矿渣碱激发胶凝材料固化盐渍土试验研究

为解决盐渍土路基铺设存在的溶陷、变形等问题,采用矿渣碱激发胶凝材料固化的方法对盐渍土的综合性能进行优化。通过击实试验和无侧限抗压强度试验研究了矿渣碱激发胶凝材料对盐渍土抗压强度的影响,并利用XRD和SEM分析了试样的物相组成和微观形貌。结果表明,矿渣碱激发胶凝材料固化盐渍土效果显著,掺入适量矿渣碱激发胶凝材料盐渍土的抗压强度和水稳定性显著改善,反应产物中C-S-H凝胶相含量明显增多,形成了结构稳定的胶凝-网状混合结构。水化反应生成了新的水化产物片状晶体和针棒状晶体,形成了C-S-H凝胶相和钙矾石的结构。     

蒸汽养护对赤泥基碱激发胶凝材料性能及微观结构的影响

以烧结法赤泥为原料、水玻璃为激发剂制备碱激发胶凝材料,并对蒸汽养护(60℃)对赤泥基碱激发胶凝材料性能及产物、微观形貌的影响进行了研究。结果表明,蒸汽养护条件下,赤泥基碱激发胶凝材料的主要反应产物为C-S-H凝胶;蒸汽养护可促进赤泥基碱激发胶凝材料的水化反应,从而使基体结构更为致密,强度显著提高;经60℃蒸汽养护48 h的赤泥基碱激发砂浆,其3、28 d抗压强度可分别达到34.8、65.7 MPa。     

碱激发锰渣矿渣胶凝材料的力学性能及水化过程研究

利用基于水玻璃形成的复合碱组分SN和少量硅酸盐水泥共同激发锰渣-矿渣体系,制备出碱激发胶凝材料,并对该胶凝材料的力学性能及水化过程进行了探讨。结果表明:水化3～7d内是该碱激发胶凝材料中锰渣与矿渣的适应性由劣向好转变的关键。水化初期(3d前),随着矿渣替代锰渣量增加,碱激发胶凝材料中生成水化产物的程度变慢,抗压强度降低;水化7d后,碱激发锰渣-矿渣胶凝材料中随着矿渣替代量的增加,石英(SiO2)被剥蚀解体量增多,体系的溶解-聚合程度逐渐提高,水化产物逐渐增多,化学结合水量逐渐增大,抗压强度逐渐提高。     

碱激发赤泥-粉煤灰-电石渣复合材料性能研究

采用(NaOH+Na₂SiO₃)溶液、电石渣和粉煤灰来稳定赤泥,制备了碱激发赤泥-粉煤灰-电石渣复合材料.通过力学和微观性能测试,分析了复合材料的强度形成和发展机理,并通过重金属浸出试验评价了复合材料的安全性.结果表明：复合材料的强度随着赤泥掺量的降低和养护龄期的延长而提高,掺40%赤泥的复合材料在28 d龄期时的抗压强度最高可达20.1 MPa,致密的水化硅酸钙(C-S-H)和水化铝酸钙(C-A-H)的形成及赤泥颗粒的物理结合是复合材料强度增长的主要原因;赤泥中的重金属在养护28 d后形成了化合物而被固化在复合材料中,在浸泡28 d后的浸出液中未检测到重金属,证明使用强碱激发剂、电石渣和粉煤灰稳定赤泥是安全可行的.     

粉煤灰性质对微波加热碱激发材料强度发展的影响

以Ca含量和细度不同的粉煤灰制备碱激发粉煤灰(AAFA)胶凝材料,并在水化早期对其进行微波加热养护,研究其抗压强度和微观结构的发展规律,探讨微波加热养护对强度发展的影响机理.结果表明：增加粉煤灰的Ca含量及适当减小粉煤灰的细度均可显著提高微波加热养护后AAFA试件的抗压强度,但会加剧其28 d龄期后的强度倒缩;水化硅(铝)酸钙(C-(A)-S-H)凝胶中的Ca²⁺溶出后碳化形成致密度较差的海绵状凝胶、水化硅铝酸钠(N-A-S-H)凝胶分解及其体积缩小均是引起微波加热养护后AAFA试件强度倒缩的原因;由超细粉煤灰(D₅₀=3.96μm)制备的AAFA试件呈现出远低于基准试件的抗压强度,不适合采用微波加热养护.     

水泥砂浆中高掺量粉煤灰的激发及其性能研究

研究了水泥砂浆中大量掺入粉煤灰的激发问题。使用电石渣及电石渣与激发助剂组成的复合激发剂对粉煤灰的活性进行激发,研究了试样的3d、28d强度,并进行了SEM和XRD分析。试验结果表明,电石渣和激发助剂及其复合使用都能有效地激发粉煤灰的活性,加快水化速度,增加水化产物数量,使高掺量粉煤灰水泥砂浆的28d抗压强度提高23％～33％。     

微波场下微珠对碱激发粉煤灰早期力学性能的影响

基于多级微波养护制度,在经浮选、磁选后的焙烧粉煤灰中掺入炭粒、漂珠和磁珠等微珠,研究微珠在微波场下的水化行为及其对碱激发粉煤灰基胶凝材料早期力学性能的影响,并采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)分析其微观结构.结果表明:掺加5%炭粒对微波养护碱激发粉煤灰基胶凝材料的早期抗压强度没有影响,5%漂珠和磁珠能够显著提升其早期抗压强度;微波养护试样中都生成了羟基方钠石和钠系菱沸石,炭粒、漂珠和磁珠均不会改变水化产物的类型;碱激发反应能够在结构中空的漂珠内外同时进行,因此可以适当缩短富含漂珠的碱激发粉煤灰试样的微波养护时间.     

矿渣复合胶凝材料固化滨海盐渍土的试验研究

采用矿渣复合胶凝材料为固化剂固化(滨海)盐渍土.通过抗压强度试验、水稳性试验、可溶性离子含量测定试验、SEM分析试验、EDS能谱分析试验和XRD分析试验,测试了矿渣复合胶凝材料固化盐渍土(固化土)的无侧限抗压强度、水稳性和可溶性离子含量,观察了固化土的微观形貌,分析了固化土水化产物的组成,探讨了矿渣复合胶凝材料固化剂对盐渍土的固化机理.结果表明:固化土28,90d无侧限抗压强度较大,水稳性较强,能满足一般工程地基固化处理的要求.由于盐渍土中可溶性Cl-和SO2-4参与了矿渣复合胶凝材料的水化反应,并生成了新的水化产物片状晶体和针棒状晶体(3CaO·Al2O3·(0.5CaCl2·0.5CaSO4)·12H2O),因此固化土可溶性Cl-和SO2-4含量较低,无侧限抗压强度较大,水稳性较强.     

利用电石渣改性固硫灰制备胶凝材料的研究

基于固硫灰自身的火山灰活性和自硬性,提出用钙质激发剂激发固硫灰活性制备固硫灰基胶凝材料。实验研究表明在激发剂的作用下,掺入偏高岭土后胶凝材料强度提高80%以上。用内掺50%偏高岭土的固硫灰,采用电石渣或熟石灰复合水玻璃作为激发剂制备胶凝材料都在体系的碱含量为30%,水玻璃的模数为2.0,养护温度为60℃时强度达到最大,两种激发剂对强度的影响差异不大,而采用电石渣作为激发剂更节约成本,更具优势。     

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。     

高流动性3D打印水泥基材料制备及性能研究

为了制备性能良好的3D打印胶凝材料,用碱激发剂对粉煤灰/矿渣胶凝材料进行激发得到了满足可打印性和力学性能的基础材料,并分析了影响胶凝材料性能的最主要因素,基于微观试验结果分析了粉煤灰和碱激发剂对胶凝材料性能的影响机理.结果表明:基础材料的合适掺量和组成为:粉煤灰30％、碱胶比0.56％、碱含量5％、激发剂模数1.0;宜...     

Physico-chemical,morphological and thermal analysis for the combined pozzolanic activities of minerals additives

The research was aimed to evaluate the physico-chemical, morphological and thermal analysis of combined pozzolanic activities of minerals additives. Fly ash and ground granulated blast furnace slag were added, separately and collectively, as mineral replacement in ordinary Portland cement. Tests carried out on specimens cured at different ages were: compressive strength, ultrasonic pulse velocity, X-ray diffraction (XRD) analysis, scanning electron microscopic (SEM) studies, differential thermal analysis (DTA) and thermo-gravimetric analysis (TGA), etc. The results indicated that the compressive strength and ultrasonic pulse velocity development rate of concrete specimens were significantly influenced by the addition of mineral additives. SEM data showed that the fly ash particles were more embedded and surrounded by slag. XRD analysis and DTA/TGA investigation have revealed different reaction kinetics of paste. The peak intensity of calcium hydroxide was significantly retarded by the addition of fly ash and slag, especially in combination, attributed to the dilution effect and calcium hydroxide consumption by pozzolanic reaction.     

碱激发矿渣固化土压平衡盾构渣土的试验研究

利用碱激发高炉矿渣对土压平衡盾构渣土进行固化,考察了矿渣掺量、液固比、碱激发剂、成型压力、养护温度等因素对固化土力学性能的影响,分析了固化反应的主要产物及固化土的微观结构,研究了固化土的抗酸抗盐侵蚀能力。结果表明：碱激发高炉矿渣对土压平衡盾构渣土具有较好的固化能力,在配比范围内,随着高炉矿渣掺量的增加,固化渣土抗压强度和表观密度增大;固化渣土强度的主要来源是碱激发高炉矿渣生成的C-S-H和C-A-S-H;氢氧化钠和水玻璃的复合激发相对于单一激发固化效果更好,液固比、成型压力和养护温度对于固化渣土的抗压强度有一定影响;硫酸钠对所制备的固化渣土的侵蚀作用较小,而硫酸和盐酸的侵蚀作用相对较大。     

新型高效混凝土复合早强剂

本文选用亚硝酸钠、无水硫酸钠、三乙醇胺和聚羧酸减水剂为新型高效复合早强剂的掺料,应用正交实验方法设计实验,从而配置新型高效复合早强剂。实验结果表明,在标准养护条件下,该新型高效复合早强剂可以使得使得水泥试件的1 d强度提高到150%,3 d、7 d、28 d的强度并没有降低;同时,在此基础上,研究该新型高效复合早强剂对复掺矿渣以及粉煤灰水泥强度的影响,结果表明,与不掺粉煤灰以及矿渣的水泥试块相比,当水泥试块的粉煤灰或矿渣的掺量为10%时,该新型高效复合早强剂可以适当的提高胶凝体系的早期强度;但是,当水泥试块的粉煤灰、矿渣掺量为20%及以上时,胶凝体系与空白组相比,抗压强度降低。     

The role of carbide lime and fly ash blends on the geotechnical properties of clay soils

Carbide lime is a by-product obtained during the manufacturing of acetylene from the reaction of calcium carbide and water. A major portion of carbide lime is dumped in waste deposition areas, creating an environmental problem. Carbide lime and fly ash have possible applications in slope stabilization, subgrade improvement of roads, and soil treatments under shallow foundations. A series of Atterberg limits tests, compaction tests, unconfined compressive strength tests, ultrasonic pulse velocity tests, and wetting–drying tests were performed on carbide lime and fly ash treated clay soils to evaluate the effects of additive content, curing time, strength development, and the effects of wetting and drying. A total of 8% of carbide lime constituted the fixation point, and peak strength was achieved at 12% carbide lime content. A total amount of 25% additive was found as a threshold changing the Atterberg limits. Test results indicated that the strength of the treated soil improved by the existence of carbide lime and fly ash; best performance was observed in 28-day specimens with 10% carbide lime and 20% fly ash content reaching to 8 times larger strength than untreated soil. The failure patterns of the specimens reflected the curing time and wetting–drying effects. Although, the application of wetting–drying cycles deteriorated the treated soil, the presence of carbide lime partially prevented the strength loss. New relationships between normalized strength and curing time depending on carbide lime content were proposed. Furthermore, a linear relationship between the unconfined compressive strength and the ultrasonic pulse velocity of the treated soils was established.

     

复合激发剂制备硅铝质胶凝材料研究

采用复合固体激发剂激发矿渣、粉煤灰的潜在水硬活性,研究了制备多组分硅铝质胶凝材料的方法和技术路线.研究结果表明,将复合激发剂、矿渣粉和粉煤灰及活性粉末按比例混磨,制备得到的胶凝材料28d强度达到45.0MPa以上.凝结时间正常,其主要性能相当于P·O42.5级水泥.同时,该种胶凝材料生产成本较低、质量稳定,是一种环境友...     

烧碱激发钢渣粉在淤泥质土中的试验研究

钢渣粉是炼钢生产后排出的工业废渣经球磨后形成的一种粉末状产物,与水泥有着相似的性质,但活性较差,需对其进行激发处理。将烧碱(Na OH)作为钢渣粉的激发剂,研究在不同烧碱掺入量下,钢渣粉与水泥混合后对淤泥质土的固化效果。试验结果表明:未掺烧碱的钢渣–水泥固化土早期强度低,后期固化效果较好;掺入烧碱之后,在其激发作用下,钢渣粉的固化效果良好且可使固化土早强。钢渣–水泥固化土的无侧限抗压强度随着烧碱掺量的增加而出现先增大后减小的变化。对胶凝材料进行X射线衍射(XRD)分析,发现材料中有单硫型硫铝酸钙(AFm)物质生成,该物质可提高固化土的强度。     

碱激发剂对不同掺量粉煤灰UHPC的影响

在UHPC材料中,通过在粉煤灰0%、20%、30%、40%的掺量下掺入不同碱激发剂(氢氧化钙、氢氧化钠、硫酸钠、硫酸钙、碳酸钠、水玻璃)测试砂浆浆体流动性、经时损失和胶砂试件抗压强度、抗折强度。结果表明:在UHPC材料中,随着粉煤灰掺量的增加,流动性改善明显,对抗压抗折强度影响较大;在粉煤灰掺量较小时,碱激发剂效果不明显,随着粉煤灰掺量的增加,碱激发剂的效果逐渐凸显出来;在粉煤灰掺量为30%、40%时,硫酸钙为最为突出的碱激发剂。