氯化钡和铝酸盐水泥改性石膏正交试验研究

采用正交试验研究了氯化钡和铝酸盐水泥复掺改性石膏复合胶凝材料的力学性能、吸水率和耐水性,并分析了改性机理。结果表明,水膏比为0.53,氯化钡掺量为10%,铝酸盐水泥掺量为20%时,石膏复合胶凝材料28 d抗折软化系数最高;水膏比为0.53,氯化钡掺量为10%,铝酸盐水泥掺量为25%时,石膏复合胶凝材料28 d抗压软化系数最高。通过XRD和SEM分析可知,复掺改性剂可以改变其微观形貌,并没有使晶体结构密实。     

磷石膏基胶凝材料的试验研究

以未经处理的原状磷石膏为主要原料制备磷石膏基胶凝材料,通过微观分析及测试其力学性能,考察石灰掺量,水泥、粉煤灰比例及养护制度对磷石膏基胶凝材料力学性能的影响。结果表明:(1)该体系最优配比为磷石膏60%,水泥与粉煤灰比例为1∶4,生石灰4%,水料比0.25,减水剂0.2%;(2)该胶凝体系中磷石膏掺量超过60%后,抗压、抗折强度急剧下降;(3)蒸养制度对磷石膏基胶凝材料性能影响较大,在75℃下蒸汽养护10 h,基体强度增长较快且耐水性较高,28 d抗压强度为30.1 MPa,吸水率为8.5%,软化系数达到0.82。     

磷石膏改善氯氧镁水泥耐水性的可行性研究

探索磷石膏中含有的可溶性磷杂质改善氯氧镁水泥(MOC)耐水性的可行性。研究可溶性磷杂质含量及外加磷酸对MOC的抗压强度、耐水性的影响规律,并对硬化体的微观结构进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析。结果表明,磷石膏中可溶磷含量为0.136%,磷石膏可以改善MOC的耐水性,体系中可溶磷含量是影响耐水性的最重要因素。120%掺量磷石膏可使MOC的14 d和28 d软化系数分别达到0.81和0.64;80%磷石膏和1%磷酸复合使用时,MOC的28 d抗压强度为76.1 MPa,28 d软化系数达到0.92。可溶磷和磷酸在MOC中发生化学反应,通过阻止5相的溶解来提升耐水性。掺入磷石膏可以降低MOC的成本,为利用磷石膏提供了新途径。     

复合硅酸盐水泥改善石膏材料耐水性能研究

以改善石膏耐水性为目的,采用复合硅酸盐水泥作为无机改性剂,研究复合硅酸盐水泥及其掺量对石膏表观密度、强度、吸水率、软化系数的影响。结果表明,适量复合硅酸盐水泥的掺入可以改善石膏的强度、软化系数及吸水率;水泥的最佳掺量应为20%,此时石膏干抗压强度、干抗折强度、湿抗压强度、湿抗折强度、抗压软化系数、抗折软化系数分别为22.82 MPa、6.95 MPa、10.73 MPa、4.22 MPa、0.47、0.61,相较于未掺入分别提高18.85%、14.12%、46.79%、31.06%、23.68%、15.09%。     

磷酸对石膏制品耐水性能的影响研究

以建筑石膏为主要原料,通过吸水率及强度试验以及SEM、XRD分析研究了磷酸对石膏制品耐水性能的影响。结果发现,加入磷酸后石膏制品中形成了不溶于水的磷酸一氢钙固体,覆盖在石膏晶体表面,使石膏制品的吸水率明显降低,抗压和抗折软化系数明显提高。磷酸掺量为0.15%时石膏制品的抗折软化系数为1.05,抗压软化系数为0.89,吸水率仅为4.36%,较普通石膏的耐水性有较大改善。但掺磷酸石膏制品中存在较多空隙,抗压强度降低。复掺水泥后,掺磷酸石膏制品的吸水率增大,但仍小于纯石膏。随着水泥掺量的增大,掺磷酸石膏制品的干抗压强度提高,抗压软化系数呈现先上升后下降趋势。抗压软化系数最大值为1.74,此时水泥掺量为20%。复掺水泥对掺磷酸石膏制品的干抗折强度影响不大,但水泥用量越多,试件的抗折软化系数越低。     

磷石膏—磷渣基复合胶凝材料强度和水化特性研究

为实现磷石膏、磷渣固废材料的再生利用,提高工业固废的利用率,以磷石膏、磷渣作为主要原料,采用水玻璃、水泥熟料和磷石膏共同激发磷渣活性制备磷石膏—磷渣基复合胶凝材料。分别探讨磷石膏掺量、水玻璃掺量和磷渣粉磨制度对磷石膏—磷渣基复合胶凝材料强度的影响;并运用SEM、XRD分析磷石膏—磷渣基胶凝材料硬化体的微观结构及组成形貌。结果表明:磷石膏掺量低于50%时,复合胶凝材料各龄期强度与磷石膏掺量成反比;当m(磷石膏)∶m(磷渣)∶m(熟料)=20∶72∶8,水玻璃掺量为1.5%时,胶凝材料28 d抗压、抗折强度均达到最大值,分别为43、6.3 MPa;较单独粉磨磷渣与水泥熟料而言,混合粉磨制度会产生“微介质效应”,有利于提高复合胶凝材料强度;复合胶凝材料主要水化产物为C—S—H凝胶与钙矾石,钙矾石与未溶解的磷石膏作为骨架被生成的C—S—H凝胶包裹、充填、交织在一起,形成致密结构;复合胶凝材料用于替代水泥作为矿区充填材料时推荐磷石膏掺量为20%～40%。     

外加剂改善石膏耐水性能试验研究

石膏作为一种气硬性胶凝材料具有耐水性差的重大缺陷,限制了它的应用领域。掺入一种外加剂提高石膏材料的耐水性能,并探讨其对石膏表观密度、强度、吸水率、软化系数的影响。结果表明:当外加剂掺量为30%时,石膏干燥状态下7 d抗压强度和抗折强度分别为27.07 MPa和1.98 MPa,吸水率降低了16.12%,抗压、抗折软化系数分别提高73%和300%。     

无机胶凝材料复合改性磷建筑石膏的研究

研究了石灰、水泥掺量对循环流化床(CFB)粉煤灰-磷建筑石膏胶凝材料强度与耐水性能的影响,通过正交试验优化了CFB粉煤灰-水泥-石灰复合改性磷建筑石膏胶凝材料配合比,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试了改性石膏的水化产物和微观结构.结果表明,CFB粉煤灰掺量为10％时,较低掺量(1％～5％)的石灰能够明...     

掺和料对水泥-白云石粉胶凝体干缩性能的影响

研究了复掺矿物掺和料对水泥-白云石粉胶凝体系干缩性能的影响。结果表明,水泥-白云石粉胶凝体系的干缩值随白云石粉掺量变化呈现先减小后增大的趋势,在白云石粉掺量为5%时最小。单掺粉煤灰或矿粉以及复掺粉煤灰和矿粉在一定程度上均可减小水泥-白云石粉胶凝材料的干缩值,当粉煤灰和矿粉掺量均为10%时,其改善效果较好。     

利用磨细钢渣改性磷建筑石膏的研究

在磷建筑石膏中掺加磨细的钢渣,考察磨细钢渣对磷建筑石膏的凝结时间、力学强度、耐水性能的影响,通过SEM分析其影响机理。结果表明:随着钢渣的掺入,磷建筑石膏的初凝和终凝时间明显延长;磷建筑石膏的绝干抗折、抗压强度呈现先增加后降低的趋势,在钢渣达到最佳掺量15%时,抗折强度接近空白组,抗压强度略高于空白组。通过SEM图片可看到加入钢渣后,石膏晶体之间有明显的絮状C-S-H凝胶存在,有效降低了磷建筑石膏的吸水率,提高了其软化系数。     

大掺量磷石膏高强砖制备及性能研究

以大掺量磷石膏制得高强墙体砖,磷石膏掺量达到65%,砖的抗压强度达到30MPa以上,且具有优异的耐水性和抗冻性。研究了半水石膏、粉煤灰、钢渣掺量对制品各性能的影响。结果表明,钢渣改善制品性能较为理想;当以同等质量的钢渣或粉煤灰取代5%的河砂,会造成制品的耐水性和抗冻性下降。探究了该砖的强度形成机理,并对其经济效益和社会效益予以分析。     

碱矿渣水泥及其对铅锌尾砂的固化效果

通过水泥净浆强度试验和水泥-尾砂浆体流动性及其固化体的强度试验,确定了适宜于尾砂固化的碱矿渣水泥的较好的配合比,和尾砂固化中碱矿渣水泥的适宜掺量。采用低模数水玻璃,按14%与矿渣粉配合得到的碱矿渣水泥,可以获得较好的净浆硬化体抗压强度,最高可达3 d 69.6 MPa,7 d 84.0 MPa,28 d 91.8 MPa。在水泥-尾砂浆体固含量相同的情况下,碱矿渣水泥-尾砂浆体的流动性明显优于硅酸盐水泥-尾砂浆体的流动性,碱矿渣水泥-尾砂固化体强度高于硅酸盐水泥-尾砂固化体强度,尤其是后期强度更加明显。而在控制尾砂浆体流动度相同的情况下,前者固含量可以高于后者2%。SEM对水泥-尾砂固化体内部微观结构的观察表明,碱矿渣水泥-尾砂固化体内部结构显示出明显的胶结特征。固化体内部孔结构的MIP测定结果也表明,碱矿渣水泥用量增加时固化体总孔隙率减小,孔隙中大孔比例减少,小孔比例增加。综合水泥-尾砂浆体流动性和固化体强度两方面的试验结果,可以认为碱矿渣水泥比普通硅酸盐水泥更适合于用作尾砂胶结材料。     

微晶纤维素改性磷建筑石膏性能研究

以微晶纤维素为改性材料,探究微晶纤维素在不同掺量下对磷建筑石膏力学性能及耐水性能影响,并对其水化产物及微观形貌进行分析.结果表明,微晶纤维素掺量为0.09％时,磷建筑石膏基复合材料的绝干抗折强度、绝干抗压强度、软化系数最优,分别为4.75 MPa、17.65 MPa、0.61,较空白组分别增加36.5％、31.2％、2...     

β-半水磷石膏用做铁矿全尾胶结充填固料的研究

β-半水磷石膏作为气硬胶凝材料在建材上已获得广泛应用。研究了β-半水磷石膏的防水改性、凝结性能以及β-半水磷石膏的添加量对全尾矿充填材料性能的影响。结果表明,通过对其防水改性,胶凝材料的软化系数得以提高,其值达到0.82,砂浆的流动直径为150 mm,初终凝时间在2～8 h内可调。β-半水磷石膏和尾矿的质量比达到1∶7时,1,3,7 d的抗压强度分别达到0.65,0.75,1.30 MPa,用β-半水磷石膏制备的全尾胶结充填砂浆完全满足尾矿充填的工艺和性能指标要求。     

钢渣—矿渣基胶凝材料特性研究

以钢渣和矿渣为主要原料,以水泥为碱性激发剂,以盐石膏为氯盐和硫酸盐复合激发剂,制备钢渣—矿渣基胶凝材料。实验结果表明,钢渣、矿渣、水泥和盐石膏的配比为40∶50∶5∶5时,其胶凝材料28 d的强度能够达到20.2 MPa。5%的水泥和5%的盐石膏足以激发钢渣—矿渣基胶凝材料。钢渣—矿渣基胶凝材料的抗压强度是随着矿渣含量的增加而增加。这种材料固废利用率95%,可用于强度要求不高的大体积充填工程。     

胶结剂对全尾砂固结材料孔隙结构的影响

通过掺入一定比例粉煤灰和矿渣代替水泥,用AutoPoreⅣ9500型全自动压汞测孔仪测量不同胶结剂、不同龄期的全尾砂固结材料孔结构,表征胶结剂的胶结性能。结果表明,15%掺量的矿渣的孔结构参数比15%掺量的粉煤灰的孔结构参数更优。水泥、矿渣、粉煤灰三者水化活性活依次降低。随着养护龄期的增加,三种全尾砂试块的孔隙率、平均孔径、孔隙量均减小,分形维数、孔总面积均增大,抗压强度增加。工业试验验证,掺入一定量矿渣与粉煤灰的胶凝剂对水泥的可替代性,且具有成本优势。     

工业废渣代替粘土生产普通硅酸盐水泥的研究

叙述了利用工业废渣煤矸石、磷渣、锰渣、磷石膏、液态渣代替粘土生产普通硅酸盐水泥的试验。结果表明水泥中工业废渣的掺量超过 5 0 % ,其 3d抗压强度达 32 .1MPa,2 8d抗压强度达5 8.6 MPa。用此种工艺可生产 5 2 5 R早强水泥。     

基于响应面法的超细矿渣粉-水泥胶凝材料开发及配比优化研究

针对某金矿超细尾砂胶结充填采用水泥胶凝材料经济效益低、充填效果差、充填体无法接顶等问题,利用当地成本低廉的粉煤灰、矿渣、脱硫石膏等工业固废开发低成本矿山充填胶凝材料。首先,在分析原材料物理化学性质的基础上,基于响应曲面法为依据的Box-Behnken试验设计,开展17组配比优化试验;其次,构建以充填体28 d抗压强度为响应目标的二次多项式预测模型,结合方差分析和响应曲面考察各试验因素对响应目标的影响主次关系,以优化胶凝材料最优配比;最后,借助X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱分析(FT-IR)、扫描电镜分析(SEM)等微观检测手段,阐明复合胶凝体系中水化产物的类型及强度发展规律。试验结果表明：充填体抗压强度不仅受单一因素的影响,而且受多因素交互作用的影响。水泥与粉煤灰的交互作用影响显著,水泥与脱硫石膏的交互作用影响次之, 粉煤灰与脱硫石膏的交互作用影响不显著。胶凝材料最优配比为水泥添加量27%,粉煤灰添加量48%,矿渣添加量23%,脱硫石膏添加量2%,水玻璃添加量3.5%,芒硝添加量为1.5%,此条件下,充填体28 d抗压强度为3.58 MPa,满足矿山充填采矿要求。复合胶凝体系主导水化产物为钙矾石和C-S-H凝胶,随着水化反应的进行,二者交错黏结构筑成稳固的空间网络体系,使充填体保持较高的强度性能。