氧化石墨烯对碱矿渣水泥增韧效果研究

作为环保胶凝材料,碱矿渣水泥的低韧性限制了其大规模应用。采用改进Hummers法制备氧化石墨烯,研究不同掺量的氧化石墨烯对碱矿渣水泥水化放热、抗折强度、抗压强度和韧性的影响。结果表明:氧化石墨烯能够提高碱矿渣水泥后期水化放热,增大碱矿渣水泥后期水化程度;氧化石墨烯的掺入提高了碱矿渣水泥砂浆的抗折强度,略微降低其抗压强度,显著增加了碱矿渣水泥的韧性,当氧化石墨烯掺量为0.03%,碱矿渣水泥的韧性大幅提高,60 d折压比较空白组提高了51.9%。     

煤矸石掺量对混凝土耐久性影响研究

主要研究煤矸石掺量对混凝土性能的影响。试验选用煤矸石按照20%、40%、60%、80%、100%的掺量取代碎石制备C30、C40的混凝土,探索研究煤矸石掺量对混凝土强度、抗冻性、抗渗性和碳化性能的影响,并对煤矸石的碱活性进行验证。试验结果证明,煤矸石的掺量大小对C30混凝土和煤矸石掺量在60%以下时的C40混凝土强度影响不大;但是当煤矸石掺量在60%以上时,C40混凝土强度明显降低;混凝土碳化试验结果表明,7 d龄期碳化深度无明显变化,而随着煤矸石掺量的增加28 d龄期混凝土碳化深度增大了11~17 mm;混凝土抗渗性能随着煤矸石掺量的增加渗水高度最大增加35 mm,电通量增大到普通混凝土的1.5~1.7倍。煤矸石混凝土的碱活性测试结果显示,华龙集团的煤矸石不具备碱活性。     

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.     

掺热活化煤矸石水泥胶砂试验研究

借助于X射线衍射分析、激光粒度分析、宏观力学性能测试等手段,对陕西铜川煤矸石进行了系统的热力活化研究.研究结果表明:掺700℃煅烧后的煤矸石的水泥胶砂试块强度值最高,说明这个温度是本试验所采用煤矸石的最佳煅烧温度.通过XRD分析表明:采用热力活化,煤矸石中活性来源矿物高岭石转变为偏高岭石的温度明显低于纯商岭石的转变温度.水泥胶砂强度随活化煤矸石掺量的增加在早期呈下降趋势,但随水化时间的增加,强度有大的提高,甚至超过纯硅酸盐水泥砂浆强度,其中综合效果以掺量30%为最佳.当掺量超过35%后,强度大幅度下降.     

碱硅酸反应影响因素试验研究与灰色关联分析

运用砂浆快速棒和灰色关联分析的方法,研究了水泥碱含量、活性骨料掺量、温度条件对碱硅酸反应的影响规律和影响程度.试验结果表明:随着水泥碱含量增大,砂浆试件的膨胀率先增大后减小,存在临界碱含量;活性骨料掺量和温度的提高,会使砂浆试件的14d膨胀率随之增大,活性骨料占总骨料20％以下时不会发生碱骨料反应,温度较低时水泥水化收缩占主导地位,砂浆试件产生收缩而非膨胀.灰色关联分析表明,活性骨料掺量对碱硅酸反应影响最大,温度影响次之,水泥中碱含量影响最小.因此,将活性骨料与非活性骨料复掺在混凝土中使用是避免碱骨料反应发生得最有效途径.     

高铝煤矸石复合活化及其火山灰效应分析

采用胶砂强度法研究了机械粉磨、煅烧、增钙煅烧及与化学活化剂复合对内蒙古某地高铝煤矸石活性的激发效果,并采用SEM,XRD,FTIR分析了不同粉磨时间、不同煅烧温度对高铝煤矸石内部结构变化及其活化效果的影响;以强度活性指数、火山灰效应贡献率为考察指标,分析了不同方式活化的高铝煤矸石的火山灰效应.结果表明:单纯机械粉磨对高铝煤矸石的活性有一定的激发作用,但活化效果有限;煅烧对高铝煤矸石活性有明显的激发作用,其最佳煅烧温度为800℃,此时高铝煤矸石水泥胶砂强度活性指数达126.5%,火山灰效应贡献率达44.7%;增钙煅烧可使其强度活性指数进一步提高到142.6%,火山灰效应贡献率提高到50.9%;在增钙煅烧基础上掺入0.6%(质量分数)的硫酸钠可使其28d抗压强度达到78.9MPa,强度活性指数达到157.0%,火山灰效应贡献率达到55.5%.     

延边地区掺煤矸石的混凝土抗压强度试验研究

煤矸石的性能随地域性的不同存在一定的差异,煤矿产区因试验条件限制对煤矸石的力学性能掌握不充分,限制了煤矸石的应用。本文以吉林省延边地区某煤矿的自燃煤矸石为研究对象,设计并完成144块煤矸石混凝土立方体试块抗压强度试验,系统地研究了煤矸石混凝土的抗压强度与龄期、水泥掺入比以及煤矸石取代率之间的关系。得出:1随着养护龄期的增加,煤矸石混凝土的强度与之呈对数关系,且明显提高。2在煤矸石取代率一定的条件下,煤矸石混凝土的强度随着水泥掺入比的增加而增大。水泥掺量处于10%~14%范围时,强度增长速度较大;当水泥掺量大于14%时,强度的增长速度明显放缓。通过试验研究,本文建议的最佳水泥掺入比为14%。3延边地区煤矸石混凝土的抗压强度随煤矸石取代率的增加而逐渐降低,本文建议的最佳取代率为60%。     

硅钙渣脱碱处理及作水泥混合材的研究

采用正交试验法对硅钙渣进行脱碱处理,对脱碱前后的硅钙渣水泥性能进行了研究。通过调整温度、保温时间、石灰乳掺量和水洗次数,得出最佳脱碱组合为:石灰乳掺量10%,温度85℃,保温时间3 h,水洗2次,处理后碱含量为0.83%;强度试验结果表明,水化早期未脱碱硅钙渣水泥抗压强度要高于脱碱硅钙渣水泥,但随着龄期逐渐增长,脱碱硅钙渣水泥优势逐渐显现,掺量越大优势越明显;微观形貌分析表明,未脱碱硅钙渣水泥水化早期生成大量C-S-H凝胶,水化产物较脱碱硅钙渣水泥更致密,水化28d时两者水化产物的致密性相当。     

热激活煤矸石的火山灰活性试验研究

煤矸石的活性较低,通过煅烧可以使煤矸石的活性得到较大程度的提高。比较了不同煅烧温度与不同煅烧方式的煤矸石水泥的胶砂强度,用SEM及XRD分析了活化煤矸石的形貌及晶格转变,试验表明煅烧能够提高煤矸石的火山灰活性,经600～800℃煅烧煤矸石的活性较高;煤矸石煅烧后产生的偏高岭石是煤矸石活性的主要来源。     

玻璃粉粒径和掺量对碱矿渣混凝土强度的影响

本文通过实验研究了玻璃粉粒径和掺量对碱矿渣混凝土抗折、抗压强度的影响.实验结果表明,玻璃粉的粒径对碱矿渣水泥有显著的影响,玻璃粉粒径越小,制备的碱矿渣混凝土的强度越大;当掺入的玻璃粒径相同时,碱矿渣混凝土的强度随着掺入玻璃量的减少而增大.     

低烧煤矸石活性掺合料制备技术的试验研究

通过低温煅烧和增钙的方法对未自燃煤矸石进行活性激发,研究了不同煅烧温度和增钙条件下煤矸石粉的活性差异;并利用活性效应分析方法研究了增钙低烧煤矸石的胶凝活性,以及活化煤矸石掺量对水泥胶凝活性的影响。研究结果表明,当煅烧温度在500~700℃之间时,煤矸石粉的活性随着温度升高而增大;煤矸石粉通过增钙煅烧可以提高活性,活化后与矿渣复掺效果更佳。煤矸石的增钙煅烧可以促进偏高岭土等活化物质的生成是其胶凝活性改善的根本原因。     

聚羧酸减水剂复合无碱速凝剂对水泥浆体凝结时间和早期强度的影响

研究了不同聚羧酸减水剂与自制无碱液体速凝剂复合后对水泥浆体凝结时间与早期强度的影响。结果表明:当无碱速凝剂掺量为水泥质量的6%时,复合推荐掺量的不同类型减水剂会显著延缓水泥净浆的凝结时间;当速凝剂掺量提高至7%时,凝结时间会缩短-延长。掺入市售聚羧酸减水剂的水泥净浆在静置30、60 min后再加入速凝剂,与同掺减水剂和速凝剂的水泥净浆相比,凝结时间延缓明显;但采用复合了保坍组分的自制聚羧酸减水剂再加入速凝剂,对水泥浆体的凝结时间影响不大。添加自制聚羧酸减水剂还会对掺无碱速凝剂水泥砂浆的1 d强度有一定的提高。     

高铝煤矸石活化及在灌浆料中的应用研究

以内蒙古某地高铝煤矸石为研究对象,采用胶砂强度法研究了其最佳热活化条件,并将活化后的煤矸石分别取代水泥和掺合料硅灰应用于水泥基灌浆料中。结果表明,该高铝煤矸石的最佳热活化温度为800℃;活化高铝煤矸石替代水泥基灌浆料中的水泥时,可使其流动度下降,但替代其掺合料硅灰时,可使其流动度增加;活化高铝煤矸石无论是替代灌浆料中的水泥还是硅灰,均可使灌浆料的凝结时间缩短;活化高铝煤矸石替代灌浆料中的水泥时,对初期强度不利,但7d后强度均有不同程度提高,活化高铝煤矸石替代灌浆料中的硅灰时,可提高其强度,取代率越大,提高幅度越大,完全取代效果最好。     

桥梁工程中粉煤灰抑制碱活性有效性试验研究

桥梁工程的混凝土强度等级较高,粉煤灰掺量一般低于30%,为探究低掺量粉煤灰对碱活性的抑制效果,文中根据某工程实际,选取14%、20%、25%三个粉煤灰掺量开展抑制碱活性有效性试验。采用不同检测方法验证粉煤灰抑制碱活性有效性时,结果并不一致,当采用砂浆棒快速法时,14%、20%、25%掺量的F类Ⅰ级粉煤灰对现场用骨料的碱骨料反应危害抑制效果评定为有效。     

石灰-粉煤灰-煤矸石混合料强度和水泥改性后抗冻性能试验北大核心

为研究石灰-粉煤灰(二灰)-煤矸石混合料在公路基层及底基层的适用性,在对煤矸石化学成分、颗粒级配和耐久性试验研究的基础上,设计8组混合料配合比,测试了每组配合比下试件的无侧限抗压强度,试验结果表明:8组配合比均满足规范中公路基层及底基层对强度的要求,并且当煤矸石粒径为5~10 mm+10~25 mm,石灰、粉煤灰、煤矸石含量分别为10%、15%、75%时,其无侧限抗压强度最大。在此配合比的基础上,通过对掺入水泥改性混合料试件的质量损失率、强度损失以及抗冻系数的抗冻融试验表明,水泥可有效改善二灰煤矸石混合料的7 d无侧限抗压强度以及抗冻性,并且随着水泥掺量的增加,改善效果越明显。当水泥掺量为4%时,二灰煤矸石混合料的强度和抗冻性都能满足规范要求。     

石灰-粉煤灰-煤矸石混合料强度和水泥改性后抗冻性能试验

为研究石灰-粉煤灰(二灰)-煤矸石混合料在公路基层及底基层的适用性,在对煤矸石化学成分、颗粒级配和耐久性试验研究的基础上,设计8组混合料配合比,测试了每组配合比下试件的无侧限抗压强度,试验结果表明:8组配合比均满足规范中公路基层及底基层对强度的要求,并且当煤矸石粒径为5~10 mm+10~25 mm,石灰、粉煤灰、煤矸石含量分别为10%、15%、75%时,其无侧限抗压强度最大。在此配合比的基础上,通过对掺入水泥改性混合料试件的质量损失率、强度损失以及抗冻系数的抗冻融试验表明,水泥可有效改善二灰煤矸石混合料的7 d无侧限抗压强度以及抗冻性,并且随着水泥掺量的增加,改善效果越明显。当水泥掺量为4%时,二灰煤矸石混合料的强度和抗冻性都能满足规范要求。     

自燃煤矸石作活性掺合料配制高强混凝土的试验研究

自燃煤矸石具有火山灰活性,粉状的自燃煤矸石常温下就可与碱或碱性盐发生化学反应,生成具有水硬胶凝性能的化合物。以自燃煤矸石粉部分取代水泥配制混凝土,测定其坍落度、抗硫酸盐侵蚀性能和力学性能。结果表明：掺入自燃煤矸石粉的混凝土流动性能有所改善,抗硫酸盐侵蚀能力增强,混凝土的强度随煤矸石取代水泥量的增加而减小,取代量在20％以下时,其强度下降辐度很小。利用磨细自燃煤矸石取代20％水泥,加入适量减水剂,可以配制C60级高强混凝土。     

碱激发再生黏土砖粉泡沫混凝土性能研究

研究了在碱激发方式下再生黏土砖粉的活性激发效果和机理,探究了活性激发后的再生黏土砖粉用于制备泡沫混凝土的可行性。结果表明：复合碱激发剂可以提高再生黏土砖粉-水泥胶凝材料的28 d抗压强度和活性指数,当复合碱激发剂掺量为3%时,试件的28 d抗压强度和活性指数分别为22.42 MPa和73.3%,激发效果最好;当采用复合碱激发剂时,胶凝材料体系的水化放热速率和水化放热总量低,水化反应时间长,试件的后期强度高;当复合碱激发剂掺量为3%、再生黏土砖粉掺量为40%、水胶比为0.50时,再生黏土砖粉泡沫混凝土的性能满足JG/T266—2011《泡沫混凝土》的要求。     

稻壳灰煤矸石增强混凝土抗冻性能研究

试验研究了稻壳灰、煤矸石对混凝土力学性能和抗冻性能的影响。分别以稻壳灰1.0%、2.0%、3.0%和煤矸石20.0%、25.0%等量取代水泥,标准养护28 d后进行强度测试。试验发现,当稻壳灰以2%～3%等量取代时,可以显著提高混凝土的强度和抗冻性能,从经济的角度考虑其最优掺量为2%。煤矸石具有一定的火山灰活性,但增强效果不明显。     

化学激发剂对煤矸石及煤矸石水泥激发作用的比较研究

采用强度试验法研究了不同激发剂对于热激发煤矸石以及煤矸石水泥的激发作用。结果表明,随着Ca（OH）2掺量的增大,对热激发煤矸石以及煤矸石水泥的激发效果都出现先增后减的趋势,存在一最佳掺量。Na2SO4对热激发煤矸石以及煤矸石水泥的激发效果都随着激发剂掺量的增加而增大。Ca（OH）2和Na2SO4对煤矸石及煤矸石水泥具有相似的激发效果,显示出其与煤矸石水泥具有相容性。Na2SiO3对热激发煤矸石的激发,随其掺量的增大,出现先增后减的趋势,存在一最佳掺量。而对于煤矸石水泥,激发剂的掺入以及随着其掺量的增大,煤矸石水泥的强度显著降低,显示出NaSiO3与煤矸石水泥具有不相容性。