碱渣-粉煤灰基新型注浆材料固化机理试验研究

为了得到碱渣-粉煤灰-硅酸钠溶液体系新型注浆材料各组分的作用和固化机理,考虑不同固体质量配比和养护条件,通过温度变化、固化收缩、抗压强度和傅里叶变换红外光谱试验对比研究不同体系的差别.结果表明:碱渣中Ca(OH)2和粉煤灰中的CaO遇到硅酸钠溶液时发生放热反应;浆液早期抗压强度由碱渣中CaCl2、Ca(OH)2和CaSO4与硅酸钠溶液反应生成水化硅酸钙凝胶决定,由于粉煤灰受碱激发生成了硅铝酸盐聚合物凝胶使得注浆液7~50 d抗压强度有大幅增长;FTIR试验证实了水化硅酸钙凝胶(C-S-H)和硅铝酸盐凝胶(N-A-S-H)的存在;原材料组分保证了浆液收缩程度小、流动性好、不易离析、结石率大等优点.     

碱渣-粉煤灰基注浆液的制备及其影响因素研究

为了探索工业废料碱渣的利用途径,将其与粉煤灰按一定比例混合,并掺入水玻璃,制成一种注浆液,应用于矿山帷幕灌浆工程.设计9组正交试验和碱渣过筛范围试验,对影响因素进行了分析.结果表明:在选定的因素水平范围内,水玻璃浓度对抗压强度、流动度和终凝时间的影响最显著,碱渣、粉煤灰配比对结石率的影响最显著.碱渣过筛粒径小于2 mm、1 mm时,抗压强度基本相等;小于0.5 mm时,抗压强度提高约51%;小于0.25 mm时,抗压强度明显增大,提高约5倍.     

碱激发碳酸盐-矿渣复合灌浆材料的工作性能

在碱激发碳酸盐-矿渣复合灌浆材料试验研究中引入浆液Marsh时间与Mini扩展度试验方法,以表征浆液的表观粘度和屈服应力,并结合传统的凝胶时间试验方法,综合研究了不同配方浆液的工作性能.结果表明:硅酸钠溶液浓度和矿渣掺量对浆液工作性能的影响相似,其值增大,浆液凝胶时间缩短,Marsh时间延长,扩展度减小,即浆液的表观粘度和屈服应力随之增大,并且发现其将随时间而进一步显著增大,说明浆液保持良好流动性的时间缩短.硅酸钠溶液模数或缓凝剂掺量增加时,浆液凝胶时间延长,且保持良好流动性的时间增加,但其起始表观粘度和屈服应力变化不大.     

粉煤灰固化施工在地基加固处理中的应用

为探究粉煤灰固化施工在地基加固处理中的高效应用方法,分别将普通石灰、石膏、水玻璃溶液作为固化剂,制备不同灰水比的测试浆液。以某路面工程项目中的一小段废弃路段为试验路段,利用测试浆液实施地基加固处理施工,使用大型切割机将施工结果切割,作为试验试块,测试试块性能。结果表明：使用石膏作固化剂时固化粉煤灰浆液的初凝、终凝时间最短;以石膏为固化剂的固化粉煤灰浆液的地基加固方格试块的压实系数最大、无侧限抗压强度最高、低温强度最高,三者数值达到最高时的灰水体积比分别为15:10、15:10、13:10。以石膏为固化剂时,固化粉煤灰浆液的地基加固方格试块的性能表现最佳。     

正交试验法在低掺量碱渣全固废混凝土中的应用

采用正交试验方法对低碱渣全固废碱渣混凝土的配合比进行研究,考察了碱渣、脱硫石膏和钢渣三个因素的掺量对混凝土抗压强度和坍落度的影响情况。结果表明影响混凝土整体性能因素的大小为;钢渣脱硫石膏碱渣。通过对试验结果的均值、极差分析,从而得出碱渣因素对混凝土性能影响最大,确定各因素的比例关系为碱渣:脱硫石膏:钢渣=1:2:5。对净浆试块进行微观分析,发现胶凝体系中生成的钙矾石和C-S-H凝胶是贡献混凝土强度的主要因素。     

粉煤灰-碱渣-水泥混合料砂浆的配制实验研究

利用氨法制碱的碱渣作为掺合料替代粉煤灰配制建筑砂浆,并与粉煤灰-水泥砂浆的物理、力学性能进行了对比分析.结果表明:碱渣作为掺合料配制的建筑砂浆具有与粉煤灰-水泥砂浆类似的物理、力学性能,以碱渣与粉煤灰复掺的砂浆性能最好,当掺合料取代水泥量为30%、粉煤灰与碱渣的比例为2∶ 1时,粉煤灰-碱渣-水泥砂浆的力学性能接近水泥砂浆的强度,并且具有良好的工作性.碱渣可以替代或部分替代粉煤灰作为建筑砂浆的掺合料,具有良好的经济效益和环保效益.     

兰州地铁下穿黄河段同步注浆的浆液试验研究

针对兰州地铁下穿黄河砂卵石地层,在盾构掘进中能更好的控制同步注浆的浆液性能,通过对砂卵石地层同步注浆的浆液性能要求配制8组不同的配合比,试验测试:浆液密度、浆液流动度、浆液塌落度、稠度、凝结时间、水下浇注试验、抗水冲的分散试验、析水率以及试件的抗压强度,得到膨润土可以提高浆液的稳定性;黏土粉的加入,使注浆浆液的粘聚能力增大,提高了浆液整体性和抗水性,但是添加了黏土粉的浆液流动性明显降低;浆液的含水量和黏土粉的含量决定浆液凝结时间和流动性的主要因素.进而得到浆液的配合比为:水25%~30%、膨润土6%、水泥6%~7%、细沙35%~40%、黏土粉与粉煤灰20%~25%.为以后盾构穿越黄河砂卵石地层提供参考.     

基于正交试验的粉煤灰石膏基自流平砂浆性能研究

为了解决水泥基自流平砂浆因干燥收缩而产生起砂和裂纹等现象,以盐石膏和粉煤灰作自流平砂浆基材,通过正交试验研究水胶比、砂胶比、减水剂掺量、保水剂掺量以及粉煤灰取代率对石膏基自流平砂浆流动性、凝结时间和表面硬度的影响,对这些指标进行极差分析,得到最佳配合比,测试了粉煤灰石膏基自流平砂浆的性能.结果表明:减水剂掺量和水胶比是影响粉煤灰自流平砂浆流动性的主要因素,水胶比对凝结时间和表面硬度影响最大.通过正交试验得出水胶比为0.28,砂胶比为0.52,减水剂掺量为0.4％,保水剂掺量为0.15％,粉煤灰取代率为30％,其性能指标均超过了JC/T1023-2007《石膏基自流平砂浆》标准要求.     

CFBC脱硫灰和F类粉煤灰对注浆材料性能的影响

研究了分别由CFBC脱硫灰和F类粉煤灰为主要组分制备的注浆材料的性能,对比了水灰比、脱硫灰及F类粉煤灰掺量对浆液流动度、结石率和结石强度等性能的影响。研究表明,注浆浆液的水灰比越大,流动度越低,析水率越大,结石率越低,结石强度也越低。比较而言,脱硫灰掺量对浆液的流动度影响更显著,并能较大幅度地降低浆液的析水率,提高其结石率,而F类粉煤灰掺量对浆液的流动度、析水率和结石率影响较小,即脱硫灰在改善注浆材料的析水率和结石率性能等方面优于F类粉煤灰;两种浆液的结石强度均随其掺灰量增加而降低。     

钛石膏作缓凝剂对水泥净浆流动度影响的研究

本文重点研究了钛石膏对M32.5、P·C42.5、P·O42.5及P·Ⅱ42.5水泥净浆流动度的影响。结果表明,钛石膏完全取代脱硫石膏作水泥缓凝剂时,对M32.5和P·C42.5水泥净浆流动度的影响不大。当混合材粉煤灰与硫铁渣的掺量比为3∶5时,钛石膏做缓凝剂使得P·O42.5水泥的净浆流动度降低约10 mm,而当掺量比为5∶3和1∶1时,混合材改善了钛石膏对P·O42.5水泥的净浆流动度的负面影响。对于P·Ⅱ42.5水泥,钛石膏替代脱硫石膏导致净浆流动度降低25 mm。     

利用红黏土弃渣制备岩溶区注浆材料配比及其性能研究

在岩溶地区进行灌注桩施工时,注浆法可有效改善混凝土易流失、断桩、桩身孔洞等问题,但传统注浆材料成本较高且性能过剩,而且施工现场往往存在大量弃渣需要妥善处理。鉴于此,提出利用红黏土弃渣为基材,以水泥、粉煤灰为主固化剂,辅以水玻璃,制备新型注浆材料。通过正交试验,探究各组分对浆液关键性能指标的影响,确定最佳配比,并对最优配比下浆液结石体的微观结构进行分析。结果表明:水土比是影响浆液性能的主控因素;水泥掺量对浆液结石体的强度影响最大;粉煤灰可以增加浆液结石率,并提高结石体的后期强度;水玻璃主要起到加速凝结的作用。推荐的最佳配比为水土比0.6(质量比),水泥掺量10%(质量分数),粉煤灰掺量12%(质量分数),水玻璃掺量1.1%(质量分数)。经综合分析,该浆液具有流动性好、填充性好、强度适中、造价低廉等特点,适合工程大规模使用。     

脱硫建筑石膏墙体灌浆料的研制

利用脱硫建筑石膏为主要原料,通过掺加粉煤灰、激发剂、减水剂、缓凝剂等掺合料进行改性处理,研制了一种墙体灌浆料。试验表明,脱硫建筑石膏墙体灌浆料流动度达到80mm以上,抗压、抗折强度分别达到8．39MPa和3．70MPa,软化系数0．75,初凝和终凝时间分别为50min和57min,是一种理想的石膏墙体灌浆料。     

粉煤灰对磷酸镁水泥的影响

研究了粉煤灰掺量对磷酸镁水泥凝结时间、流动度和抗压强度的影响规律,通过XRD和SEM-EDS分析了粉煤灰对磷酸镁水泥的作用机理.结果表明:随着粉煤灰掺量的增大,磷酸镁水泥的凝结时间先减小后增大,流动度先增大后减小,而抗压强度随着粉煤灰掺量的增大而降低.     

基于灰色系统理论的磷建筑石膏基胶凝材料组分优化设计研究

以云南磷石膏为主要原料制备磷建筑石膏基胶凝材料.通过应用灰关联分析法分析磷建筑石膏基胶凝材料的组分(复合硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰、磷建筑石膏)对其绝干抗压强度的影响,确定了掺合料最佳组合为粉煤灰、矿渣硅酸盐水泥、硅灰;并运用多目标智能加权灰靶决策模型综合考虑抗压强度、抗折强度、初凝时间、终凝时间、软化系数、孔隙率六个指标,确定了其最佳配合比.试验表明:当粉煤灰:矿渣硅酸盐水泥:硅灰:磷建筑石膏的配合比为6%:5%:3%:86%时,其综合性能最好,绝干抗压强度为14.11 MPa,抗折强度为2.58 MPa,初凝时间为16 min,终凝时间为43 min,软化系数为0.51,孔隙率为23%.     

不同C_3S含量阿利特-硫铝酸盐水泥熟料与粉煤灰混合材的适应性研究

研究了不同C3S含量的阿利特-硫铝酸盐水泥熟料与粉煤灰混合材的适应性。结果表明：C3S含量一定时,随粉煤灰掺量增加,水泥的凝结时间延长,抗压强度降低;粉煤灰掺量一定时,随C3S含量的增加,水泥的凝结时间延长,抗压强度增大;C3S含量增大时,随着粉煤灰掺量增多,水泥各龄期抗压强度降幅减小;掺加粉煤灰后水泥的早期抗压强度降低幅度较大,后期抗压强度降幅较小。熟料中C3S含量低时,对高粉煤灰掺量的适应性差;C3S含量高时,其适应性好。     

复合水泥基-水玻璃双液注浆材料胶凝性能及抗压强度试验研究

传统的水泥水玻璃双液注浆材料的优点在于凝胶时间短、早期的抗压强度大,所以在加固软弱地层或堵漏中被广泛的使用。本文在传统材料的基础上,加入了粉煤灰、矿粉等工业废渣,提出一种复合水泥基-水玻璃双液注浆材料,并对新型材料的胶凝性能和28 d抗压强度进行研究,并通过改变水玻璃体积掺量、波美度和矿物掺合料比例来研究浆液凝胶时间及28 d抗压强度的变化规律;当水玻璃体积掺量为25％时,浆液硬化结石体强度最大,使用更大波美度的水玻璃或者配制合适比例的水泥、粉煤灰和矿粉的复合水泥基A液都可以提升双液注浆材料的抗压强度。     

高强石膏3D打印浆体材料的制备与性能研究

使用预先混合的高强石膏浆体材料进行3D打印的工艺具有制品强度高、打印周期短等优点,但仍存在石膏初凝时间过短、浆体可堆叠性不足等问题。在此基础上研究了植物蛋白类缓凝剂和多聚磷酸盐缓凝剂对材料抗压强度、流动性和可打印时间的影响,并研究了增塑剂羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)对浆体流变性能和3D打印构件体积稳定性的影响。结果表明,两种缓凝剂对石膏水化的延缓机理不同,植物蛋白类缓凝剂可以延长流动度的稳定时期,多聚磷酸盐缓凝剂则不能很好地增加可打印时间,浆体在初凝前8~12 min就已失去流动性。HPMC的加入可显著提升浆体材料的表观粘度和屈服应力并消除缓凝剂造成的泌水现象,但对塑性粘度增幅不大,且会降低材料的抗压强度。高HPMC掺量下的高强石膏3D打印构件的体积稳定性较好,在0.020%(质量分数)植物蛋白类缓凝剂和0.60%(质量分数)HPMC掺量下3D打印构件的体积变形率为0.09。     

外加剂对硫铝酸盐水泥的影响

针对硫铝酸盐水泥混凝土塌落度损失大、凝结时间不易控制以及浆体不均匀等问题,通过净浆、砂浆试验研究了缓凝剂、减水剂和复合掺合料对硫铝酸盐水泥浆体的凝结时间、浆体流动度及早期、后期强度的影响.结果表明:适当掺量缓凝剂可以有效的控制混凝土塌落度损失、改善施工性能,并可适当提高硬化浆体强度;恰当掺量的减水剂可以在不影响浆体硬化强度的基础上大大提高其流动性;合适比例的粉煤灰和矿渣复掺有利于后期强度的增长并改善其微观结构.