碱骨料反应及辅助胶凝材料对其抑制机理的研究综述

介绍了混凝土碱骨料反应的反应特征和分类,结合国内外碱骨料的研究发展情况从骨料特性、碱的来源、Ca (OH)2作用等三个方面系统阐述碱骨料反应机理.掺入辅助胶凝材料(SCMs)是目前预防和抑制碱骨料反应最经济有效的方式,从SCMs对碱的物理稀释效应、滞留效应、与Ca(OH)2的火山灰效应、以及改变反应产物的化学组成和微观界面效应等几个方面揭示其抑制机理.在对研究现状总结分析的基础上提出碱骨料反应有待进一步解决的问题并给出了相关建议.     

废弃玻璃作为辅助胶凝材料在混凝土中的应用和研究进展

随着玻璃制品的广泛运用,每年都会产生大量的玻璃固体废弃物,不仅浪费资源而且污染环境;国内外学者对玻璃粉作为辅助胶凝材料在混凝土的应用做了大量的实验研究,并取得了一定的成果.本文主要对玻璃粉混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能和火山灰活性方面的研究现状进行总结和归纳,为今后废弃玻璃作为辅助胶凝材料在混凝土中的应用研究提供参考.     

辅助胶凝材料及保水型外加剂对砂浆性能的影响

研究了辅助胶凝材料粉煤灰、磨细矿渣对砂浆保水性和抗压强度的影响,再将粉煤灰与磨细矿渣以不同比例复配掺入砂浆中,研究水泥-粉煤灰-矿渣复合胶凝体系对砂浆保水性和强度的影响.结果表明,粉煤灰对砂浆保水性贡献大,对强度贡献小,与矿渣相反,综合保水率和强度两方面因素,应对砂浆进行水泥-粉煤灰-矿渣复合配伍,但3种情况下砂浆的保水性均不能达到国家标准要求.基于以上结果,研究了保水型矿物外加剂石灰石粉和化学外加剂纤维素醚对纯水泥砂浆保水性和强度的影响.结果表明石粉能大幅改善砂浆的保水性,但对工作性造成不利影响,纤维素醚在改善保水性的同时降低强度.基于以上研究,将石粉和纤维素醚复掺到水泥-粉煤灰-矿渣复合胶凝体系的砂浆中,结果表明砂浆在牺牲小部分强度下可获得保水率的大幅提升.     

工业固废制备低碳胶凝材料的研究进展

以工业固废制备水泥熟料、全固废无熟料胶凝材料以及固废基碱激发胶凝材料是当前水泥行业节能减排与碳达峰的主要研究方向,是我国绿色循环发展的大势所趋。本文从固废制备水泥熟料、固废制备全固废胶凝材料以及固废基碱激发胶凝材料3个方面介绍目前的研究进展,具体分析了其制备工艺、原材料的选择以及种类的情况,以期为固废利用和水泥行业的节能减排提供参考。     

固废基路用胶凝材料配制及性能研究

以粉煤灰、电石渣、脱硫石膏、钢渣、矿渣等工业固体废弃物为主要原料,配制道路水稳层路用胶凝材料,全部或部分替代路用水泥,开展原料预处理加工和配比优化实验,考察原料细度和原料配方对胶凝试块强度的影响。结果表明：通过粉磨机械力活化,可明显增强固废的胶凝活性,其中,适宜的粉煤灰、电石渣、脱硫石膏、矿渣粉的中位径D50范围为8～12μm,而适宜的钢渣微粉中位径D50为5～8μm之间;通过固废超微粉原料间配方优化,可获得7 d和28 d强度分别为29.3 MPa和37.5 MPa的70%固废掺加量的无机胶凝粉体材料,该固废优化配比为粉煤灰：电石渣：脱硫石膏：钢渣：矿渣=31.8∶13.6∶9.1∶27.3∶18.2,按比例加入30%P·S42.5水泥,在此配方体系下,胶砂试块强度可以达到或超过纯路用32.5水泥强度指标。     

再生玻璃作为辅助胶凝材料制备ECC的力学及变形性能

为考察再生玻璃作为辅助胶凝材料对ECC的影响,开展了一系列力学性能试验,研究其抗折与抗压强度、弯曲性能和单轴拉伸性能.结果 表明:采用再生玻璃作为辅助胶凝材料可显著提高ECC的抗压强度,同时抗折强度略有降低;再生玻璃作为辅助胶凝材料或细骨料制备的ECC在弯曲荷载下可呈现出明显的多缝开裂和假应变硬化特征;通过良好的配合比设计,再生玻璃粉仅作为辅助胶凝材料制备的ECC平均极限拉伸应变接近3％,具备良好的变形能力.     

辅助胶凝材料合理代用的模糊聚类分析

应用模糊数学原理,提出了一种进行辅助胶凝材料合理代用的方法--模糊聚类分析方法,它可避免凭经验选择代用辅助胶凝材料所带来的主观片面性,文中介绍了模糊聚类分析法的基本原理、分析步骤及其在混凝土原材料中选择代用的辅助胶凝材料方面的应用实例.结果表明随着阀值的变化,各辅助胶凝材料分属于不同的类别,其中矿渣粉和钢渣粉的活性最高.     

复合碱组分对矿渣粉煤灰碱胶凝材料性能的影响

研究了复合碱组分NaOH、Na2 CO3 对矿渣粉煤灰碱胶凝材料性能的影响。结果表明 :与单掺NaOH相比 ,采用复合碱组分激发矿渣粉煤灰体系 ,强度更高 ,凝结时间更趋合理。另外 ,还对水化产物进行了探讨     

碱—矿渣胶凝材料水化机理及动力学特征

根据试验分析了碱－矿渣胶凝材料水化形成强度的条件和过程及其水化动力学特征，并据此提出碱－矿渣胶凝材料水化机理假说。     

硅酸盐固废胶凝材料固镉的试验研究

以硅酸盐矿冶固废为原料制备胶凝材料,进行固镉试验,并借助XRD和IR对水化产物进行了基础研究.结果 表明,在钢渣掺量不超过30％,Cd2+浓度不高于30 mg/kg时,固镉试样28 d龄期Cd2+浸出质量浓度低于饮用水5 μg/L的限值.XRD和IR测试结果表明,胶凝材料水化产物主要为AFt、Friedel盐和C-S-H凝胶.胶凝材料固镉试样中存在着多种协同作用,是其固镉效率较高的主要原因.     

养护温度对凝灰岩基胶凝材料力学性能的影响机理

凝灰岩是经过火山喷出散落在地面,经过压结和水化胶结固化而形成的一种火山灰碎屑岩,具有一定的火山灰活性。本文研究养护温度对凝灰岩基胶凝材料力学性能的影响,并借助FTIR、TG、SEM和MIP等对凝灰岩基胶凝材料水化产物的微观结构进行分析。结果表明,提高养护温度对凝灰岩基胶凝材料的力学性能具有一定的增强作用,提高养护温度不仅能提高早期强度,还可以提高后期强度,凝灰岩基胶凝材料的最佳养护温度为50 ℃。提高养护温度后凝灰岩基胶凝材料中没有生成新的水化产物,AFt和C-S-H等水化产物含量增加,Ca(OH)₂的含量减少。提高养护温度有利于增加凝胶孔和过渡孔占比,细化孔径结构,降低孔隙率,提高基体结构的致密度。     

辅助性胶凝材料反应程度与水泥力学性能关系研究

本文主要研究了矿渣和粉煤灰的比表面积以及掺量对水泥抗压强度的影响,并对矿渣和粉煤灰作为辅助性胶凝材料在水泥浆体中的反应程度与水泥力学性能之间的关系及反应机理进行了探讨,结果表明,随着粉煤灰、矿渣比表面积的增加,水泥的抗压强度增加,但比表面积有一个适合的范围;随着辅助性胶凝材料掺量的增加,水泥强度降低;单掺矿渣或粉煤灰,其反应程度与水泥抗压强度之间呈现良好的对数关系;复合掺加两种或两种以上的辅助性胶凝材料时,采用占主导地位的辅助性胶凝材料的反应程度与水泥抗压强度之间的关系来定性描述两者之间的内在联系,得出两者之间也呈现对数关系.     

联合活化多元辅助胶凝材料对蒸养混凝土性能的影响

采用联合活化方法将粉煤灰微珠、粒化高炉矿渣、硅灰制备成高活性多元辅助胶凝材料,研究不同活化方式下,多元辅助胶凝材料对胶砂活性指数及水化产物的影响,探讨掺入多元辅助胶凝材料对混凝土抗压强度及抗硫酸盐侵蚀性能的影响,通过X射线衍射(XRD)、热重差热分析法(TG-DSC)和压汞法(MIP)对辅助胶凝材料水化产物及孔结构进行表征。结果表明：在静停6.0 h、90℃恒温4.5 h蒸汽养护(蒸养)后,联合活化后的多元辅助胶凝材料掺量为水泥质量的30%时,3 d、7 d和28 d胶砂活性指数分别为137.54%、140.06%和143.97%,浆体孔隙率为6.78%,胶砂流动度下降3.94%;当静停7.5 h、90℃恒温4.5 h蒸养后,与水泥组相比,混凝土1 d抗压强度提高了17.7%,且混凝土抗硫酸侵蚀系数提高5.8%;当静停6.0 h及90℃分别恒温4.5 h、7.0 h、12.5 h蒸养后,混凝土1 d抗压强度分别提高13.4%、16.2%和15.3%,7 d抗压强度分别提高16.3%、16.0%和15.2%。在联合活化作用下,辅助胶凝材料中高活性组分与水泥中Ca(OH)₂     

掺废旧玻璃水泥砂浆的力学性能及工作性能研究

本文通过正交试验得出普通水泥砂浆的最佳原料配比,并在此基础上,使用不同比例的废旧玻璃取代天然砂来制备水泥砂浆,根据抗折、抗压、稠度、分层度试验和扫描电镜分析得出,当废旧玻璃的取代率为20％时,水泥砂浆的强度为普通水泥砂浆的109.6％,且工作性能好.     

硅锰渣-固硫灰复合辅助性胶凝材料水化机理研究

早期水化活性过低是限制冶炼渣在胶凝材料体系中大掺量应用的重要因素之一。利用固硫灰(CFBA)中的硫酸盐激发硅锰渣(SM)水化活性,并研究硅锰渣-固硫灰复合辅助性胶凝材料的水化过程及活性发展。结果表明:随着固硫灰掺量增加,胶砂流动度大幅下降,但其早期和后期活性得到有效提升;当固硫灰掺量为10%(质量分数)时,复合辅助性胶凝材料3 d、7 d和28 d活性指数分别达到61%、71%和95%,均高于单独使用硅锰渣体系(3 d、7 d和28 d活性指数分别为50%、53%和81%)。固硫灰的掺入激发了水泥和辅助性胶凝材料的早期水化,延缓了水化过程中钙矾石转变为单硫型水化硫铝酸钙(AFm),使得胶凝材料早期水化形成更多钙矾石。     

磨细粉煤灰对水泥基复合胶凝材料流变性能及硬化性能的影响

本文主要研究磨细粉煤灰对水泥基复合胶凝材料的流变性能及硬化性能的影响.研究结果表明:磨细粉煤灰较小的颗粒能够弥补水泥粉体颗粒中8μm以下较小颗粒的缺乏,使磨细粉煤灰-水泥复合胶凝颗粒形成良好的级配,在掺量适宜的情况下对复合水泥浆体的流动度会略有改善,但掺量过大,会显著降低复合水泥浆体的流动度;与Ⅰ级粉煤灰相比,磨细粉煤灰的颗粒粒径更小,火山灰活性更大,火山灰活性对强度的贡献在3d时开始显现,且随着龄期增长越来越大,能显著提高硬化浆体中后期抗压强度;与抗压强度相比,磨细粉煤灰更利于提高抗折强度,且掺量越大,中后期抗折强度越高.     

Use of ceramic industry milling and glazing waste as an active addition in cement

The beneficial effects of pozzolans on cement manufacture have encouraged their use in that industry. Traditional natural pozzolan have become less available of late, however, due to a decline in quarrying intensity aimed at minimizing the impact on the landscape. At the same time, environmental policies pursue the reduction or elimination of spoil heaps by valorizing industrial waste and by‐products as raw materials, in keeping with the principles of the circular economy. The quest for new types of waste and by‐products with pozzolanic properties has consequently become a priority line of research. This study explored the valorization of one such by‐product, the ceramic sludge resulting from fired clay industry milling and glazing, as a component in new, more eco‐sustainable cements. The sludge was characterized physically, chemically, morphologically, and mineralogically to determine its suitability as a pozzolanic addition in cement. The findings showed that ceramic sludge consists in clustered particles ranging in size from 100 μm to 1 μm. SiO₂, Al₂O₃, and Fe₂O₃ together comprise over 70% of the total composition, while the reactive silica content is greater than the 25% required by the existing legislation. The predominant minerals are quartz, kaolinite, and muscovite, with some zircon. A study of pozzolanic reaction kinetics in the ceramic sludge/lime system revealed that over time this waste can fix lime, generating products such as calcium aluminate hydrates and C–S–H gels. The cements made with ceramic sludge proved to be standard‐compliant in terms of water demand, setting, drying shrinkage and mechanical strength.     

氢氧化钾-钠水玻璃激发剂对碱激发矿渣胶凝材料性能的影响

采用氢氧化钾调节钠水玻璃模数制备复合碱激发剂,以钠水玻璃模数、碱掺量为变量,分析氢氧化钾对钠水玻璃激发矿渣胶凝材料性能的影响,研究氢氧化钾-钠水玻璃激发矿渣胶凝材料在流动度、凝结时间及抗压强度等方面的变化规律。结果表明,氢氧化钾-钠水玻璃复合激发剂的激发效果优于单一钠水玻璃激发剂。当钠水玻璃模数为1.2、碱掺量为8%(质量分数)时,氢氧化钾-钠水玻璃激发矿渣胶凝材料流动度可达240 mm,7 d、28 d抗压强度可达98.88 MPa和104.59 MPa,比同等条件下的钠水玻璃激发矿渣胶凝材料7 d、28 d抗压强度分别提高了16.7%和22.9%。     

热处理时间对磷石膏基复合胶凝材料劈裂抗拉性能的影响

通过恒温烘箱对磷石膏(PG)进行热处理,复掺灰钙粉、普通硅酸盐水泥、缓凝剂及减水剂制备磷石膏基复合胶凝材料(PGCM),研究热处理时间对PGCM的劈裂抗拉强度、轴心抗压强度与劈裂抗拉强度折减系数、破坏形态、劈裂抗拉应力-应变曲线的影响规律。结果表明:PGCM的劈裂抗拉强度随热处理时间的延长先增加后减小,当热处理时间为90 min时,PGCM的劈裂抗拉强度最大达到1.68 MPa;轴心抗压强度与劈裂抗拉强度折减系数随热处理时间的延长几乎都减小,PGCM的劈裂抗拉强度为轴心抗压强度的4.2%~9.2%;PGCM的破坏形态主要有中心开裂破坏、局部破坏和次要裂缝破坏;PGCM的劈裂抗拉应力-应变曲线先逐渐上升后呈直线下降。结合试验数据,得到PGCM的轴心抗压强度与劈裂抗拉强度的换算关系以及劈裂抗拉应力-应变上升段曲线方程,拟合结果与试验数据较吻合。