α—TCP／TECP双相磷酸钙的胶凝特性研究

主要研究了α-Ca3(PO4)2-Ca4(PO4)2O体系胶凝材料的凝结硬化及强度性质。研究表明,在实验条件下,该体系胶凝材料的凝固时间随粉料中TECP质量分数的增加而缩短。硬化体24h抗压强度与TECP质量分数的关系呈凸型曲线关系。当TECP质量分数为20％时,抗压强度最大为37.6MPa。此外,阐述了硬化体的XRD分析和SEM观察。     

α-Ca_3(PO_4)_2-C_6H_8O_7-H_2O体系胶凝材料性质

本文主要研究了α-Ca_3(PO_4)_2-C_5H_8O_7-H_2O体系胶凝材料的凝结硬化及强度性质。研究表明,在本文实验条件下,该体系胶凝材料的硬化时间与柠檬酸(C_6H_8O_7)水溶液浓度的关系呈凹型曲线形式,当溶液浓度为2M时,硬化时间最短。而硬化体24h抗压强度与C_6H_8O_7水溶液浓度的关系呈凸型曲线形式,当溶液浓度为2.5M时,抗压强度最大,为32.25MPa。此外,文中阐述了硬化体的SEM观察和XED分析。     

复合型镁质胶凝材料的水化相及其硬化体显微结构

将菱苦土与苛性白云石按一定比例混合构成复合型镁质胶凝材料,将其与氯化镁水溶液按n（MgO）/n（MgCl2）=5拌和后形成氯氧镁水泥硬化体,研究了该复合型镁质胶凝材料的水化相及其硬化体显微结构。该硬化体的强度随着菱苦土在苛性白云石中含量的增加,其不同养护时间的抗折和抗压强度均随之增加,24 h的最高抗折强度为9.07 MPa,28 d的最高抗压强度为183.50 MPa,说明将复合型镁质胶凝材料与氯化镁溶液拌和后,形成了具有一定强度的水泥石或氯氧镁水泥硬化体。XRD和IR测试结果证明形成的硬化体为5型相结晶体,其显微特征主要是大量的凝胶体形貌而非针（棒）状结晶结构,呈放射状的针（棒）状晶体仅在孔洞中存在。认为凝胶体是复合型镁质胶凝材料硬化体具有很高强度的来源。     

复合激发剂对钢渣-矿渣基胶凝材料性能的影响

基于正交试验,通过对钢渣-矿渣基胶凝材料外观形貌、抗压强度、水化产物的分析,研究氢氧化钙和激发剂D的复合激发剂对钢渣-矿渣基胶凝材料的安定性及抗压强度的影响。结果表明:与未添加激发剂相比,复合激发剂能显著激发钢渣-矿渣基胶凝材料的活性,改善其安定性;胶凝材料抗压强度影响因素的强弱顺序依次为激发剂D、氢氧化钙、钢渣微粉;钢渣微粉、矿渣微粉、氢氧化钙、激发剂D质量分数分别为40%,53%,3%,4%时,制得的胶凝材料试样体积安定性合格,且抗压强度最大,达15.46 MPa。     

灾后混凝土工程快速修补材料的研究

为了确定磷酸盐胶凝材料(MPB)的最佳配合比,研究调凝组份、磷酸盐/MgO(w(P)/w(M))、灰砂比、掺粉煤灰对MPB胶凝材料凝结时间和强度发展等的影响规律,并分析它与传统水泥混凝土间的兼容性及其硬化机理.结果表明:当调凝组份掺量为10%左右时,可使MPB水泥凝结时间控制在15～30 min内.当w(P):w(M)为1:2时,MPB水泥浆体的强度达到最高值,3 h抗压强度可达到40 MPa以上,1 d时强度超过50 MPa.灰砂比(w(MPB):w(S))为1:1.5时,砂浆强度达到最高值,3 h抗压强度达到50 MPa,抗折强度达到9.1 MPa.在保持流动度不变情况下,掺粉煤灰并不降低MPB胶凝材料强度,并可使其颜色与普通水泥混凝土接近.MPB遇水后生成以MgNH_4PO_4·6H_2O为主的反应产物,它与传统水泥混凝土间具有很好兼容性,因而适合于灾后混凝土工程的快速修复.     

原状磷石膏基水硬性胶凝材料的制备与性能表征

以原状磷石膏(简称磷石膏)、水泥(P.O 42.5)、矿渣、粉煤灰为原料,将水泥、矿渣、粉煤灰粉体直接加入磷石膏浆体中进行浆粉搅拌,制备出磷石膏-矿渣-水泥基(PBC)和磷石膏-矿渣-水泥-粉煤灰(PBCF)基水硬性胶凝材料的净浆硬化试样,并对PBC和PBCF净浆硬化试样的性能进行表征。结果表明:PBC试样的3 d抗压强度较低,7,28 d龄期抗压强度随水泥掺量的增加先增加后降低,水泥掺量20%(质量分数)时,试样的7,28 d龄期抗压强度达到最大值,后者为26.4 MPa;PBCF试样的7,28 d抗压强度随粉煤灰掺量的增加先增加后降低,粉煤灰掺量为15%(质量分数)时,试样的7,28 d抗压强度均达到最大值,分别为17.0,28.7 MPa;PBCF试样软化系数均≥0.88。     

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。     

利用炼铁高炉渣制备胶凝材料的研究

以高炉渣微粉和偏高岭土为主要原料,NaOH和Na2SiO3为复合激发剂,制备了碱激发矿渣胶凝材料,研究了炉渣粒度、碱添加量及养护制度对矿渣胶凝材料性能的影响.结果表明,炉渣粉磨至10 μm,在室温下养护,激发剂含量为12%时,样品的1 d抗压强度为17.66 MPa;当碱激发剂含量达到16%时,样品的1 d抗压强度为27.91 MPa;随着养护时间的延长,胶凝材料的抗压强度有提高的趋势,80 ℃养护可以提高胶凝材料的早期强度,但养护温度不宜过高.     

黄金尾矿制备高贝利特相胶凝材料试验研究

利用黄金尾矿和石灰石,通过配料、粉磨、高温煅烧制备出富含高贝利特相矿物的胶凝材料,实现黄金尾矿的资源化.采用X射线衍射仪(XRD)测定矿物材料的矿物组成,用扫描电子显微镜(SEM)对其水化物相进行了研究,并考察其胶凝性能.结果表明:以黄金尾矿配以石灰石为原料可低温烧成富含高贝利特相矿物的水泥胶凝材料,其水化浆体中水化产物AFt晶相的数量较多,对浆体起到了良好的补偿收缩作用,强化了硬化水泥石的结构.     

无机矿粉对碱激发碳酸盐胶凝材料性能的影响

研究了矿渣、粉煤灰和偏高岭土时碱激发碳酸盐胶凝材料的强度、抗渗性能以及凝胶时间的影响，探讨了该材料浆体的流变特性。研究表明：1)矿渣可大幅度提高该材料的强度和抗渗性能，但会显著缩短凝胶时间；偏高岭土有利于强度的提高，但时抗渗性能和凝胶时间的影响不显著；粉煤灰时这些性能的影响均不显著；2)无机矿粉复合后，可使材料28d的抗压强度达43MPa以上，抗渗压力达1.5MPa以上；3)该胶凝材料的浆体为宾汉型流体；4)该胶凝材料中掺加粉煤灰，其浆体的流动性优于掺加矿渣和偏高岭土的浆体流动性。     

紧密堆积理论与表征方法在水泥复合胶凝材料中的应用

水泥复合胶凝材料的堆积密实度将直接影响新拌净浆、砂浆、混凝土的工作性能以及硬化体的强度、耐久性。阐明了固体颗粒紧密堆积理论,比较了水泥复合胶凝材料体系堆积密实度评价方法的特点,从颗粒形状、颗粒粒径以及粒度分布3个方面,阐述了影响水泥复合胶凝材料堆积密实度的关键因素,指出了水泥复合胶凝材料密实填充效应研究存在的问题。     

钢渣粉品质与胶凝活性灰关联分析及预测模型

为了探索钢渣粉品质与胶凝活性之间的关系,采集了6种分布于中国不同区域的钢渣,通过化学分析与X射线衍射(XRD)分析其化学组成与矿物组成,依据《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》(GB/T 20491—2006)进行胶凝活性试验,借助灰色系统理论分析了钢渣粉组成对其胶凝活性的影响,并建立了28d抗压强度预测模型。结果表明:适当提高CaO,MgO,SO3的质量分数均有利于提高钢渣粉的胶凝活性;与钢渣碱度系数相比,钢渣中(CaO+MgO)/(Fe2O3+SiO2)值与胶凝活性的关联度更高(达0.94以上),其值在一定程度上反映了钢渣粉胶凝活性的大小;据此建立了其与砂浆28d抗压强度的GM(1,2)预测模型,预测值与实测值吻合较好,平均相对误差3%。     

水泥基复合胶凝材料改性聚合物修补砂浆的试验研究

针对硫铝酸盐水泥基修补材料凝结时间快、抗折强度倒缩等问题,提出以普通硅酸盐（PO）- 硫铝酸盐水泥（SAC）复合改性聚合物快速修补材料性能,探究 PO-SAC 复合胶凝体系对聚合物修补砂浆的新拌性能和力学性能的影响,并且进一步研究了复合体系对砂浆界面粘结性能的影响,采用 SEM 分析解释宏观性能变化。结果表明：当 PO 占复合胶凝体系比例达 90% 时,聚合物修补砂浆的凝结时间相比 SAC 明显延长,满足修补需求;流动性能良好,砂浆呈现微膨胀性,28 d 时的收缩率为 -3.21×10-4;早期强度高,1 d 抗压强度达到 26.1 MPa,且后期抗压、抗折强度增长幅度大;界面粘结性能优异,28 d 粘结强度可达到 4.4 MPa。随着PO 的掺入,复合胶凝体系的水化产物钙矾石（AFt）会逐渐减少,砂浆微观形貌不致密,不利于水泥浆体早期强度和收缩的发展。     

赤泥-粉煤灰-矿渣碱激发胶凝材料性质的研究

以赤泥、粉煤灰、矿渣等工业废渣为主要原料制备碱激发胶凝材料,通过正交实验找出了赤泥、矿渣和粉煤灰的最佳配比。当赤泥与粉煤灰比例为3∶1、矿渣的掺量为40%、12%硅酸钠促硬剂为0.12A、减水剂为0.7%时,所制备的碱激发胶凝材料力学性能较好。用蒸压养护制度可得出性能最优的碱激发胶凝材料。赤泥-粉煤灰-矿渣碱激发胶凝材料具有一定的耐酸碱盐腐蚀性、耐高温性能和良好的抗冻性能;吸水率由高到低依次为:水泥、净浆试体、胶砂试体Ⅰ(灰砂比为2∶1)、胶砂试体Ⅱ(灰砂比为1∶1)。X-射线衍射分析表明:在碱激发胶凝材料中生成了大量的铝硅酸盐和钙硅酸盐的复合反应产物,如:莫来石(K2O.Na2O.H2O、Al6Si2O13)、托勃莫来石和C-S-H、C2-S-H凝胶产物等。该类材料不仅具有类似有机聚合物的完整岛状结构及链状结构,还能与矿物颗粒表面的[SiO4]4-和[AlO4]4-四面体通过脱烃基作用形成化学键;来源于原料中Ca(OH)2的C-S-H凝胶多生成于水泥水化的C-S-H凝胶孔隙之中,从而大大提高了结构密实度,是其获得高强度的直接原因。     

考虑乳化水质量分数影响的含蜡原油胶凝特征研究

水相存在于含蜡原油体系中时,随着温降过程的发生,非牛顿型油水乳化体系的胶凝行为在具备含蜡原油属性的同时又具有其自身的特性.针对油包水型(W/O)含蜡原油乳状液,考虑乳化水质量分数的影响,基于流变测量方法,识别并表征了不同乳化环境下W/O型含蜡原油乳状液体系的胶凝温度界限及胶凝结构强度变化规律.结果表明,随着乳化水含量的...     

煤矸石-水泥二元胶凝材料水化动力学研究

为揭示煤矸石对水泥水化过程的影响,采用等温量热仪研究了煅烧煤矸石-水泥复合胶凝体系的水化动力学。煤矸石-水泥二元胶凝材料水化放热规律与纯水泥基本一致;复合盐(CaCl2—K2SO4,CaCO3—K2SO4)能够促进煤矸石-水泥胶凝材料的水化,缩短煤矸石-水泥胶凝材料的水化诱导期,提高煤矸石-水泥的水化放热量;从加速期水化反应速率常数和水化放热量来看,氯盐-硫酸盐比碳酸盐-硫酸盐对煤矸石-水泥二元胶凝材料激发效果更好。     

利用烧页岩研制碱激发胶凝材料的探讨

将张家口坝上地区页岩在850℃保温60min煅烧后作为制备胶凝材料的主要原料,利用水玻璃和氢氧化钠作复合激发剂研制碱激发胶凝材料。试验结果表明：调整复合激发剂模数为1．2,且掺量占总质量的10％时,可以激发活性较低的烧页岩的活性,制备的碱激发胶凝材料28d抗压强度达到18．5MPa。经对其进行SEM分析可见生成了一种结构上类似于沸石的前驱体的无定形铝硅酸凝胶物质。     

碱激发粉煤灰水泥再生沥青混凝土性能研究

通过无侧限抗压强度、劈裂强度(删除劈裂强度)、水稳定性、弹性模量以及扫描电镜测试,研究了NaOH激发水泥-粉煤灰(C-FA)胶凝材料对再生沥青混凝土性能的影响.研究表明:NaOH激发粉煤灰水泥胶凝材料能够对再生RAP(reclaimed asphalt pavement)进行有效的化学固化;当组分为1/5≤A/S≤5/5、水泥2%～4%、粉煤灰5%～6%时,随着NaOH掺量的增加,再生沥青混凝土的抗压强度、水稳定性以及体积稳定性随之提高;随着NaOH的掺量和加载频率的提高,再生沥青混凝土7 d龄期动载荷条件下的弹性模量明显提高.     

基于正交设计高性能钢铁渣粉的制备与性能研究

为了制备出性能优良的钢铁渣粉,试验采用L_9(3~4)正交设计,考察了矿渣粉细度、钢渣粉细度及掺量等三因素对胶砂流动度和抗压强度的影响,并进行了极差分析,方差分析及性能指标分析。基于优化结果研究了钢铁渣粉胶砂的泌水性和干缩性能,通过MIP分析了硬化水泥浆体的孔结构。结果表明:当钢铁渣粉取代水泥50%(质量分数,下同)时,三因素对不同龄期胶砂抗压强度的影响规律一致;钢渣粉细度是胶砂流动度的显著性影响因素,但对胶砂抗压强度的影响"不显著";适当降低钢渣粉掺量,提高矿渣粉细度对提高钢铁渣粉的胶凝活性有利,优化的钢铁渣粉参数为钢渣(348m~2/kg)∶矿渣(452m~2/kg)=30%∶70%;与单掺矿渣粉相比,优化的钢铁渣粉砂浆泌水率为0,4d和80d胶砂干缩率分别下降了19.71%和14.43%,同时优化了硬化水泥浆体的孔结构。     

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。