利用河砂和漂珠制备RPC的试验研究

试验研究了采用漂珠、河砂(粒径为0.15~1.18mm)制备活性粉末混凝土(RPC)。结果表明,在水泥∶漂珠∶硅灰∶石英粉∶河砂质量比为0.90∶0.10∶0.25∶0.37∶1.3,水胶比为0.21,减水剂掺量为0.95%,钢纤维体积掺量为3.0%的条件下,采用蒸汽养护48h,RPC抗压强度可达156.4MPa,抗折强度可达32.1MPa。微观分析表明,RPC水化产物结构致密,其主要水化产物为C-S-H凝胶和少量Ca(OH)2。     

水泥基渗透结晶型防水涂料的制备与性能研究

以硅酸盐水泥和粒化高炉矿渣为主要原料,辅以硅灰、有机硅助剂和无机硅为硅源,以可再分散性乳胶粉改善粘结性,制备复合型水泥基渗透结晶型防水涂料,对防水涂料进行XRD、SEM、FT-IR和EDS等微观分析。结果表明,去涂层砂浆的28 d抗渗压力为1.0 MPa,28 d抗压强度为53.8 MPa,带涂层砂浆的28 d抗渗压力比为350%。该涂料具有较好的渗透结晶作用,形成斜方钙沸石、钙矾石和水化硅酸钙凝胶(C-S-H)等水化产物。     

赤泥、电解锰渣复合激发钢渣活性的研究

选用赤泥、电解锰渣复合激发钢渣活性,系统研究不同比例复合激发剂对钢渣活性的影响以及激发机理。利用XRD和SEM对钢渣胶凝材料水化产物进行矿物相分析和微观表征,比较不同龄期的钢渣活性指数。结果表明,当钢渣、赤泥、电解锰渣三者的质量配合比为3∶1∶2时,对钢渣活性激发效果最佳,钢渣7 d的活性指数从46%提高到82%,28 d的活性指数从61%提高到82%。赤泥、电解锰渣复合激发剂能够促进钢渣水化产物中C-S-H凝胶、AFt晶体的形成,减少了Ca(OH)_2的形成,增大了钢渣水化浆体的密实度,从而提高了钢渣的活性。     

电解锰渣激发钢渣活性研究

选用电解锰渣激发钢渣,研究电解锰渣的掺量对钢渣活性的影响及钢渣活性激发机理。借助XRD和SEM对钢渣胶凝材料水化产物进行矿物相分析和微观形貌分析;比较不同龄期的钢渣活性指数。研究结果表明当钢渣与电解锰渣复合取代50%水泥时,电解锰渣掺量为14%激发效果最佳,该比例下钢渣胶凝材料7 d的活性指数从54%提高到84%,28 d的活性指数从70%提高到92%,可达到425~#强度等级要求。电解锰渣掺入能够加速钢渣水化产物中C-S-H凝胶、AFt晶体的形成,反应生成的水化产物吸收了、熟料水化过程中释放的Ca(OH)_2,增大了钢渣水化浆体的密实度,从而提高了钢渣的活性。     

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。     

多元复合超早强水泥基材料的性能研究

研究了不同掺量石灰石粉和普通硅酸盐水泥对硫铝酸盐水泥凝结时间和力学性能的影响,采用水化热测试对水化进程进行了分析,同时,采用DTG对水化产物进行了综合热分析。结果表明：石灰石粉的掺入,缩短了终凝时间,降低了抗压强度;普通硅酸盐水泥的掺入,提高了硫铝酸盐水泥的水化速率,促进了C-S-H凝胶和AFt的生成;随着普通硅酸盐水泥掺量的增加,胶砂的早期强度逐渐降低,后期强度逐渐提高,当普通硅酸盐水泥掺量为40%时,5 h抗压强度最高,为35.9 MPa,当普通硅酸盐水泥掺量为80%时,28 d抗压强度最高,为94.5 MPa。     

基于MAA模型的UHPC基体配合比设计和特性分析EI北大核心CSCD

以水泥、粉煤灰和硅灰为原材料,利用修正的Andreasen-Andersen(MAA)模型指导超高性能混凝土(UHPC)配合比设计,研究了配合比、水胶比和养护方式对UHPC工作性能、抗压强度、表观密度和水化产物特性的影响,以残差平方和(RSS)作为堆积密实度指标,分析了UHPC抗压强度和水化产物特性.结果表明:硅灰对提升UHPC的堆积密实度有利;当UHPC的残差平方和达到最小值570.64时,标准养护28 d和蒸气养护3 d条件下的UHPC抗压强度分别可达到最大值140.4、153.9 MPa,说明基于MAA模型设计的UHPC配合比合理;通过研究UHPC水化产物特性,发现UHPC中水泥水化反应不完全,高水胶比和高水泥掺量可促进水化反应,粉煤灰与硅灰在碱性环境中反应会消耗氢氧化钙,形成水化硅酸钙(C-S-H)凝胶,降低了体系的钙硅摩尔比,改善了UHPC的显微结构,提升了UHPC的致密性与强度.     

镍渣水化特性的研究

本文利用水泥宏观性能和微观性能对镍渣的水化特征进行了分析。经过分析，由于镍渣的矿物组成以铁镁橄榄石为主，其活性在短时间内难以激发，所以用现有的方法试验镍渣不具有潜在水硬性和火山灰活性。镍渣中的Fe为活性组分，能够替代Al参与形成AFt的反应。镍渣对水泥某些性能的影响，与镍渣中的Fe替代Al参与形成AFt的反应密切相关。     

镍铁粉对水泥水化性能的影响

采用镍铁渣制成粒径小于0.075 mm的粉体,作为矿物掺合料取代部分水泥,研究镍铁粉不同掺量对水泥水化性能以及强度的影响。XRF分析发现,镍铁粉中含有较多的SiO2、MgO、FeO,具有较高的火山灰活性。镍铁粉的掺入可以较大程度上延缓水泥水化时间,相较空白组,掺30%镍铁粉时,第2个水化放热峰的出现时间延缓8 h左右;降低体系的水化放热量,相较空白组,当镍铁粉掺量为10%、20%、30%时,体系的累计放热量依次下降33%、46%、63%;掺入镍铁粉明显降低试块的抗压强度,但镍铁粉具有二次水化作用,可以使试块后期抗压强度增幅较大,掺20%镍铁粉试块的28 d抗压强度可达到空白组的86%。     

激发剂对钢渣-矿粉胶凝材料力学性能的影响及机理分析

研究了氢氧化钙、石膏、硫酸钠三种激发剂对钢渣-矿粉胶凝材料力学性能的影响,并结合XRD图谱分析了激发剂对钢渣-矿粉胶凝材料水化产物的影响机理。试验结果表明,三类激发剂中,硫酸钠能更好的激发钢渣-矿粉的活性,当硫酸钠的掺量为1.5%时,3d强度为18.0MPa,7d强度达到22.5MPa,28d强度达到25.8 MPa。XRD分析表明,掺入硫酸钠后,钢渣-矿粉胶凝材料的水化产物主要为C-S-H凝胶、棒柱状AFt晶体及少量的Ca(OH)2晶体,激发剂掺量的不同,水化产物数量不同,合适掺量的激发剂有助于激发体系的水化活性,提高体系的力学性能。     

湿选钢渣尾泥的机械活化及其在混凝土中的应用

为实现湿选钢渣尾泥的大规模资源化利用,通过机械活化方法制备钢渣尾泥复合胶凝材料,以铁尾矿和废石为骨料制备C40混凝土,并研究钢渣尾泥复合胶凝材料对混凝土性能的影响。利用X射线衍射（XRD）、扫面电镜（SEM）、红外光谱（FT-IR）等微观测试手段分析钢渣尾泥复合胶凝材料的水化机理。结果表明：钢渣尾泥比表面积为490 m2/kg时,胶凝材料中钢渣尾泥掺量30%、矿渣55%、脱硫石膏15%条件下,C40混凝土的28 d抗压强度可达42.16 MPa,满足混凝土强度设计要求。复合胶凝材料的水化产物主要为AFt和C-S-H凝胶,随着水化龄期的增加,C-S-H凝胶大量生成并与AFt晶体紧密交织,保证了混凝土的强度增长。     

水泥-硅灰体系早期收缩与强度相关性

测试了20℃下,不同硅灰掺量(0、5%、10%、15%)在水胶比分别为0.40、0.50的水泥-硅灰水化体系中,7 d的自收缩及1、3、7、28 d的抗压强度。发现浆体的自收缩和抗压强度在早期均发展较快;水胶比越小,自收缩快速增长期越短,抗压强度越大。同一水胶比下样品每增加5%硅灰快速收缩时间提前1 h;当硅灰掺量为10%时,0.4水胶比下快速增长阶段的自收缩值占到7 d自收缩值的54.6%,0.5水胶比下的样品则占60%。空白样品7 d的抗压强度占到28 d的85.6~75.6%,10%硅灰样品7 d的抗压强度占到28 d的78.6%~69.1%,表明掺硅灰样品7 d前早期抗压强度发展较慢,主要是稀释作用占主导。0.4、0.5水胶比下10%硅灰样品28 d的抗压强度分别为空白样品的111.6%、123.0%,表明硅灰的掺入对于28 d水泥浆样品的后期抗压强度有一个提升作用,微集料填充和火山灰效应占主导。在水泥-硅灰水化体系中自收缩和抗压强度之间存在着良好的线性关系,研究成果可为实际工程中预测自收缩或抗压强度提供参考。     

矿渣沸石基水泥的试验研究

研究了矿渣沸石基水泥中原料组成含量对水泥的强度、凝结时间及标准稠度等性能的影响规律,并探讨了该水泥体系的水化机理。研究结果表明,以30%的沸石、25%的熟料、34%的矿渣、6%的钢渣和5%的石膏,可以制备出3d抗压强度达15.3MPa、28d抗压强度达42.8MPa的矿渣沸石基水泥。该水泥的主要水化产物为C-S-H凝胶和水化硫铝酸钙。     

掺玻璃粉水泥净浆水化性能

以废弃啤酒瓶制成玻璃粉,配制掺玻璃粉水泥净浆.测试掺玻璃粉水泥净浆抗压强度;采用X射线衍射分析、热重-差热分析、扫描电子显微镜分析及能谱分析技术研究掺玻璃粉水泥净浆水化产物的种类、含量、微观形貌及元素组成.结果表明:随着玻璃粉掺量(质量分数)的增加,水泥净浆抗压强度减小.掺玻璃粉水泥净浆水化产物主要有C-S-H凝胶、Ca(OH)2及少量钙矾石、水化铝酸钙等.由于玻璃粉的火山灰反应消耗Ca(OH)2,随着玻璃粉掺量的增加和龄期的延长,水泥净浆水化产物中Ca(OH)2含量(质量分数)逐渐减少.掺玻璃粉水泥净浆微观结构较为致密,其水化产物C-S-H凝胶形态与纯水泥净浆有所不同,多由不规则的短柱状及薄片状凝胶粒子交叉结合在一起形成网络结构,为低钙硅比(质量比)C-S-H凝胶.玻璃粉具有火山灰活性.     

隧道弃渣磨细火山灰对水泥水化及混凝土抗压强度的影响

本文将中国西南地区某隧道弃渣中的火山岩破碎、粉磨制成磨细火山灰（GVA）,通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）测试该火山灰的物理和化学性能,分析GVA对普通硅酸盐水泥水化、混凝土抗压强度及碳排放的影响。结果表明,GVA会延缓水泥水化进程,但延缓作用弱于同掺量粉煤灰（FA）;GVA替代水泥50%（质量）时,混凝土28d抗压强度下降38.8%,掺入3%～5%硅灰（SF）可明显提高混凝土抗压强度;GVA替代水泥降低了混凝土碳排放指数（CI）,建议掺量为20%。     

掺合料对磷酸镁水泥的性能影响及机理研究

研究了粉煤灰、矿渣粉、磷渣粉和硅灰等四种活性掺合料分别对磷酸镁水泥(MPC)工作性能和力学性能的影响,并探讨了掺合料在MPC中的水化机理。结果表明:粉煤灰、矿渣粉、磷渣粉、硅灰的最佳掺量分别为20%、20%、30%、5%,掺入磷渣粉M PC浆体的流动性和缓凝效果最优,矿渣粉和硅灰对浆体的缓凝效果不明显;随着掺合料的添加,水泥石的28 d抗压强度都有一定程度提高,抗折强度呈下降趋势。但掺入硅灰使抗折强度有所提高。掺合料化学组成和碱性不同,电离出的OH-和掺合料活性影响MPC水化体系水化进程。     

珊瑚礁砂制备超高性能混凝土的可行性研究

在远海工程施工过程中可利用珊瑚礁砂替代石英砂制备超高性能混凝土。通过研究胶凝材料与珊瑚礁砂的比例和珊瑚礁粉取代珊瑚礁砂的比例,并测试其力学性能、耐久性和微观结构后,得出结论如下:珊瑚礁砂超高性能混凝土的最佳胶砂比为1∶1,珊瑚礁粉的最佳取代比例为30%,28 d抗压强度为137 MPa,28 d抗折强度为27 MPa,电通量为97 C,氯离子扩散性系数为30×10~(-14)m~2/s,可完全满足超高性能混凝土的指标要求。珊瑚礁砂超高性能混凝土的水化产物与普通混凝土并无太大差异,都水化生成了Ca(OH)_2,AFt和C-S-H凝胶,并相互交错形成密实的结构,同时在界面过渡区很难发现结晶完好的六方板状Ca(OH)_2晶体。     

生物质焚烧灰渣活性评价及制备生态砌块研究

生物质焚烧灰、渣中含有丰富的SiO₂、Al₂O₃等无机矿物相,具备建材化利用的潜力。论文基于理化性能研究分析了不同种类生物质灰、渣的潜在活性,在此基础上探讨了2^#灰、渣对于生态砌块抗压强度的影响。结果表明,虽然各种生物质灰、渣化学组成相同,但是火山灰活性相差较大,其中2^#灰、渣具备潜在水硬性;协同利用2^#灰渣可完全取代粉煤灰、少量水泥以及部分粗骨料制备力学性能优异的生态砌块,这可能是因为2^#灰渣中硅、铝含量高,生成了较多的二次水化产物。     

活性铝土矿尾矿对混凝土力学性能的影响

以800℃煅烧活化后的铝土矿尾矿与粉煤灰共同替代20%的水泥，研究活性铝土矿尾矿对混凝土力学性能和微观结构的影响，并通过水化热、热重（TG）和扫描电子显微镜（SEM）等探讨了尾矿对水泥-尾矿-粉煤灰三元胶凝体系水化机理的影响。结果表明：随着尾矿掺量的增加，混凝土的干燥收缩逐渐减小，其抗压强度逐渐增大，当尾矿替代粉煤灰为100%时，混凝土28 d抗压强度达到最大的56.1 MPa，较未掺尾矿增大了18.64%；微观结果表明活性铝土矿尾矿具有较高的火山灰活性，增大了Ca(OH)2的消耗，促进了C-S-H凝胶的生成，改善了界面过渡区结构。     

冶金渣制备生态型人工鱼礁混凝土的试验研究

通过正交试验研究了矿渣钢渣熟料石膏体系胶凝材料的强度。胶凝材料正交试验表明：矿渣：钢渣的复合比为7∶1,矿渣和钢渣的比表面积分别为480 m 2·kg -1和550 m 2·kg -1,并与10%的水泥熟料和10%的脱硫石膏复合的胶凝材料具有较高的强度。以优化后的胶凝材料代替水泥,并以热闷法稳定化的钢渣颗粒为骨料,可以制备出抗压强度达到65 MPa以上的人工鱼礁混凝土。利用XRD和SEM方法分析胶凝材料的水化过程,结果表明,水化反应主要生成AFt相和C-S-H凝胶,钢渣、水泥熟料和脱硫石膏的协同作用对矿渣的火山灰活性反应具有重要促进作用。