微生物水泥净浆的自修复性能研究

研究了微生物矿化对水泥基材料的自修复作用,试验测定了微生物水泥净浆的裂缝自愈合、抗压强度、吸水率、孔结构等性能,并采用X射线衍射对矿化产物进行成分分析。结果表明微生物的掺入使普通硅酸盐水泥净浆和硫铝酸盐水泥净浆的抗压强度增加,吸水率下降;试件裂缝处自愈合形成了一条连续、饱满的灰白色矿物填充带。矿化生成的方解石型碳酸钙和菱镁矿型碳酸镁沉淀填充于试件内部缺陷、裂缝,使水泥净浆的总孔隙率及其增长率下降微细孔隙比例增加促进了材料的自修复,改善了其孔结构。     

镁盐对微生物水泥净浆微观结构性能的影响

采用X射线衍射、扫描电镜、能谱分析、压汞测孔法等亚微观测试手段,研究了镁盐对微生物水泥净浆微观结构性能的影响。结果表明,当营养液中仅含钙盐时,微生物矿化产物以方解石为主,并含少量球霰石,矿物呈颗粒状、团簇状。适量镁盐的掺入促进了微生物的矿化作用,形成了针棒状菱镁矿型碳酸镁和方解石型碳酸钙,降低了孔隙率,增加了微细孔隙比率,改善了材料的孔结构。     

营养盐浓度对胶结重塑泥岩试样力学特性及微观结构的影响试验研究

采用一次浸泡菌液的方式,制备不同浓度(0、0.3、0.5、0.7mol/L)营养盐处理的微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)胶结重塑泥岩样。基于直接剪切、碳酸钙酸洗法、扫描电镜(SEM)等试验测试胶结试样,分析了营养盐浓度对胶结试样力学性能、碳酸钙含量及微观结构的影响。结果表明:同等反应条件下(相同时间、体积),随着营养盐浓度的增加抗剪强度先增大后减小,当营养盐浓度达到0.5mol/L时抗剪强度最大,此时,试样黏聚力、内摩擦角分别为15.5kPa、18.83°;碳酸钙含量随着营养盐浓度的增加而增加,当营养盐浓度达到0.7mol/L时,试样平均碳酸钙含量提高较少;碳酸钙晶体分布均匀性随着营养盐浓度由低到高变化呈凸字形态;胶结试样的强度依赖于生成的CaCO3晶体量及其分布形态;生成的方解石型碳酸钙晶体主要沉积在颗粒接触处形成积聚晶体或填充在孔隙中形成"胶结桥",产生胶结效果而增强试样的力学性能。     

不同水泥对砂浆界面粘结的影响

选用了嘉华特种水泥股份有限公司生产的改性硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和高铝酸盐水泥作为界面处理材料,对中热水泥胶砂基体进行粘结处理,测试其不同龄期的粘结抗折强度,结合环境扫描电镜进行微观分析。实验结果表明:改性硅酸盐水泥的粘结抗折强度最佳,且粘结面处结构密实。     

水泥基材料在腐蚀环境中生成碳硫硅钙石的机理研究

为探索石灰石粉混凝土在低温硫酸盐环境下生成碳硫硅钙石的机理,将石灰石粉混凝土及采用硫铝酸盐水泥制备的水泥基胶凝材料分别浸泡于质量分数为10%的硫酸镁溶液和碳酸钠溶液中,进行抗压强度测试,并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及红外光谱等微观试验手段,研究并分析了碳硫硅钙石的形成原因.结果表明:低温硫酸镁溶液中的石灰石粉混凝土抗压强度随浸泡时间的延长呈现先增长后减小的趋势,表面出现膨胀剥落现象,生成大量的二水石膏,发生膨胀腐蚀;碳酸钠溶液中的硫铝酸盐水泥基胶凝材料发生了泥化现象,其抗压强度随浸泡时间延长逐渐降低,内部水化产物钙矾石随浸泡时间延长逐渐减少,发生异相结晶转换生成碳硫硅钙石.混凝土中掺加石灰石粉并不是造成碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀(TSA)的主要因素,水泥基胶凝材料硬化体中的钙矾石长期处于含CO2-3环境中才会生成大量烂泥状的碳硫硅钙石,造成胶凝材料破坏.     

浅论超早强硫铝酸盐水泥胶砂的制备与性能

对于建筑行业中常用的建筑材料水泥来说,可以通过加入硫铝酸盐水泥专用复合外加剂的方式,来调配强度较高的硫铝酸盐水泥基材料。本文就对这种材料的强度抗裂性、抗冻性等各种性能进行了综合的研究,通过研究表明硫铝酸盐水泥胶具有良好的性能,可以和普通硅胶盐水泥胶砂很好的结合。     

普硅水泥和低碱度硫铝酸盐水泥复合体系性能的研究

研究了在不同普通硅酸盐水泥掺量下,硫铝酸盐水泥基复合胶凝材料的流动度,凝结时间和水泥砂浆强度性能的影响。研究结果表明:普通硅酸盐水泥掺量小于50%时,普硅水泥-低碱度硫铝酸盐水泥混合体系的凝结时间和流动度随着普硅水泥掺量的增加而减小。随普通硅酸盐水泥掺量的增加,复合水泥砂浆的强度先减小后增大,当掺量为40%时水泥砂浆的强度达到了最大值。利用XRD和SEM微观测试手段对硫铝酸盐水泥基复合胶凝材料的水化产物和水化机理进行了分析和讨论。     

MICP技术对水泥基材料的改性研究

利用微生物在新陈代谢过程中发生的矿化作用,进行诱导形成碳酸钙,称之为微生物诱导碳酸钙沉积(MICP),它是一种新颖的环境友好型生物技术。在总结国内外相关资料的基础上,介绍了MICP的矿化行为及其影响因素,分析了MICP在改性水泥基材料方面的研究情况,并指出了MICP技术在水泥基材料应用中亟待解决的关键问题。     

水泥基防渗堵漏材料凝结机制的研究

研究了硫酸铝对硫铝酸盐水泥基防渗堵漏材料凝结时间的影响，在硫铝酸盐熟料中加入适量的硫酸铝能改变硫铝酸盐水泥熟料的早期水化进程，从而缩短水泥浆体的凝结时间。运用双电层理论、水化络合理论等分析了凝结时间变化的原因，得出了通过改变熟料颗粒的双电层结构和设置改变液相浓度的结晶结构可以调控硫铝酸盐水泥基防渗堵漏材料凝结时间的结论。     

一种新型无机微纤维在高强水泥基复合材料中的应用

以高强水泥砂浆为基质材料,研究了材料的抗压强度、抗折强度、断裂功以及劈裂抗拉强度与碳酸钙晶须掺量之间的关系,并结合微观形貌观察讨论了碳酸钙晶须对硅酸盐水泥基材料的增强增韧机理。研究发现,碳酸钙晶须在抗压强度为98.0MPa的水泥砂浆中虽然出现了较多的晶须冲断现象,但是晶须的引入阻碍了基体内部微裂纹的扩展,因此在5%的质量掺量时材料的抗压强度和劈裂抗拉强度分别得到了8%和15%的提高;并且晶须通过晶须-水泥石基体脱黏、晶须剥离、晶须冲断等机制在掺量为10%时使试件的抗折强度和断裂功分别提高了12%和56%。研究认为,碳酸钙晶须并不会在高强水泥基材料中起到明显的增韧效果;碳酸钙晶须增韧水泥基材料时,其界面黏结强度需要适当的小,以便通过裂纹偏转机制发挥最佳的增韧效果。     

复合水泥配制装配式结构连接套筒灌浆料的试验研究

采用水泥基灌浆套筒进行预装配式混凝土结构节点的连接是目前最常见、最可靠的方式。试验研究了硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥以不同比例混合制备的水泥基灌浆材料工作、力学与变形性能。试验结果表明,硫铝酸盐水泥取代后灌浆料初始流动度及其经时保持能力降低,早龄期抗压、抗折强度提升,后期强度下降,自收缩和干燥收缩减小。综合考虑水泥基灌浆材料工作、力学与体积稳定性能,硫铝酸盐水泥取代普通硅酸盐水泥比例以50%左右为宜。     

硫铝酸盐水泥对无砂自流平材料物理力学性能的影响

研究了硫铝酸盐水泥(SAC)掺量对硅酸盐水泥基无砂自流平材料流动性和强度的影响,以及减水剂掺量和SAC掺量对硫铝酸盐水泥基无砂自流平材料流动性和强度的影响。结果表明:对于硅酸盐水泥基自流平材料,当SAC掺量由0增加到20%时,初始流动度基本保持稳定,30 min流动度持续降低,1d抗折强度和抗压强度先降低后有所提高,3、28 d抗折强度和抗压强度总体上不断降低;对于硫铝酸盐水泥基自流平材料,30 min流动度均为0,随着减水剂掺量从0.225%增加到0.300%,初始流动度先显著提高,后趋于稳定,抗折强度和抗压强度变化不大;当SAC掺量从200 g增加到280 g时,初始流动度有所增加,抗折强度和抗压强度显著提高。     

高贝利特硫铝酸盐水泥基注浆材料力学性能研究

针对高贝利特硫铝酸盐水泥注浆材料复合化的问题,以高贝利特硫铝酸盐水泥为基体材料,同时引入普通硅酸盐水泥和煤系偏高岭土组成三元复合注浆材料。从宏观力学性能的角度对复合注浆材料的性能进行研究。试验结果表明：当普通硅酸盐水泥或煤系偏高岭土占比为10%时,材料的早期强度增长较为迅速,峰值应变较大,表现出更强的韧性;后期峰值应力增加,抗压强度明显提高。     

矿化微生物对赤泥基碱激发胶凝材料性能的增强研究

通过微生物矿化技术提升赤泥的碱激发反应,研究了矿化微生物用量、Ca(OH)₂用量和尿素浓度对赤泥基碱激发胶凝材料强度的影响;通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等分析了矿化微生物作用下碱激发胶凝材料的物相变化与微观形貌,并对矿化微生物改性赤泥基碱激发胶凝材料机理进行分析.结果表明：微生物矿化作用可以促进赤泥的碱激发反应,生成更多的胶凝物质,增加体系密实度,从而提高赤泥基碱激发胶凝材料的强度;赤泥基碱激发胶凝材料的强度随矿化微生物用量、尿素浓度及养护龄期的增加而增大;当加入1.5 mol/L尿素和75 mL矿化微生物时,赤泥强度增加最为显著,相较仅加入等量Ca(OH)₂的工况,提升幅度可达85.7%;与此同时,微生物矿化作用还显著加快了胶凝材料强度的增长速率,有利于胶凝材料早期强度的形成.     

新型聚合物改性防水砂浆及其专用增强剂性能研究

采用三元胶凝材料体系搭配Point-Q型聚合物水泥防水砂浆专用增强剂、再生玻璃材料、碳酸钙粉和苯丙乳液对聚合物水泥防水砂浆进行改性增强.试验结果表明,当硫铝酸盐水泥掺量为26％、增强剂掺量为1.0％、胶砂比为1:1、液料质量比为1:3、环境温度为0～40℃时,制备得到的新型防水砂浆强度、黏度、凝结时间抗渗压力较未改性前...     

MICP浸泡方式对再生砂浆骨料的性能影响试验研究

随着人类对微生物诱导碳酸钙沉积现象的研究发展,微生物矿化沉积技术被提出用于改善再生骨料的性能。对嗜碱芽孢杆菌H4的矿化产物进行XRD及SEM分析,通过是否覆盖薄膜、改变再生砂浆骨料在溶液中的浸泡位置等试验研究MICP浸泡方式对再生砂浆骨料性能影响。研究结果表明,嗜碱芽孢杆菌H4的矿化产物为方解石型碳酸钙,氧气的存在促进了嗜碱芽孢杆菌H4矿化效果,骨料浸泡在溶液中部时嗜碱芽孢杆菌H4对再生砂浆骨料的矿化效果达到最好。     

MICP浸泡方式对再生砂浆骨料的性能影响试验研究

随着人类对微生物诱导碳酸钙沉积现象的研究发展,微生物矿化沉积技术被提出用于改善再生骨料的性能。对嗜碱芽孢杆菌H4的矿化产物进行XRD及SEM分析,通过是否覆盖薄膜、改变再生砂浆骨料在溶液中的浸泡位置等试验研究MICP浸泡方式对再生砂浆骨料性能影响。研究结果表明,嗜碱芽孢杆菌H4的矿化产物为方解石型碳酸钙,氧气的存在促进了嗜碱芽孢杆菌H4矿化效果,骨料浸泡在溶液中部时嗜碱芽孢杆菌H4对再生砂浆骨料的矿化效果达到最好。     

不同掺量改性组分对硫铝酸盐灌浆水泥性能的影响

本文简要介绍了灌浆材料,主要针对目前遇到的问题和满足灌浆注浆的要求,分别以快硬硫铝酸盐水泥和硅酸盐水泥为基础,加入粉煤灰、硅灰、偏高岭土等改性优化组分,以及掺加少量减水剂和消泡剂设计不同的原料配比,配制出灌浆水泥。并对其物理力学性能、流动度和泛霜程度进行研究,通过试验结果得出了最优配料方案：水灰比0.7,硫铝酸盐水泥78%、硅灰掺量7%,偏高岭土掺量5%和粉煤灰10%。按此配比设计的硫铝酸盐水泥基灌浆材料流动性、强度和泛霜程度均满足要求。最优配比的硫铝酸盐水泥基灌浆材料的流动性能良好,7d、28d抗折强度和抗压强度满足要求、抗霜性能高。     

聚乙二醇/水泥基复合相变材料的制备与表征

基于水化-结晶法,以聚乙二醇为相变材料,硫铝酸盐水泥的水化产物为基体,利用聚乙二醇的水溶性和硫铝酸盐水泥的水硬性制备了一种高聚乙二醇含量的水泥基复合相变材料（CPCMs）,研究了其微观结构、化学兼容性、晶体结构、相变特性、热稳定性及降温效果.结果表明：聚乙二醇能够均匀地分散在硫铝酸盐水泥水化产物构成的多孔网络结构中,负载情况良好;聚乙二醇与硫铝酸盐水泥水化产物的化学兼容性良好,二者没有发生化学反应;CPCMs在250℃以下具有良好的热稳定性,具备用于相变储热沥青路面的温度条件;当聚乙二醇质量分数为36.36%时,CPCMs的相变焓高达62.48 J/g,与对照组硫铝酸盐水泥相比,其表面温度降低了7.3℃.     

苎麻纤维增强硫铝酸盐水泥基材料的力学性能与体积变形

通过抗折强度、抗压强度、界面弯拉强度、体积变形以及红外光谱测试,研究了苎麻纤维（RF）掺量对硫铝酸盐水泥基材料力学性能与体积变形的影响.结果表明：随着RF掺量（体积分数,下同）的增加,硫铝酸盐水泥净浆的抗折强度和抗压强度均呈现先增加后减小的趋势,并且在纤维掺量为0.50%时同时达到峰值;在约束条件下,掺入RF对硫铝酸盐水泥净浆界面弯拉强度的提升幅度较大,纤维掺量为0.75%试样的28 d界面弯拉强度较无约束条件下提高了31.82%;RF的掺入显著增加了硫铝酸盐水泥净浆的膨胀量,其自生变形和干燥变形均随着RF掺量的增加逐渐增大;改性后的RF可以在硫铝酸盐水泥基材料的碱性环境中稳定发挥作用,提高试样的整体强度.