建筑石膏对碱式硫酸镁水泥性能影响的研究

考察了建筑石膏的不同掺量对碱式硫酸镁水泥抗压强度、抗折强度、软化系数、凝结时间以及浆体流动度的影响.通过对试件硬化微观晶体形貌的观测,分析了建筑石膏对碱式硫酸镁水泥强度及软化系数的影响机理,以及外加剂对其相关性能的影响.结果表明,建筑石膏与碱式硫酸镁水泥混合胶凝材料在适宜的配比下可以制作凝结时间适宜、早期强度高、耐水性良好的新型胶凝材料.     

磷石膏/聚丙烯复合材料制备

为了将磷石膏资源化利用,将40℃下烘干处理的磷石膏与聚丙烯颗粒混合后,再添加少量液体石蜡,经过热压成型制备了磷石膏/聚丙烯复合材料.在所制备复合材料中磷石膏至少占50%以上,增大了磷石膏的消耗量;并且在材料制备工艺中磷石膏预处理方法简单易行,增加了整个制备工艺的可行性.结果表明,磷石膏/聚丙烯复合材料密度随原料中磷石膏掺量增加而增大,磷石膏掺量为50%时,视密度每立方厘米1.089克;磷石膏掺量为80%时,视密度每立方厘米1.405克.磷石膏/聚丙烯复合材料的弯曲强度随着磷石膏掺量增加而增大,磷石膏掺量为80%时弯曲强度可达14.3MPa.但所制备磷石膏/聚丙烯复合材料样品的脆性较大,拉伸强度较低,与磷石膏的掺量无明显的相关性,磷石膏掺量为70%时拉伸强度1.7MPa,适用于要求塑性变形小的场合.所制备复合材料还有另一显著特点是耐水性很好,无论原料配比如何其软化系数均在1.0以上,从而克服了一般石膏制品耐水性差的缺点.最佳成型制度为成型温度160℃,成型压力15MPa.     

半水磷石膏充填强度影响因素试验

为充分利用半水磷石膏的胶凝活性,将半水磷石膏作为矿山充填胶凝材料,采用XRD、XRF和SEM分析半水磷石膏的物化性质和微观形貌;通过正交试验,确定半水磷石膏充填材料的最优配比为生石灰掺量1.5%、尾砂掺量0%、结晶水质量分数5%;单因素试验结果表明,半水磷石膏强度性能与生石灰掺量、搅拌时间正相关,与半水磷石膏结晶水质量分数、水溶磷质量分数、尾砂掺量负相关,为使半水磷石膏充填材料3 d强度达到3 MPa,充填材料中生石灰掺量应不少于1.5%,搅拌时间不少于10 min,同时,半水磷石膏原材料水溶磷质量分数应小于4%、结晶水质量分数应小于10.3%,尾砂掺量不大于60%.微观分析表明,各影响因素主要通过影响半水磷石膏水化产物晶体形貌、晶体结合触点的强度和水化产物体积率对半水磷石膏充填体强度产生影响.     

磷石膏保温砂浆的制备

为实现工业废渣磷石膏的再利用,将其预处理、煅烧(蒸压)制得建筑（高强）石膏,然后与水泥、硅灰一起作为胶凝材料,配合玻化微珠轻质骨料制备半水石膏基无机保温砂浆;以生石灰作为碱性激发剂,通过单因素实验,比较分析磷石膏含量、硅灰含量、骨胶比以及磷石膏处理工艺对砂浆抗压强度、导热系数、吸声等性能的影响.结果表明:经处理过的磷石膏（半水石膏）可直接作为胶凝材料使用,配制的保温砂浆最佳配合比（质量比）为磷石膏/水泥=0.80,骨胶质量比为1∶1,硅灰占胶凝材料总量的20%;砂浆的导热系数≤0.054 W/(m·k),干表面密度≤0.35 g/cm3,抗压强度＞0.3 MPa,达到了国家标准保温砂浆性能要求.     

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。     

高性能胶凝材料中石膏的优化

高性能胶凝材料主要用于高性能混凝土,具有强度高、需水量小、水化垫低和收缩小等特点。按掺高效减水剂的胶凝材料的流变性能来优化石膏的掺量是高性能胶凝材料的特有技术之一。试验研究了石膏的掺量对高性能胶凝材料的需水量、凝结时间、强度、收缩性的影响,以此作为优化石膏掺量的依据。     

磷石膏/矿粉复合过硫胶凝材料的制备研究

通过研究磷石膏、硫铝酸盐水泥熟料、碱激发剂等组分掺量对过硫胶凝材料体系物理力学性能的影响,借助XRD、SEM等微观测试手段对水化产物及机理进行分析探讨,确定了过硫胶凝材料组成的最佳配合比。结果表明:5%的硫铝酸盐水泥熟料、30%的磷石膏、63%的矿粉、2%的碱激发剂制备出的磷石膏/矿粉复合过硫胶凝材料标准稠度用水量为30.8%,初凝时间为312min,终凝时间为514min,3d抗压强度可达13MPa,28d抗压强度超过48MPa。微观分析表明,在该配比下制备的过硫胶凝材料主要水化产物为钙矾石和C-S-H凝胶,水化28d时钙矾石生成量较大,结构较为致密,强度大幅度提高。     

复相凝水膨胀材料充填性能影响因素实验研究

复相凝水膨胀材料是一种新型矿山充填材料。以复相凝水膨胀充填材料的抗压强度、非固相体积率、膨胀率和表征耐水性能的强度损失率为主要研究对象,通过单因素实验法、随机实验法等,调整外加剂的掺量,研究了各外加剂掺量分别对复相凝水膨胀充填材料充填性能的影响规律以及外加剂复合作用下复相凝水膨胀充填材料充填性能的变化规律。以随机实验法所获得的大量实验数据建立3D可视化模型,对多因素复合作用下复相凝水膨胀充填材料的充填性能变化规律进行了研究,并采用多项式逼近法建立了不同充填性能对应的多元非线性回归模型。结果表明：随着非晶相凝水剂（SAP）掺量的增加,充填体抗压强度和耐水性能逐渐降低;增加气相引入剂（GPA）的掺量能显著增加充填料浆的膨胀率,但会降低充填体的强度和耐水性;增大表面疏水剂（HA）掺量能降低充填体的强度损失率;复相凝水膨胀材料的3 d抗压强度性能受GPA掺量的影响最大,非固相体积率性能主要受SAP掺量的影响,膨胀率性能主要受GPA掺量的影响,强度损失率主要受HA掺量的影响。     

硬石膏对熟料激发矿渣水化反应的影响

以不同硬石膏掺量的熟料激发矿渣胶凝材料为研究对象,通过对胶结体强度、水化产物的种类及非蒸发水含量等的分析检测,探讨了石膏对熟料激发矿渣的胶凝性能和水化产物的影响.结果表明:适量硬石膏的掺加能够显著提高熟料激发矿渣胶凝材料的早期胶结强度,最佳石膏掺量下,胶凝材料净浆的3d胶结强度可提高95%,细粒尾矿砂浆的3d胶结强度可提高388%.石膏的加入显著促进了钙矾石(AFt)和低钙硅比水化硅酸钙(CSH)在水化早期的优先生成,加快了Ca(OH)2的消耗、抑制了水化铝酸钙(C4AH13)的生成,使3d水化产物中非蒸发水的质量分数由9.23%提高到14.35%.     

利用煤矸石与页岩制备无熟料胶凝材料的研究

研究了煤矸石、页岩复掺并激活后替代水泥熟料生产胶凝材料的可行性;利用XRD和X射线衍射分析等检测手段对煤矸石和页岩的矿物组成及化学成分进行了分析,运用DTA分析确定了煤矸石和页岩的最佳煅烧温度范围,并结合活性评价方法确定了最佳的煅烧工艺;采用脱硫石膏和CaO作为活性激发剂,结合胶砂强度对制备出的胶凝材料的宏观性能进行了分析,并利用SEM对其水化产物进行了系统的分析且探讨了其相关反应机理。结果表明,在实验中,当煤矸石与页岩的比例为7∶3且内掺5%脱硫石膏时,在780℃温度下保温2h且在空气中进行急冷的条件下,得到的煅烧样的活性最佳,且利用其制备出的胶凝材料的3d、28d胶砂强度均可达PC32.5强度等级。     

Road performances of mesoporous nano-silica modified asphalt binders

The objective of this paper was to find new modifier to improve the aging resistance and low temperature cracking resistance of asphalt. To investigate the aging resistance of modified asphalt binders, mesoporous nano-silica(doping Ti~(4+)) was used as a asphalt modifier. Some physical properties including penetration, ductility, and softening point of asphalt were analyzed with RTFO(Rotating thin film oven) aging and ultraviolet aging. Moreover, the performances of high and low temperature of modified asphalt binders with pressure aging were tested by dynamic shear rheometer(DSR) test and bending beam rheometer(BBR) test. These results showed that the penetration decreased, low temperature ductility, and softening point increased when adding mesoporous nano-silica to base asphalt. After ultraviolet radiation aging, the penetration loss and ductility loss of modified asphalt decreased than that of original asphalt, the increase of softening point was also significantly reduced than that of base asphalt. Furthermore, The test results of DSR and BBR showed that the G*sinδ and creep modulus‘s' of pressure aged asphalt decreased, but the creep rate ‘m' increased. It can be concluded that the aging resistance and cracking resistance of modified asphalt are improved by adding mesoporous nano-silica, especially the doping of Ti~(4+) could improve the aging resistance obviously.     

磷石膏颗粒级配、结构与性能研究

磷石膏的颗粒级配、结构是影响性能的重要因素.采用筛分、沉降天平分析、SEM显微结构分析,研究了磷石膏颗粒级配与二水石膏晶体形貌,测定了不同形态磷与有机物等杂质在磷石膏中分布.分析、测试了磷石膏胶结材的结构与性能.结果表明磷石膏的颗粒级配、形貌与天然石膏存在明显差异,它的颗粒级配成正态分布,二水石膏晶体粗大、均匀,以板状为主,其尺度比天然二水石膏晶体粗大.可溶磷与有机物覆盖于二水石膏晶体表面,其含量随磷石膏粒度增加而增加.粉磨使磷石膏颗粒形貌多样化,并改善颗粒级配,降低其胶结材需水量,使硬化体结构趋于密实,强度得以提高.磷石膏经过中和、粉磨预处理可制备出优等品建筑石膏.     

矿渣-粉煤灰-氟石膏胶结材激发及毒性

研究了激发剂对氟石膏的激发效果和机理,复合氟石膏胶结材的强度、软化系数和浸出毒性。通过NaOH、Na2SO4和NaF对氟石膏激发试验,确定最优掺量均为1％。在此基础上,采用矿渣、粉煤灰、熟料对用量80％以上氟石膏进一步改性,发现Na2SO41％、矿渣2．5％、粉煤灰5％和氟石膏89％复合胶结材性能最好,28d抗压强度可达12．25MPa,软化系数可达0．70,浸出氟离子浓度降低到0．7485mg／L。SEM和XRD分析发现水化形成的二水石膏晶体与少量水化硅酸钙、钙矾石及氟化钙互相填充包裹,阻碍了水分进入,改善了复合胶结材耐水性能和降低了浸出毒性。     

粉煤灰对砂浆强度影响的实验研究

探讨了高烧失量粉煤灰对砂浆强度的影响。用不同掺量的粉煤灰做了两组实验，测试结果表明：粉煤灰砂浆的用水量随着粉煤灰掺量的增加而增加；在蒸养后，粉煤灰砂浆试块的抗压和抗折强度比无粉煤灰试块有较大的提高；当粉煤灰掺量占水泥量的３０％时，其抗压和抗折强度最高；在标差２８ｄ后，粉煤灰掺量大于３０％的砂浆试块抗压和抗折强度比无粉煤灰试块有所降低。     

磷石膏改性二灰路面基层材料的性能研究

磷石膏的加入大幅度改善了二灰类路面基层材料的强度性能。对磷石膏改性二灰、磷石膏改性二灰稳定粒料的强度、强度发展，水稳性、抗冲刷性进行了研究。结果表明磷石膏改性二灰类路面基层材料与二灰材料相比这几种性能都得到了大幅度的改善。     

Effects of clinker contents of different C3A and C4AF on the performance of PSC cement

Phosphogypsum-slag-clink (PSC) cement were prepared by original phosphogypsum(PG), which was grinded after dried at 60 °C combined with different contents of phosphogypsum (15%, 20%, 30%), and a small amount of different C₃A, C₄AF contents of finely ground cement clinker, and ground granulated blast furnace slag (GGBFS). Physical mechanical and sugaring properties were studied. The results show that compressive strength of PSC cement with 20% phosphogypsum at 3 d ages would be higher than 17 MPa and even 50 MPa at 28 days. Compressive strength at longer curing stage and sugaring properties of PSC with lower content of C₃A higher C₄AF clinker were improved. pH value of PSC cement system at early stage was relatively low, and pH gradually increased with the addition of clinker. pH increased firstly and then decreased with the hydration stage. SEM analyses showed that the amount of ettringite, which was influenced by pH and content of Al, must be controlled in PSC cement system, which may cause damage to microstructure or even expansive cracks if large amount of ettringite formed in hardened paste.     

丹江口水库岩石物理力学性能试验研究

通过丹江口水库库区代表岩样物理力学性能试验研究,得到岩样基本物理参数及其在干燥状态、自然状态和饱和状态下的单轴抗压强度、弹性系数和岩石软化系数。试验结果表明,岩石抗压强度随弹性模量的增加而增加,岩石弹性模量与孔隙率具有一定的关系,岩石吸水后强度弱化程度与孔隙率和岩石矿物成分密切相关,并且建立了岩石单轴抗压强度与弹性模量,孔隙率与弹性模量之间关系式。岩样的最终破坏形式可归纳为6种。研究成果可为丹江口水库诱发地震评价研究提供基础数据和参考。     

超高分子量聚乙烯耐热性能的改善

为了提高超高分子量聚乙烯的耐热性能,采用高岭土、碳酸钙两种材料作为填料进行耐热改性研究.通过实验,对复合材料的各种性能进行测试和分析,比较不同质量分数的填料对超高分子量聚乙烯各性能的影响.结论表明:高岭土和碳酸钙的填充明显改善了超高分子量聚乙烯的耐热性能,当填料质量分数为30%时,填充高岭土得到的复合材料的维卡软化温度为113℃,填充碳酸钙得到的复合材料的维卡软化温度为111℃,均提高30℃左右.其力学性能有不同程度的降低,当填料质量分数为10%时,复合材料的力学性能最好,之后随着添加比例的增大,其力学性能减小的速度也增加.综合考虑,填料质量分数在10%到20%之间时,能同时满足力学性能和耐热性能的需要.