白云石粉对水泥基材料性能影响的研究进展

白云石是一种天然的碳酸盐岩矿物,具有资源丰富、分布广泛和价格低廉等特点。将白云石粉作为新型辅助性胶凝材料(SCM)掺入水泥基材料中,不仅可以满足水泥基材料的低碳和低成本需求,还可以在一定程度上改善水泥基材料的性能,具有显著的技术效益和经济效益。通过查阅当前国内外对白云石粉在水泥基材料应用研究方面的最新研究成果,从工作性能、力学性能和耐久性能三方面系统总结了白云石粉对水泥基材料各性能的影响,并分析了白云石粉在水泥基材料中的化学反应。根据研究结果可知,白云石粉作为新型SCM应用水泥基材料,可以改善水泥基材料的工作性和体积稳定性,还会与水泥水化反应生成碳铝酸钙,促进水泥基材料的强度发展。此外,通过提高养护温度,掺白云石粉水泥还会反应生成Mg-Al水滑石,进一步提高水泥基材料的强度和耐久性,促进白云石粉在水泥基材料中的应用。目前,白云石粉应用于水泥基材料的研究还存在不足,未来在白云石粉的反应机制及其对水泥基材料性能的影响机制等方面还有待进一步研究与完善。     

温度对白云石粉砂浆强度和水化产物的影响

将白云石粉与石灰石粉水泥砂浆分别采用20℃、40℃和60℃的温度进行养护,对比分析白云石粉和石灰石粉对水泥砂浆强度的影响规律,同时采用X射线衍射仪(XRD)和差热分析仪(DSC)对白云石粉水泥的水化产物进行分析。结果表明:当白云石粉或石灰石粉掺量小于10%时,砂浆强度未明显下降。20℃和40℃养护时,石灰石粉砂浆强度要高于白云石粉砂浆,而在60℃下白云石粉砂浆则要优于石灰石粉砂浆。20℃养护的白云石粉水泥和石灰石粉水泥均可生成单碳铝酸钙,但龄期延长到60 d时,水化产物中的钙矾石含量明显降低。而60℃养护的白云石粉水泥则主要生成水滑石,且水滑石的形成有效稳定了钙矾石的含量,从而更有利于促进砂浆强度的发展。     

白云石粉掺量对水泥混凝土力学性能影响研究

白云石粉具有良好的晶核效应与填充效应,将其用于高性能混凝土矿物掺和料具有广阔的应用前景。本试验系统开展了白云石粉取代水泥用量对混凝土抗压强度、弹性模量及干燥收缩等力学性能的影响研究,并采用比力学性能指标法,分析了白云石粉掺量对比抗压强度、比弹性模量及比干燥收缩量等力学性能指标的影响。结果表明,白云石粉对不同龄期混凝土比抗压强度有不利影响,较大掺量（3%以上）比抗压强度贡献率基本小于0;白云石粉取代水泥用量在10%以内,其晶核作用能够弥补水泥对弹性模量的影响,对混凝土弹性模量起到积极作用;掺入白云石粉抑制了混凝土干燥收缩的发展,掺量5%时抑制作用最佳,可见去白云石化反应对混凝土收缩进行了补偿。     

白云石粉对水泥砂浆体积稳定性影响的研究

研究了白云石粉-水泥砂浆的体积稳定性,试验结果表明:掺入5%~30%的白云石粉改善了水泥砂浆的干缩性能,白云石粉掺量为5%时,砂浆干缩最小,随白云石粉掺量的继续增加,水泥砂浆的干缩呈逐渐增大趋势。水泥-白云石粉砂浆的干缩与其孔隙特征具有良好的相关性,在白云石粉掺量为5%时平均孔径最小,后随掺量增大而逐渐增大;孔均匀性则随白云石粉掺量增大而减小。     

β-环糊精改性PCE对水泥流变及水化性能的影响

为了系统探讨β-环糊精(β-CD)改性聚羧酸减水剂（PCE）,利用β-CD改性异戊二烯基聚氧乙烯醚（HPEG）单体得到β-CD/HPEG包合物,将β-CD/HPEG包合物部分取代HPEG,合成β-CD改性PCE,研究β-CD改性PCE对水泥流变性及水化性能的影响。结果表明：将β-CD插入侧链具有较高的空间位阻效应。β-CD修饰PCE的分散性能随β-CD/HPEG包合物的添加量而变化。β-CD改性PCE的分散效果是由β-CD/HPEG包合物空间位阻及-COO-和-OH基团吸附在水泥表面产生的静电斥力引起。β-CD改性PCE对水泥水化的抑制作用增强,导致诱导期延长,早期水化产物减少。但由于β-CD改性PCE的分散性能增强,28 d水化度得到提高,使得水化产物生成量增加。     

偏高岭土对石灰石粉-水泥水化和强度的影响

将石灰石粉与偏高岭土分别以不同质量比复合取代水泥,研究复掺石灰石粉与偏高岭土对水泥强度的影响,采用量热仪、X射线衍射仪和热重分析仪分析复合水泥的水化性能。结果表明,相比单掺石灰石粉,复掺石灰石粉和偏高岭土可强化碳铝酸钙的形成效应,并与偏高岭土的火山灰效应复合,从而有效促进复合水泥的水化和后期强度的发展,复合水泥的水化程度和后期强度随着偏高岭土所占比例的增加而增加。     

搅拌站废浆对水泥水化的影响

本文将搅拌站废浆固液分离,研究了滤液和滤渣不同掺量下对水泥净浆3 d和28 d龄期抗压强度的影响,并对比了不同龄期浆体孔溶液的pH值,同时采用XRD和TG分析了其水化产物的变化。结果表明:滤液和滤渣都可以提高早期强度,但不利于抗压强度的继续增长;3 d龄期时试件孔溶液pH值基本上随滤液替代量增大而增大,但随滤渣掺量增加呈现减小趋势。XRD图谱表明随滤液替代自来水量的增加,C2S衍射峰强度有所减弱,说明滤液替代量增大加快了水化速率。热重分析结果显示滤液促进水泥水化并增快了C-S-H凝胶、钙矾石的形成,而滤渣主要是活性SiO2,消耗Ca(OH)2,反应生成C-S-H凝胶。     

细度对瘦煤成焦性能的影响

选择惰质组含量相对较高的瘦煤样品进行粒度分级,对原样及各粒级样品进行炼焦实验,并选择某肥煤样品与之进行配煤炼焦实验。结果表明:筛分会导致瘦煤的煤质出现变化,粒度小的样品其综合煤质特征较好;无论是单种煤成焦实验还是配煤成焦实验,以小粒度瘦煤为主的配煤方案所制备的焦炭质量较好,尤其焦炭反应后强度CSR有较大提升。     

粉煤灰对水泥水化热的影响规律研究

通过不同粉煤灰掺量对水泥水化热性能影响的试验研究，得出粉煤灰掺量越大，水泥水化热值降低越大；认为在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰是减少水化热从而避免温度裂缝的有效措施。     

钢渣粒径分布对钢渣水泥复合胶凝材料水化性能的影响

从强度和化学结合水含量两个方面,研究了钢渣比表面积对钢渣水泥复合胶凝材料水化性能的影响,并采用灰色关联分析方法探讨了钢渣颗粒粒径分布对钢渣水泥复合胶凝材料水化性能的影响规律,结果表明:16.57~31.39μm范围的钢渣颗粒对其影响最大,并且确定钢渣较佳比表面积为453 m2/kg,同时,增加4.62~31.39μm范围的钢渣颗粒含量,有利于提高钢渣活性,改善复合胶凝材料水化性能。     

煅烧脱硫石膏细度对其性能的影响

对煅烧处理后的脱硫石膏进行粉磨处理.研究在不同细度下,脱硫石膏力学性能、颗粒级配、比表面积、微观结构与白度的变化.结果表明,随着脱硫石膏细度的增加,力学性能明显呈下降趋势.经过煅烧处理脱硫石膏,颗粒形状不规则,在颗粒表面上比较松散,表现出明显的层状结构.     

电解锰渣的预处理及对水泥水化的影响

以生石灰和灼烧生料为陈化剂,分别对原状电解锰渣进行陈化预处理。对陈化前后的锰渣进行XRD和TG/DTA分析,并检测不同锰渣样品对水泥物理力学性能的影响。结果表明:相比于原状电解锰渣,陈化过程使锰渣中生成更多的Ca SO4·2H_2O和Ca(OH)2,陈化后的锰渣活性指数提高,需水量降低,缓凝效果减弱,并且掺有陈化锰渣的水泥抗压强度优于掺原状电解锰渣的水泥。     

石粉对矿用充填胶固粉性能的影响研究

借助于XRD和SEM测试,并利用凝结时间、抗压强度、化学结合水量和Ca(OH)2含量等实验参数,定性和定量研究不同掺量(0%、2%、4%、6%、8%)的石粉掺入对矿用充填胶固粉性能的影响。结果表明:石粉的掺入能够减少胶固粉的凝结时间,6%石粉掺入抗压强度比其他各组都高,而且化学结合水的量最多,水化产物更多;SEM结果可以看出,加6%石粉胶固粉对比其他组,胶固粉的微观结构更加密实;XRD测试结果可以看出,掺入6%石粉组与其他组相比,C2S和C3S的量降低的更多。     

外力环境对氧化镁水化产物性能的影响

为解决氢氧化镁制备过程中存在的周期长、产品纯度低、形貌团聚等难题,探究了水化效果最佳的氧化镁活性条件,并在无外力、搅拌和超声三种环境下分别进行75 ℃,2 h常压水化反应制取氢氧化镁,分析了产物的纯度、形貌及粒度分布规律。结果表明：比表面积为4.59 m2/g的氧化镁原料水化速率适中,所得产物为主要为0.5~3.5 μm细颗粒,且最大体积含量高达12%,仅存在少量100~130 μm的大颗粒,在水化速率和产品粒度上均最佳。但无外力作用时水化产物纯度不够,氢氧化镁含量仅为35.6%,含有大量氧化镁杂质,团聚现象严重,产物粒度分布范围大,颗粒尺寸不均更是证实存在团聚现象;在搅拌作用下虽加快了水化反应,使氢氧化镁含量提高至55.9%,但加剧了氢氧化镁的团聚,使粒度变粗;超声作用克服了氧化镁的团聚问题,由于团聚现象微弱,氧化镁完全裸露在反应液中,加快反应速率的同时,也实现了氧化镁100%的转化率,保证了产品纯度和粒度,提高了产品分散性。     

聚合铝对锂渣-水泥复合胶凝材料 水化硬化特性的影响

锂渣具有火山灰活性,可作为辅助性胶凝材料应用于水泥基材料中,但其较低的水化活 性导致材料的力学性能和耐久性能下降。 针对锂渣在复合胶凝材料中的低水化程度,本文采用 一种无机高分子聚合铝作为激发剂来提升锂渣的水化反应活性,通过测定材料的胶砂强度、化学 结合水量等宏观性能,并结合水化放热特性、水化产物矿物组成及背散射显微形貌等微观表征, 分析了聚合铝对锂渣－水泥复合胶凝材料水化特性的影响及作用机理。 结果表明:聚合铝的掺入 显著提高锂渣－水泥复合胶凝材料２８ｄ龄期的抗压强度和化学结合水含量,分别增长了２６*８％ 和５％;早期水化反应中,聚合铝的掺入加速了锂渣－水泥复合胶凝体系的矿物相溶解和晶体的生 长,增加了水化产物的成核总量,水化产物中出现了大量的钙矾石、水化铝酸钙、氢氧化钙及非晶 态水化凝胶;聚合铝的掺入促进了锂渣－水泥复合胶凝体系的水化和锂渣颗粒的溶解与侵蚀。     

热活化锂渣-水泥胶砂力学强度及水化性能研究

研究了热活化锂渣-水泥复合胶凝体系力学强度及水化性能。结果表明,对锂渣进行热活化处理可提高锂渣水化活性,其中煅烧温度为800℃,锂渣水化活性最大,复合胶凝体系水化放热量及放热速率最大,其二次水化反应消耗较多氢氧化钙(CH)量,生成更多水化硅酸钙(C-S-H)及水化铝酸钙(C-A-H)凝胶,硬化浆体28 d龄期孔隙率相较纯硅酸水泥浆体下降0.83%,使得复合胶凝体系微观结构更加密实,相对原始锂渣复合水泥胶砂28 d抗压强度提高17.2%。     

磷石膏-水泥基复合充填材料的综合性能和细观水化机理

为提高矿山充填膏体的性能与环保效益,采用磷石膏-水泥复合胶凝剂制备了胶结充填膏体,分析了坍落度、干燥收缩率、渗透系数与强度等指标受胶凝剂配比和骨料性质的影响规律,并对充填膏体的细观水化机理进行了分析.结果表明:磷石膏水泥胶凝剂对充填膏体流动性、收缩性和强度均有改良效果;磷石膏掺量是影响膏体性能的重要因素,当磷石膏掺量为20％时,充填膏体抗压、抗折强度最高,渗透率和收缩率最低,耐久性最好;一定比例的含钢渣粗骨料可以增加磷石膏水泥基充填膏体的强度;磷石膏具有较好的化学活性,在反应过程中促进了絮凝状胶凝产物的形成,在细观上提高了膏体密实度,增强了矿山充填膏体的综合性能.利用磷石膏水泥基充填膏体实施自流充填采矿工艺,不仅有利于节约开采成本,还实现了磷石膏的资源化利用,在绿色矿山建设中具有广阔的应用前景.     

黄石膏-水泥复合胶凝材料的水化机理

以废渣黄石膏10%、水泥90%、高效减水剂1.2%～2.0%为原料配制的胶结材胶砂,其抗压、抗折强度满足P.O42.5水泥的强度指标要求,其凝结时间及安定性合格;采用配比为黄石膏30%、水泥70%、高效减水剂1.2%～2.0%,可配制C30混凝土,其抗渗性能达到P12抗渗等级要求;对制备的不同龄期胶砂及混凝土试块进行XRD分析,结果表明:黄石膏-水泥复合胶凝材料的水化产物,主要是C-S-H凝胶、钙矾石及二水石膏。C-S-H凝胶、钙矾石及二水石膏相互胶结在一起,形成致密的硬化体,从而产生强度。     

石粉含量对中低强度机制砂混凝土性能的影响

通过大量室内试验，并采用相关试验分析方法，研究了不同石粉含量对机制砂混凝土工作性、抗压强度、干缩性能等三大重要性能的影响，总结出了石粉含量对机制砂混凝土工作性、抗压强度、干缩性能的影响的一些规律，为配制中低强度机制砂混凝土时如何选择合理的石粉含量提供一些参考和理论依据。