高性能胶凝材料的制备和力学性能研究

本文研究了水泥熟料比表面积、水泥孰料掺量以及SO3含量对水泥标准稠度用水量、凝结时间、胶砂抗折抗压强度以及混凝土抗压强度的影响。结果表明,350m2/kg比表面积水泥熟料组别比300m2/kg比表面积水泥熟料组别的早期胶砂抗折抗压强度和混凝土抗压强度稍高,水泥熟料掺量为40%的组别其净浆标准稠度用水量和凝结时间较为合适,3.5%SO3掺量的混凝土抗压强度最好。水泥熟料比表面积为350m2/kg和300m2/kg,水泥熟料掺量为40%,SO3掺量为3.5%的胶凝材料制备的混凝土兼备施工性、强度的高性能混凝土。     

硅质尾矿对发泡水泥性能的影响

为了研究硅质尾矿的掺入对粉煤灰发泡水泥性能的影响,采用以SiO2为主的黄金尾矿,分别按照0、5%、10%、15%、20%、25%、30%的比例取代粉煤灰制备发泡水泥,研究尾矿的不同掺量对发泡水泥抗压强度的影响以及尾矿的掺入对发泡水泥微观结构的影响,并在此基础上,对尾矿进行粉磨,研究尾矿比表面积对发泡水泥的抗压强度的影响。结果表明,与空白样相比,掺入10%比表面积为233m2/kg的尾矿能够将发泡水泥的28d抗压强度提高84%;掺入10%比表面积为1 161m2/kg的尾矿可以使发泡水泥的抗压强度提高133%。适量尾矿替代粉煤灰,能够降低发泡水泥的孔径、提高气孔的浑圆度和孔壁的密实度。     

火山灰渣对水泥水化放热的影响

研究了火山灰渣的种类、细度及掺量对水泥水化放热的影响。结果表明,火山灰渣水泥的水化放热速率及3 d累积放热量明显低于硅酸盐水泥,两种火山灰渣水泥的水化放热速率及3 d累积水化放热没有明显差异。随着火山灰渣细度的增加,火山灰渣水泥的最大水化放热速率略有增长,最大水化放热速率出现的时间略有提前,火山灰渣水泥的3 d累积水化放热差别不大。随着火山灰渣掺量的增加,火山灰渣水泥的最大水化放热速率呈下降趋势,最大水化放热速率出现的时间略有延迟。随着火山灰渣掺量的增加,火山灰渣水泥的3 d累积水化放热呈下降趋势。当火山灰渣掺量从20%增加到30%以及从40%增加到50%时,火山灰渣水泥的3 d累积水化放热量下降较快。     

大掺量火山灰泡沫混凝土的制备及性能优化

采用天然火山渣经磨细处理后得到的火山灰和水泥作为胶凝材料,通过化学发泡的方法,制备了700级大掺量火山灰发泡混凝土,研究了不同组成和养护条件对火山灰泡沫混凝土的成型状态、干密度及抗压强度的影响。结果表明,当胶凝材料总量为700 g(火山灰占70%)、水胶比为0.3、早强剂(CaCl_2)掺量为1.8%、稳泡剂(硬脂酸钙)掺量为0.6%、H_2O_2掺量为1.5%,减水剂掺量为0.2%,并在85℃条件下蒸养24 h时,制备出的700级大掺量火山灰泡沫混凝土性能最佳,其成型状态良好、干密度为650 kg/m~3、抗压强度为6.6 MPa、导热系数为0.144 3 W/(m·K)。     

激发剂对粉煤灰-水泥抗压强度的影响

多种激发剂,在不同掺量时对粉煤灰-水泥胶砂体系抗压强度的影响.试验结果表明:掺加适量的激发剂可以提高粉煤灰的火山灰活性,不同激发剂对不同龄期粉煤灰活性的激发作用不同,以 2%掺量的氯化钙、硫酸钠、氢氧化钙的增强效果较为理想.     

火山灰对水泥基材料强度影响及活性分析

火山灰作为优质的矿物掺合料,可以增强水泥基材料的强度.研究不同水胶比,不同火山灰掺量的胶砂,测定其7d和28 d强度,进行比强度分析.结果 表明:少量火山灰可以提高水泥基材料的抗压强度,水胶比越低,火山灰可替代的水泥比例越高,火山灰效应更加明显.火山灰强度贡献率与火山灰掺量成正相关,与水胶比成负相关.火山灰可以促进水泥...     

磷渣硅酸盐水泥大掺量技术试验研究

采用Ca(OH)2预处理和激发技术,试验研究了制备大掺量磷渣硅酸盐水泥的可能性。结果表明,采用Ca(OH)2对磷渣进行预处理,在磷渣细度350m2/kg、掺量40%时水泥强度可以达到32.5等级;再辅以激发技术,水泥3d、28d强度可以超过同掺量的矿渣水泥。     

氯氧镁水泥基秸秆轻质复合材料的研究

以氯氧镁水泥和玉米秸秆纤维为主要原材料,从氯氧镁水泥基本组成、氯氧镁水泥改性、秸秆纤维掺量对复合材料性能影响、H2O2掺量对复合材料性能影响等角度开展研究。研究结果表明:当磷酸掺量为0.6%时,可以解决氯氧镁水泥后期强度倒缩的问题,28 d抗压强度达到98.0 MPa,并使其耐水性提高22%;当秸秆掺量体积比为1.00时,拌合物具有较好的工作性,试样28 d折压比达到0.26,试样抗裂性增强,柔韧性提高;当H2O2掺量为2.5%时,试样28 d抗压强度为3.7 MPa,抗折强度为1.8 MPa,折压比达到0.49,表观密度为559 kg/m3,导热系数为0.122 W(/m·K)。     

水泥细度对混凝土强度与干燥收缩的影响

试验研究了水泥细度对混凝土28 d抗压强度与干燥收缩的影响。结果表明,其他条件一定时,水泥细度在297~400 m2/kg范围内,随水泥比表面积增加混凝土28d抗压强度及干缩呈增大趋势,但当水泥比表面积增加至450 m2/kg时,混凝土28 d强度发展受到影响,干缩反而减小;用同一细度水泥配制的混凝土,在同龄期内其干缩随着水灰比的增大而增大,水灰比对混凝土干缩的影响程度大于水泥细度。     

焙烧硅藻土对水泥基材料力学性能的影响

采用焙烧法对硅藻土进行改性,将改性后的硅藻土通过外掺的方式掺入水泥基材料中,然后研究改性前后的硅藻土对水泥基材料力学性能的影响.结果表明:焙烧法改性的硅藻土具有良好的火山灰活性,且焙烧温度为800℃时硅藻土火山灰活性最高;当掺量为2%,硅藻土的焙烧温度分别为200,500,800,1100℃时,其3d抗压强度比原始硅藻土水泥基材料分别提高了12.65%,8.08%,10.59%,16.32%,说明改性硅藻土对水泥基材料早期强度有一定促进作用;当掺量为2%、硅藻土焙烧温度为800℃时,改性硅藻土水泥基材料28d抗压强度可达78.05MPa,比纯水泥基材料提高了21.08%.XRD、SEM、综合热分析结果表明,改性硅藻土改善了水泥基材料的内部结构,使水泥基材料密实度增加,从而提高其强度.     

磷渣用于混凝土工程的研究及应用

所用磷渣主要由玻璃体组成.比表面积为2 000cm2/g左右的磨细磷渣粉可降低水泥砂浆的水化热.掺用胶凝材料总量15%的磷渣制得的混凝土,早期抗压强度比纯水泥混凝土稍低,28d基本一致,60d稍高.工程应用证明利用磷渣配制的混凝土完全满足要求.     

镍渣和超细硅灰对硅酸盐水泥水化性能的影响

富硅镁冶金镍渣是一种具有潜在火山灰活性的固体废弃物,可通过超细硅灰改性激发潜在活性,使其在硅酸盐水泥中火山灰反应充分,形成致密的网络状C-S-H凝胶,针刺状AFt等水化产物。抗压强度、粒度分布、比表面积、水化热、孔径分布、TG-DSC、SEM等宏观及微观测试表明,熟料∶镍渣∶硅灰∶石膏=85%∶5%∶5%∶5%体系的28d抗压强度可达67.1MPa,较空白样高近7MPa;水化诱导前期放热量峰值为0.19379J/g,水化加速期放热量峰值为0.25262J/g;体系1的28d水化试样粉末2~50nm细孔所占比例为51%,可明显观察到C-S-H凝胶,AFt等水化产物。     

钢渣细度和掺入量对钢渣复合水泥基泡沫混凝土强度指标的影响

试验研究了钢渣比表面积和掺量对钢渣复合水泥基泡沫混凝土强度指标的影响.结果表明：在同一钢渣掺入量下,随钢渣比表面积增大,泡沫混凝土砌块7d和28d抗压、抗折强度,总体呈现先增加后降低的“山”型变化,其中钢渣比表面积为600m2/kg与700m2/kg时效果较好,砌块28d抗压强度可达JG/T266-2011《泡沫混凝土》标准中C2等级.在同一钢渣比表面积条件下,随着钢渣掺入量增大,泡沫混凝土砌块的抗压强度整体呈降低趋势.当加入钢渣微粉小于20％时,砌块28d强度高于纯水泥时的强度;但是,当继续增加钢渣掺入比例时,强度均比纯水泥时低.当钢渣最大掺入量达50％时,泡沫混凝土砌块28d抗压强度仍可满足JG/T266-2011标准规定下C1级强度等级.     

钢铁渣粉在蒸养混凝土中的应用

在水胶比相同的条件下,制备了纯水泥混凝土、分别掺加30%和40%钢铁渣粉A(矿渣∶钢渣=7∶3)的混凝土、分别掺加30%和40%钢铁渣粉B(矿渣∶钢渣=6∶4)的混凝土,并经蒸汽养护后,测定了不同蒸养混凝土的抗压强度、抗氯离子渗透性、抗碳化性和抗硫酸盐侵蚀性。结果表明,掺加钢铁渣粉能提高混凝土后期的抗压强度;掺加钢铁渣粉A的混凝土的抗压强度高于掺加钢铁渣粉B的混凝土的抗压强度;掺加钢铁渣粉能提高混凝土28d的抗氯离子渗透性,其中掺加40%钢铁渣粉A能明显提高混凝土90d的抗氯离子渗透性;掺加钢铁渣粉对混凝土的抗碳化性能影响很小;掺加钢铁渣粉能明显提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性。     

流化床燃煤固硫渣火山灰活性评定的探讨

流化床燃煤固硫渣是一种特殊的、具有火山灰活性的燃煤副产品,由于其f-CaO和SO3含量较普通煤粉锅炉灰渣高,具有一定的自硬性和膨胀性,目前尚无统一的方法或标准准确评定其火山灰活性,影响了该燃煤副产品的建材资源化利用。根据流化床燃煤固硫渣火山灰活性来源及其特点,参照《用于水泥中的火山灰质混合材料》GB2847和《用于水泥混合材料的工业废渣活性试验方法》GB12957-91,提出采用“水泥熟料胶砂28天抗压强度比”来评定流化床燃煤固流渣的火山灰活性。试验研究表明该方法测定的火山灰活性与其自硬性强度和活性率具有较好的一致性。     

搅拌站污泥用于泡沫混凝土掺合料的研究

混凝土搅拌站污泥难以有效利用,严重污染了周边环境。在分析污泥粒度和活性的基础上,采用污泥作为掺合料制备超轻泡沫混凝土。试验结果表明,污泥的比表面积可以超过1000m~2/kg,活性指数可以接近70%,因此可以用污泥作为掺合料用于制备超轻泡沫混凝土。随着污泥掺量的增加,超轻泡沫混凝土浆体稠度也逐渐增大,浆体稳定性也逐渐增强;掺加适量污泥有利于细化超轻泡沫混凝土孔径,提高孔的均匀度;制备超轻泡沫混凝土时,污泥的适宜掺量10kg/m~3~30kg/m~3,即污泥在胶凝材料中的用量为5%~15%,可以获得干密度160kg/m~3~180kg/m~3的超轻泡沫混凝土,其抗压强度达到0.5MPa。     

养护制度对超高强水泥基材料水化的影响

对比研究了标准养护(20℃、相对湿度≥95%)、早期高温养护(90℃蒸汽养护或水浴养护)下单掺粉煤灰或矿粉的超高强水泥基材料的抗压强度发展规律,并利用热重差热联用热分析仪(TG-DTA)定量分析了其氢氧化钙含量。结果表明:单掺粉煤灰或矿粉试样抗压强度高于纯水泥试样,3 d强度提高2.0%~14.8%,7 d强度提高8.5%~20.4%,28 d强度提高18.0%以上。90℃蒸汽养护3 d可使掺加20%矿粉或纯水泥超高强水泥基材料强度达到标准养护28 d时的强度,且其氢氧化钙量与标准养护28 d水泥基材料中的氢氧化钙量相当。90℃水浴养护3 d的超高强水泥基材料略低于标准养护28 d时的强度。粉煤灰或矿粉通过后期火山灰反应降低了超高强水泥基材料的氢氧化钙含量,且同掺量矿粉的超高强水泥基材料中的被反应的氢氧化钙量更多。     

陶瓷抛光砖粉作为混凝土掺合料的研究

本文研究了抛光砖粉用作混凝土掺合料的可行性。研究结果表明:(1)掺30%抛光砖粉的水泥胶砂28d抗压强度比为81%,具有较高的火山灰活性指数。(2)在相同配比条件下,单掺抛光砖粉的混凝土28d强度高于掺实验用粉煤灰的混凝土。(3)抛光砖粉用作混凝土掺合料时,与粉煤灰复掺比单掺更为有利。在掺合料用量相同时,复掺抛光砖粉与实验用粉煤灰的混凝土28d强度高于单掺抛光砖粉或实验用粉煤灰的混凝土。     

基于粉料粒径变化的超硫酸盐水泥力学性能研究

研究了超硫酸盐水泥(简称SSC)胶凝材料体系中矿粉、石膏和水泥熟料的粒径变化对其力学性能的影响,借助激光粒度分析仪和扫描电子显微镜分别分析粉料粒度分布和SSC试件的微观形貌,得出从粉料粒径角度提高SSC力学强度的相关方法。研究表明,矿粉粒径对力学强度影响最为明显,随着矿粉粒径变小,力学强度呈现增大的变化趋势。矿粉比表面积为545m2/kg的试件相对于比表面积为227m2/kg的试件28d抗压强度增加31.8%;石膏粉磨至比表面积为350~450m2/kg比较适宜,不磨或粉磨时间过长对力学强度均有不利影响;水泥熟料粒径对力学强度影响相对较小,粉磨至比表面积高于350m2/kg就可以满足SSC的配制强度要求。     

窑灰对大掺量磷渣硅酸盐水泥性能影响的研究

磷渣比表面积、磷渣掺量、窑灰掺量影响着水泥体系物理性能,研究表明：配置高掺量磷渣硅酸盐水泥,磷渣细度应控制在比表面积500m^2／kg左右为宜。窑灰作为混合材,其最佳掺量应控制在15％左右。掺加15％的窑灰对配制大掺量磷渣硅酸盐水泥浆体的性能将有显著的改善,特别是后期强度,与不掺窑灰的浆体相比,掺15％窑灰的浆体28d抗压、抗折强度分别提高了22．3％、28．8％。