碱赤泥矿渣胶凝材料性能的研究

本文用水玻璃激发赤泥和矿渣而得到了高强的无机胶凝材料———碱赤泥矿渣胶凝材料。研究了赤泥掺量、水玻璃品种和掺量以及磷酸钠的掺量对这种胶凝材料强度的影响。通过正交试验确定了其最佳的质量配比。使用XRD分析了碱赤泥矿渣胶凝材料水化过程中的水化产物     

赤泥地聚物水泥力学性能和聚合机理EI北大核心CSCD

以活化赤泥和矿渣为主要原料制备了赤泥地聚物水泥(RMPC),研究了矿渣掺量、激发剂(水玻璃)模数及其掺量对RMPC力学性能和聚合机理的影响.结果表明:矿渣显著改善了RMPC砂浆的力学性能,其掺量为40%时,RMPC砂浆的抗压强度最高;水玻璃模数为1.5或1.2时,RMPC砂浆的抗压强度和抗折强度最佳;当水玻璃模数为1.5时,RMPC砂浆的抗压强度随水玻璃掺量增大而增大,且水玻璃掺量为20%时,RMPC抗折强度最高;赤泥和矿渣中的活性硅、铝组分在水玻璃作用下,参与地质聚合反应和水化硬化过程,生成以类沸石地聚物和水化硅(铝)酸钙(C-(A)-S-H)凝胶为骨架的地聚物结构.     

碱渣-矿渣制备地聚合物材料的研究

以碱渣、矿渣、石灰为原料,分别以NaOH、水玻璃、Na_2CO_3为碱激发剂制备地聚合物材料,综合考察了水灰比、碱激发剂种类、矿渣掺量对碱渣-矿渣地聚合物强度的影响。结果表明:随着水灰比的增大,碱渣-矿渣地聚合物强度不断降低;Na_2CO_3对反应没有激发作用,反应产物无强度;碱渣掺量较大时,水玻璃激发效果优于NaOH,NaOH激发产物早期强度大,而水玻璃激发产物后期强度大。在水灰比为0.50,碱渣与矿渣的比例为3∶7,水玻璃作为激发剂时,制备的地聚合物材料7d强度可达到40MPa以上。     

矿渣掺量及激发剂模数对偏高岭土基地聚物常温固化的影响

将粒化高炉矿渣(GGBFS)掺入偏高岭土(MK)中,研究了矿渣掺量对具有常温固化能力胶凝材料稠度、凝结时间及力学性能的影响,并通过X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外光谱(FTIR),扫描电镜(SEM)等分析手段研究了偏高岭土-矿渣复合体系的反应机理.结果表明:将矿渣掺入偏高岭土能减小浆体的稠度,缩短其凝结时间;偏高岭土-矿渣复合体系可在常温下固化,得到具有较高强度的硬化浆体;在碱激发作用下偏高岭土-矿渣复合体系发生了地质聚合反应和矿渣水化反应,生成了N-A-S-H凝胶与C-S-H凝胶共存的结构;激发剂模数和偏高岭土与矿渣的质量比是影响反应产物强度的主要因素——矿渣掺量不高于40%(质量分数)时,反应产物的强度随激发剂模数增大而降低;矿渣掺量超过60%后,反应产物强度随激发剂模数增大而提高.     

碱激发矿渣-钢渣复合胶凝体系的性能研究

以氢氧化钠和水玻璃为激发剂制备矿渣-钢渣复合胶凝材料,研究矿渣掺量、碱当量和水玻璃模数对复合胶凝材料抗压强度的影响,并采用XRD、SEM对硬化试样的显微形貌和水化产物组成进行了分析。结果表明：随矿渣掺量减少,抗压强度降低。随碱当量的增加,抗压强度先提高后降低,碱当量为11%时强度达到最高。随水玻璃模数的增大,抗压强度先提高后降低,当水玻璃模数为1.2时强度达到最高。水化产物主要为CaCO3、C-S-H凝胶、C-A-S-H凝胶、托贝莫来石及RO惰性相。     

碱激发矿渣胶凝材料的试验研究

通过变换碱种类、碱掺量、水玻璃模数,研究了矿渣粉在碱的作用下的强度发展规律,并对这类碱激发材料的性能进行了试验与分析。结果表明,碱掺量增加,凝结时间越短;水胶比越小,凝结时间越短。采用水玻璃比用NaOH的凝结时间短,水玻璃对矿渣的激发效果要优于NaOH的激发效果,模数为1．2的水玻璃当掺量达到8％时强度达到最大值。胶砂强度随NaOH掺量的增加而增加,NaOH掺量达到10％时强度达到最大值。     

赤泥制备碱激发胶凝材料的性能

分别以拜耳法赤泥、烧结法赤泥为原料,进行碱激发胶凝材料的制备研究,并对其制备碱激发胶凝材料的可行性进行了评价。研究结果表明,拜耳法赤泥的胶凝活性极低,不适宜用作碱激发胶凝材料的制备原料;烧结法赤泥因含有具有一定胶凝活性的β-硅酸二钙,因此可用作碱激发胶凝材料的制备原料。以烧结法赤泥和矿渣组成二元复合体系,以模数2.40的液体水玻璃为激发剂制备碱激发胶凝材料,在矿渣掺量30%、赤泥掺量70%的条件下,激发剂的最佳掺量为5.0%。所制备碱激发砂浆试样的3d、28d抗压强度可分别达到35.0 MPa、65.0 MPa以上。     

一种高铝煤矸石-矿渣碱激活胶凝材料的研究

采用煅烧高铝煤矸石、矿渣,使用水玻璃进行激发试验。矿渣对早期强度起主要作用,煅烧高铝煤矸石对后期强度贡献较大。胶凝材料的抗压强度随水玻璃模数的减小而增大,随水玻璃掺量的增大而增大,随液胶比的减小而增大。水玻璃模数为1.049,矿渣:煅烧高铝煤矸石为4:6,激发剂掺量为22%,液胶比为0.35时,复合材料28天抗压强度达到了41.7MPa。     

粉煤灰基地质聚合物注浆材料的性能研究及工程应用

采用改性水玻璃对粉煤灰、粒化高炉矿渣等大宗工业固体废弃物进行化学激发,制备了新型低碳、高强、低收缩的粉煤灰基地质聚合物注浆材料。结果表明:随粒化高炉矿渣掺量增加,粉煤灰基地质聚合物注浆材料的抗压强度大幅度提高,干燥收缩显著减小;改性水玻璃中Na2O含量主要控制其对硅铝质原料的激发能力,优选改性水玻璃中Na2O含量为9.0%。而水玻璃模数主要控制早期地质聚合反应过程,优选改性水玻璃模数为1.2。经G-9-12-30型地质聚合物注浆材料加固处理4年后,试验段路面的代表弯沉值降低50.2%,路面强度系数提升106.2%。     

固体硅酸钠激发粉煤灰-矿渣基地质聚合物抗压强度的试验研究

本文拟以高炉矿渣和粉煤灰为前驱体,固体硅酸钠为碱性激发剂,制备“一步法”粉煤灰-矿渣基地质聚合物。研究粉煤灰掺量、硅酸钠模数、碱激发剂摩尔浓度、龄期等因素对地质聚合物抗压强度、凝结时间、流动度和微观结构发育的影响。结果表明:掺入粉煤灰能提高地质聚合物的流动度及和易性,但其抗压强度随粉煤灰掺量增加而减小;随着硅酸钠模数和碱激发剂摩尔浓度提高,地质聚合物抗压强度呈先升后降的趋势。本研究中当前驱体为100%高炉矿渣(粉煤灰含量0%),固体硅酸钠模数为1且碱性激发剂浓度为5.0mol/L时,地质聚合物28d抗压强度可达9.19MPa。在地质聚合物中产生硅铝酸钠和水化硅(铝)酸钙等凝胶,随着龄期增长,形成致密结构,从而提高了其抗压强度,但过量粉煤灰使地质聚合物产生较多孔隙,使其强度降低。     

镁渣胶凝材料强度影响因素的研究

以镁渣、矿渣、水泥熟料配制镁渣胶凝材料,探讨了镁渣掺量、水泥熟料掺量、物料粉磨工艺、辅助激发剂复掺对镁渣胶凝材料强度(抗压和抗折强度)的影响,分析了镁渣胶凝材料水化产物的矿物组成.结果表明:当镁渣与矿渣掺量相等时,镁渣胶凝材料有较好的强度;镁渣胶凝材料水化较慢,28d后强度还有大幅度的增长;水泥熟料掺量越大,镁渣胶凝材料强度越高;相比先磨后混工艺,先混后磨工艺所制备的镁渣胶凝材料有更好的强度;复掺3种辅助激发剂(水玻璃、硫酸钠、石膏)后,镁渣胶凝材料强度性能达到32.5强度等级复合水泥标准要求.镁渣胶凝材料水化产物主要由C-S-H,Ca(OH)_2和AFt等组成.     

净水型赤泥-矿渣基地聚合物透水混凝土的研究

研究了赤泥掺量、碱激发剂模数及碱当量、集料空隙率等对赤泥-矿渣基地聚合物透水混凝土(RSGPC)力学性能、透水性能和重金属吸附性能的影响规律,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)等微观测试手段,探讨了RSGPC对溶液中重金属离子的吸附机理及重金属离子在RSGPC浆体表面的分布规律.结果表明:RSGPC对重金属离子的吸附性能随赤泥掺量的增加和集料空隙率的降低而增加,而受碱激发剂模数及碱当量的影响不大; RSGPC对重金属离子的吸附作用主要是未水化赤泥颗粒、地聚合物凝胶以及低钙硅比C-S-H凝胶的吸附作用,同时还与透水混凝土表面浆体和溶液中重金属离子的接触时间有关;提高浆体自身的力学性能与吸附性能,是协调透水混凝土强度、透水、净水三者之间矛盾的有效途径.     

铁尾矿砂与干化污泥制备免压免烧砖的研究

利用铁尾矿砂和城市污泥为原料制备免压免烧砖,以碱性激发剂NaOH和水玻璃激发矿渣微粉替代水泥作为胶凝材料。研究结果表明:免烧砖的强度随矿渣微粉掺量的增加而增大,矿渣微粉掺量为24%～30%与铁尾矿砂掺量为70%～76%或矿渣微粉、铁尾矿砂、污泥的掺量为45:50:5,均可制备出强度满足《非烧结垃圾尾矿砖》(JC/T422-2007)MU25国家建材行业标准的免压免烧砖。     

偏高岭土地质聚合物仿瓷材料的试验研究

以偏高岭土为原料,水玻璃为激发剂制备了地质聚合物材料,研究了激发剂的模数、掺量、水土比及养护方式对地质聚合物抗压强度的影响,确定了此类地质聚合物的最佳制备条件为水玻璃模数1.0,碱掺量10%,水土比0.25,自然条件下养护,并探讨了地质聚合物的开裂和气泡问题,从而制备了性能优良的地质聚合物仿瓷材料。     

玄武岩石粉-矿渣碱激发胶凝材料的制备研究

制备了掺玄武岩石粉的碱激发矿渣胶凝材料,研究了玄武岩石粉掺量、液固比、碱激发剂的固含量和模数对碱激发矿渣胶凝材料抗压强度的影响。结果表明:随着玄武岩石粉掺量的增加,碱激发矿渣胶凝材料的抗压强度呈下降趋势;碱激发剂的固含量由18.00%增大至35.58%时,所制材料的抗压强度呈提高趋势,但碱激发剂的固含量进一步提高至41.35%时,碱激发矿渣胶凝材料的抗压强度反而较低;碱激发剂的固含量为25.08%～35.58%、模数为1.50～1.00时,可制得强度较理想的玄武岩石粉-矿渣碱激发胶凝材料。     

碱激发钢渣-矿渣加气混凝土的制备研究

分别采用标准养护及蒸汽养护方式,对以钢渣和矿渣为原材料、双氧水为发气剂的碱激发钢渣-矿渣加气混凝土进行养护,研究钢渣掺量、矿渣掺量、水玻璃模数、碱含量、水胶比和碱溶液温度对加气混凝土性能的影响,并利用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对加气混凝土的微观结构进行分析.结果表明:碱激发钢渣-矿渣加气混凝土的最佳配合比为钢渣掺量40%,矿渣掺量60%,水玻璃模数1.6,碱含量6%,水胶比0.42,碱溶液温度30℃,双氧水掺量分别为4%及8%;制备的2种制品(B06和B05级)的孔径分布主要为0.3～0.6mm和0.5～1.0mm,宏观孔多为圆形封闭孔;此外,采用不同养护方式的制品水化产物均为C-S-H凝胶和C-S-A-H凝胶,水化产物中没有Ca(OH)_2;当采用蒸汽养护时,B06级制品的物理力学性能均能达到GB 11968—2006《蒸压加气混凝土砌块》标准规定值.     

地聚合物注浆材料的开发及性能研究

以粉煤灰、矿渣等大宗工业固体废弃物及水泥为主要原料,在改性水玻璃的激发下进行地聚合反应,制备新型低碳、高强、无收缩的地聚合物注浆材料。试验结果表明:随矿渣、水泥掺量的增加,地聚合物注浆材料的凝结时间大幅度缩短、抗压强度大幅度提高;改性水玻璃中的Na_2O主要控制其对粉煤灰及矿渣等的激发能力,而水玻璃模数Ms主要控制早期地聚合反应的过程。经工程应用表明,采用该非开挖式地聚合物注浆材料能有效修复路面的不均匀沉降,经优选的F15C15G70-912型地聚合物注浆处理后,代表弯沉值降低50%,路面强度系数由0.39~0.42提高到0.76~0.80,路面强度评级由次提高到良。     

用锰渣制备地质聚合物的研究

地质聚合物是一种新型胶凝材料,由于其形成机理特殊,很多工业固体废弃物都可作为它的主要材料,针对此特点以锰渣和矿渣分别作为地质聚合物的主要原料进行对比试验,通过测试其胶砂试块强度分析不同废渣掺量对两种地质聚合物力学性能影响,利用SEM、XRD等方法分析该类聚合物的反应产物,从而得出用锰渣制备地质聚合物的可行性.试验表明:用锰渣制备地质聚合物,锰渣掺量80%为最佳;制备得到的地质聚合物前期强度发展较快,抗折强度5 MPa以上,抗压强度62.5 MPa以上.     

粉煤灰基地质聚合物的实验研究及中试

以粉煤灰为主要原料,添加碱激发剂制备粉煤灰基地聚合物,通过正交实验研究了粒径、激发剂掺量、水玻璃模数、浆料液固比对粉煤灰基地聚合物性能的影响。结果表明,当粒径为24.58μm、激发剂掺量为25%、水玻璃模数为1.4、液固比为0.34时,地聚物28 d抗压强度最高,为44.10 MPa。SEM分析表明,地聚合反应中产生大量胶凝物质,有利于地聚合物强度的提高。在此基础上分别掺入砂、锰渣、锅炉渣进行中试实验,结果表明,当粉煤灰与砂的质量比为4∶1、激发剂掺量为23.5%,制备的地聚物抗压强度最高,为50.9 MPa。XRD分析表明,粉煤灰在碱激发剂作用下形成了C-S-H和N-A-S-H产物,是地聚合物强度主要来源。     

碱种类和掺量对ACM抗压强度的影响

分别用水玻璃(M=2.0)、NaOH和P.O42.5水泥等激发剂激发矿渣粉和粉煤灰等硅铝酸盐材料,制备碱-硅铝酸盐胶凝材料,来研究激发剂种类和掺量对碱-硅铝酸盐材料抗压强度的影响。结果表明在掺量相同的条件下,水玻璃的激活效果最好,水泥的激活效果最差,NaOH介于两者之间。水玻璃最佳用量为硅铝酸盐材料质量的7%;NaOH激发矿渣时的最佳用量为矿渣质量的8%,激发粉煤灰和矿渣的混合物时的最佳用量为硅铝酸盐材料质量的10%;以普通硅酸盐水泥作为碱激发剂,未能反应出明显的规律性。