 d后,进行基准参数分析,同时利用现场暴露试验,定期对泡沫混凝土的动弹性模量、质量等进行无损检测,并结合试件的基准参数从宏观和微观两方面分析了损伤机理和耐久性退化过程,最后通过Wiener退化过程建立了寿命预测模型。结果表明,泡沫混凝土的强度、干缩和孔隙结构与容重、水泥用量等因素有关,且适量的矿粉及粉煤灰可优化泡沫混凝土孔隙结构,从而提高其耐久性。在气候环境与侵蚀性离子综合作用下,4类试件的动弹性模量和质量评价参数均呈先升后降的趋势,并表现出不同的耐久性损伤程度。利用动弹性模量评价参数作为泡沫混凝土耐久性退化指标得到的4类试件的服役寿命分别为12 800 d、14 100 d、17 600 d和16 000 d左右,以质量评价参数作为指标得到的寿命分别为13 800 d、15 000 d、19 600 d和16 000 d左右,其中动弹性模量对泡沫混凝土的耐久性变化更为敏感。综合得到,泡沫混凝土中掺入水泥、矿粉、粉煤灰、石灰、石膏的量分别占总胶凝材料质量的40.0%、32.5%、21.7%、4.2%、1.6%时,试件服役于实际环境的耐久性更为优越。     

羧丙基甲基纤维素对原位化学发泡轻集料混凝土性能的影响

以污泥烧胀陶粒为轻集料、羧丙基甲基纤维素(HPMC)为稳泡剂、H2O2溶液为化学发泡剂、膨胀珍珠岩为发泡剂载体制备原位发泡轻集料混凝土. 结果表明,HPMC掺量为0.05%~0.125%(?)时具有较好的稳泡和抗离析双重作用,试样密度随HPMC量增加而轻微增大,养护28 d的试样抗压、抗折强度和导热系数均随HPMC量增加而增大,48 h的吸水率随其量增加而降低;HPMC掺量为0.125%~0.15%(?)时,试样性能随其量增加出现相反的变化规律. HPMC掺量为0.125%(?)时,试样密度为1245 kg/m3, 养护28 d的试样抗压强度为31 MPa,抗折强度为6 MPa,48 h的吸水率为6.1%,导热系数为0.33 W/(m?K).     

钢渣对矿渣基高水充填材料性能的影响及强度预测

采用钢渣、矿渣和铁尾砂等固体废弃物制备矿渣基高水充填材料,通过对其正交试验样本建立BP神经网络强度预测模型,并结合实测强度预测出不同龄期15%和25%钢渣掺量高水充填材料的抗压强度,分析了钢渣掺量对高水充填材料物理力学性能的影响,不同龄期高水充填材料水化产物的变化规律.研究表明:通过对正交试验样本建立的BP神经网络强度预测模型,可实现对各龄期不同钢渣掺量的高水充填材料抗压强度的预测;随着钢渣掺量的升高,高水充填材料的强度逐渐下降,吸水率逐渐增大,膨胀收缩率先减小后升高;随着养护龄期的延长,水化产物中的石英、氢氧化钙和斜硅钙石的衍射峰逐渐钝化,方解石、水化硅酸钙、C-S-H(I)和羟镁铝石晶相的衍射峰逐渐锐利.     

钢渣微细粉在砼中的应用研究

利用粉磨至不同比表面积的转炉钢渣微细粉取代部分水泥进行了C40砼的3 d和28 d抗压强度及坍落度试验,考察了钢渣微细粉比表面积及掺入量、水胶比和减水剂掺入量对砼性能的影响,并用PoreMaster-60孔测定仪测定了硬化砼的孔分布。试验结果表明,钢渣微细粉比表面积为450 m2/kg、掺入量为15％～20％时,可获得令人满意的砼3 d和28 d抗压强度;随着水胶比的增大,砼3 d和28 d抗压强度显著降低,坍落度明显增大;减水剂掺入量对砼坍落度影响显著,但对砼强度影响不大。     

人工神经网络在混凝土强度预测中的应用

人工神经网络技术综合考虑了高强度、高性能混凝土强度的各种影响因素,可用于预测混凝土强度。本文选取混凝土配料中7个因素作为输入值,混凝土28d强度作为输出值,建立起混凝土强度预测BP网络模型,进而对混凝土配合比强度实验数据进行分析预测,结果效果良好。表明该方法用于高性能混凝土强度预测方面是可行的。     

工艺参数对铁尾矿制备泡沫玻璃性能的影响

以铁尾矿为主要原料、CaCO3和Na2CO3为发泡剂、Na3PO4×12H2O和硼砂(Na2B4O7×10H2O)为稳定剂,制备了性能良好的泡沫玻璃材料,并研究了工艺参数对制品性能的影响. 结果表明,CaCO3为主要发泡剂,Na2CO3含量对制品性能影响不大;Na3PO4×12H2O为主要稳定剂,Na2B4O7×10H2O含量不宜过多;发泡温度升高使制品孔径变大、容重和抗压强度降低;而烧结温度升高使制品的容重和抗压强度均先减小后增大. 制备泡沫玻璃适宜的工艺参数为(%, w)：基础玻璃84, CaCO3 3, Na2CO3 2, Na3PO4×12H2O 8, Na2B4O7×10H2O 3, 发泡温度900~950℃,烧结温度1100℃. 由此制得的泡沫玻璃材料容重约为2.05 g/cm3,抗压强度达62 MPa左右.     

水泥添加量对电解锰渣免烧砖性能的影响

控制骨料掺入量为20％,成型压力为2 MPa,混料含水率为25％的条件下,系统研究了水泥添加量对电解锰渣免烧砖性能的影响.结果表明:当水泥添加量为20％时,电解锰渣免烧砖7 d抗压、抗折强度分别为10.21 MPa和2.35 MPa,28 d抗压、抗折强度分别为13.76 MPa和2.74 MPa,体积密度为1.36 g/cm3,线收缩率为1.13％,吸水率为33.32％,饱和系数为1.47,有轻微泛霜现象产生,强度达到国家烧结普通砖的标准要求,其他性能满足国标一级品的要求.