矿渣掺量对偏高岭土基土聚水泥抗压强度及孔结构的影响

为提高偏高岭土基土聚水泥的力学性能,在偏高岭土中加入不同掺量(质量分数10%~50%)的矿渣,分析其对土聚水泥抗压强度的影响,并利用压汞仪和扫描电镜对80℃蒸养3 d的土聚水泥试样进行孔结构和断面形貌分析.实验结果表明:随着矿渣掺量的增加,土聚水泥的抗压强度显著提高,孔隙率呈线性减小,孔径分布逐步向微孔方向移动.当矿渣掺量为50%时,80℃蒸养3 d和7 d后抗压强度分别达到73.4和74.4MPa,3 d龄期试块的孔隙率仅为4.46%,孔径尺寸小于20 nm.微观结构分析表明,矿渣的加入使土聚水泥结构更加致密,有利于土聚水泥抗压强度的提高.     

钙对粉煤灰基土聚水泥性能的影响研究

采用正交试验优化设计制备了粉煤灰基土聚水泥,并进一步研究了钙对粉煤灰基土聚水泥性能的影响。研究表明：硅铝比是影响粉煤灰基土聚水泥强度发展的重要因素,碱铝比次之,水碱比最小;土聚水泥的最佳配比为硅铝比4.6,碱铝比0.8-1.1,水碱比6.0-7.2;不同种类以及掺量的钙质组分对土聚水泥的强度发展影响很大,体系中的钙应控制在适宜范围。     

基于土聚水泥生土材料改性试验研究

生土材料是一种传统的古老的生态建筑材料,但由于强度低,耐水性差难以在现代建筑工程中发挥作用.本文提出了一种以偏高岭土作为主要原材料的土聚水泥用于生土材料改性,通过试验分别研究了碱性激发剂掺量、激发剂种类以及促硬剂对土聚水泥改性生土材料力学性能及耐水性影响.研究结果表明,采用浇筑成型的方式,土聚水泥改性生土材料,其28 d抗压强度可达到18.0 MPa,软化系数为0.90.土聚水泥非常适合用于生土材料改性.     

制备土聚水泥中若干因素的影响

作为一种新型胶凝材料，土聚水泥的制备和水化机理完全不同于普通硅酸盐水泥，其性能及应用领域也远比普通硅酸盐水泥优越，是一种有望取代硅酸盐水泥的极有发展潜力的胶凝材料，文章在评述国外现有研究成果的基础上，通过试验研究了制备土聚水泥中若干因素的影响。     

土聚水泥的应用及研究现状

土聚水泥是一种高性能的碱激活水泥。介绍了该水泥的化学成分、矿物组成、主要特性、生产工艺、聚合机理、应用领域及研究现状。     

激发剂对土聚水泥力学性能影响的研究

在评述国内外现有研究成果的基础上,通过正交设计方法试验研究不同激发剂种类、掺量对土聚水泥力学性能的影响。试验结果表明:水玻璃碱激发剂对土聚水泥抗压强度的影响效果最好,碱激发剂的强激发作用使土聚水泥产生较高的抗压强度;三乙醇胺对土聚水泥抗压强度的较好影响主要表现在早期,三乙醇胺作为混凝土早强剂,虽然对水泥系统的影响明显,但对本系统的影响不显著;聚丙烯酸钠对土聚水泥抗压强度的影响效果不佳,其原因可能是:大分子量的聚丙烯酸钠由于黏度过高,将偏高岭土颗粒包裹,使其无法与碱激发剂接触,影响了碱激发剂的激发效果。     

利用钢渣和粉煤灰制备常温养护土聚水泥的实验研究

以钢渣为主料和辅料制备了常温养护的土聚水泥,讨论了养护条件和钢渣掺量对粉煤灰基土聚水泥抗压强度的影响.研究表明:用钢渣制备的土聚水泥有凝结速度快,养护温度低的特点.对于掺人钢渣的粉煤灰基土聚水泥,由于碱性激发剂在水中会稀释流失,常温保湿是较泡水更好的养护方法.钢渣含量增加,粉煤灰基土聚水泥的早期强度增大,但28 d强度减小.粉煤灰中钢渣含量为10%时,常温养护土聚水泥强度超过34.14 MPa.     

土聚水泥的研究现状与展望

土聚水泥是一种新型的高性能碱激活水泥 ,具有优异的工程性能与环保特性 .本文介绍了土壤聚合反应的机理,详细分析了土聚水泥的化学成分以及矿物组成;讨论了其水化产物的形态以及结构特点;概述了土聚水泥的应用发展前景和当前国内外的研究现状,并提出了几个新的研究问题.     

土聚水泥技术在飞灰资源化中的应用

固体废物焚烧处理技术在我国日益得到推广应用,这导致我国垃圾焚烧飞灰产量巨大.垃圾焚烧飞灰中含有浸出毒性较高的重金属,属危险废弃物.但飞灰中含有丰富的活性组分,可以作为合成材料的原料而加以综合利用.飞灰基土聚水泥作为一种新型碱激活胶凝材料,可以大大降低飞灰中重金属的浸出毒性,同时具有较高的抗压强度.本文在介绍土聚水泥聚合机理的基础上,从飞灰预处理、外加硅铝原料的添加、碱激发剂浓度和掺量、水灰比、骨料、养护条件等方面阐述了对飞灰基土聚水泥强度和重金属浸出毒性的影响,最后对飞灰基土聚水泥重金属浸出毒性方面研究提出了建议.     

偏高岭石基土聚水泥的研究

以偏高岭石为原料,氢氧化钠溶液和水玻璃的混合溶液为激发剂,在室温条件下制备了土聚水泥.通过XRD,IR和SEM研究了土壤聚合反应的机理并观察了土聚水泥的形貌.结果表明:在氢氧化钠溶液和水玻璃的混合溶液的激发下偏高岭石发生了土壤聚合反应,生成了无定形的土聚水泥;该土聚水泥呈层状结构并含有非结合水;该土聚水泥具有早强的特性,其强度和密度均随着激发剂中碱强度的增加而增大.     

纤维对地聚合物抗压强度的影响研究

为提高粉煤灰基地聚合物抗压强度,以纤维作为增韧材料,重点考察了纤维种类和掺量对地聚合物强度的影响.木质素纤维、聚酯纤维和玻璃纤维的最佳掺比分别为0.3%、0.1%和0.3%.过量木质素纤维导致地聚合物局部强度降低,过量玻璃纤维使得地聚合物孔隙增加,导致强度降低.掺加玻璃纤维的粉煤灰基地聚合物抗压强度高(33.25 MPa),其微观结构分析表明Si-O-Si和Si-O-Al聚合度较高.     

木质素磺酸钙对硬化水泥抗压强度的影响

木质素磺酸盐(简称木盐)具有较强缓凝和引气作用,可提高混凝土工作性,但过量使用会导致混凝土抗压强度急剧下降。该文从掺量、相对分子质量、亲水基、金属阳离子和糖分5个方面研究了木质素磺酸钙(简称木钙)对硬化水泥抗压强度的影响规律。结果表明,随木钙掺量增加,硬化水泥的各龄期抗压强度均下降,掺量w(木钙)=0.5%时,硬化水泥的28 d抗压强度仅为空白浆体的63.6%。其中相对分子质量为1万~5万的木钙超滤级分对硬化水泥强度的降低作用较小。木钙中糖分质量分数由12.5%降至2.8%时,硬化水泥的7 d抗压强度比可提高16%。通过氧化将木钙分子中的羟基转化为羧基,硬化水泥的3、7、28 d抗压强度比分别提高22.1%、34.7%和13.0%;通过磺甲基化将木钙的磺化度由1.36 mmol/g提高到2.48 mmol/g,硬化水泥的3、7、28 d抗压强度比分别提高36.2%、41.2%和17.9%。     

生物质灰对水泥硬化浆体抗压强度影响的试验研究

对比研究了生物质灰与普通粉煤灰在粒度分布、颗粒形态、化学组成、活性指数等方面的不同,并开展了不同掺量生物质灰对水泥硬化浆体抗压强度的影响研究.结果表明:生物质灰颗粒形状不规则、平均粒径及粒径分布范围较大,具有特有的细长纤维状颗粒,且其活性组分Al2O3不足普通粉煤灰的三分之一;生物质灰的火山灰活性小于普通粉煤灰;相同掺量下,生物质灰-水泥复合胶砂各龄期的抗压强度均小于普通粉煤灰-水泥复合胶砂,生物质灰掺量越大,复合胶砂的强度相比纯水泥组下降程度越大;与普通粉煤灰相比,掺加生物质灰的硬化水泥浆体微观结构更为疏松多孔,特别是其特有的细长纤维状颗粒的存在.     

影响水泥抗压强度的成型条件研究

水泥抗压强度的测定过程有成型、养护、破型三个主要环节。各环节的试验条件不同,将直接影响抗压强度的测定结果。研究了水泥试件成型过程中流动度、试件尺寸、表面状态等试验条件对试件抗压强度测定结果的影响。结果表明：在一定范围内水灰比与抗压强度呈正相关关系,即水灰比越大,其流动度越好,抗压强度越高,当超过这个范围后,随着水灰比的增大,抗压强度逐渐减小;随着试件尺寸逐渐变大,抗压强度依次降低;试模涂油量多少不同,导致试件表面状态存在差异,涂油量过多或过少都会使抗压强度的测定结果偏低。     

化学激发粉煤灰-水泥体系的抗压强度性能研究

采用化学途径激发粉煤灰-水泥体系中粉煤灰的活性,通过强度测定研究了几种激发剂单掺、复掺时粉煤灰活性发挥程度,并对激发剂激发效果进行了分析和比较。     

碱激发偏高岭土基地质聚合物的制备及抗压强度研究

为了响应“双碳”政策节能减排的号召,本文采用偏高岭土和高炉矿渣为原材料制备地质聚合物。以抗压强度为指标优化制备条件,探讨确定影响地质聚合物强度的因素。通过正交试验确定偏高岭土基地质聚合物的最佳配比,通过热重和XRD分析不同温度煅烧的偏高岭土组分。研究结果表明,在高岭土煅烧温度为800 ℃时,偏高岭土基地质聚合物的最佳配合比为氢氧化钠与硅酸钠的质量比为6.5∶1,激发剂的质量掺量为14.2%,其28 d抗压强度能达到46.6 MPa。偏高岭土基地质聚合物抗压强度随激发剂的掺量增加而增大,随氢氧化钠与硅酸钠的质量比的增大先增大后减小,随高岭土煅烧温度的升高先增大后减小。     

废弃玻璃粉对水泥石高温抗压强度和微观结构的影响

废弃玻璃粉作为一种高SiO₂含量的固体废弃物,可以有效防止油井水泥石在高温下的强度衰退,从而提升深井、超深井固井水泥环长期封隔完整性。本文研究了150 ℃、21 MPa下,不同粒径废弃玻璃粉对水泥石抗压强度、渗透率和微观结构的影响。结果表明:150 ℃、21 MPa下净浆水泥石180 d抗压强度为8.57 MPa,较1 d衰退76.04%;掺入废弃玻璃粉可以提高水泥石抗压强度的长期稳定性,在内掺40%(质量分数)粒径为45 μm的废弃玻璃粉情况下,水泥石在180 d时抗压强度为31.85 MPa,较1 d仅衰退3.95%,渗透率为1.28×10^-2 mD,较1 d降低16.88%;掺入废弃玻璃粉改变了水泥石150 ℃、21 MPa下的物相组成,净浆水泥石的主要结晶相为氢氧化钙和水硅钙石,掺入不同粒径废弃玻璃粉的水泥石主要结晶相为硬硅钙石和托贝莫来石;内掺40%粒径为45 μm的废弃玻璃粉的水泥石中托贝莫来石晶粒尺寸稳定;随龄期增加,净浆水泥石孔结构向大孔径发展,内掺40%粒径为45 μm的废弃玻璃粉的水泥石的孔结构更加致密,180 d内各龄期均以凝胶孔为主。     

碱激发剂对铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物抗压强度的影响

以粉煤灰和铸造粉尘为主要原料,以KOH、NaOH、Na2SiO3、K2SiO3和水玻璃为碱激发剂,制备地质聚合物.研究了不同激发剂对铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物抗压强度的影响.结果表明:不同浓度的NaOH和KOH溶液的激发效果较差,制备的铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物的抗压强度较低.NaOH和KOH溶液与K2SiO3溶液混配复合激发剂可提高铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物的抗压强度.水玻璃溶液激发效果最好,随着水玻璃溶液模数的增加,铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物的抗压强度逐渐提高;当水玻璃模数为1.2时,铸造粉尘基地质聚合物28 d抗压强度达到最大,为21.4 MPa;继续增大水玻璃模数,铸造粉尘-粉煤灰基地质聚合物28 d抗压强度趋于下降.     

掺合料对硫铝酸盐水泥基混凝土抗压强度和抗渗性的影响

主要研究了掺合料[m(矿渣):m(粉煤灰)=2:1]、水灰比对硫铝酸盐水泥基混凝土抗压强度、抗渗性的影响,并与普通硅酸盐水泥基混凝土进行对比。结果表明掺合料使硫铝酸盐水泥基混凝土早期和后期强度都明显降低,抗渗性降低,且掺量越高,其抗压强度、抗渗性降低越明显;另外,硫铝酸盐水泥基、普通硅酸盐水泥基混凝土的抗压强度、抗渗性都随着水灰比的减小,其抗压强度、抗渗性明显提高。     

硅铝质尾矿基地聚合物水泥粉料的制备及其砂浆强度性能

以富含Si、Al的尾矿作为硅铝原料(基质),以硅灰和钙质掺和料(矿渣和钢渣)作为辅助材料,在低温煅烧条件下制备地聚合物水泥粉料.以向粉料中"直接加水"形成的砂浆试样的7d抗压强度作为考察指标,通过正交实验得出最优的原料配方和烧制温度,并通过SEM、XRD、TG-DSC和FTIR对代表性试样的微观结构进行表征.结果表明:"钙质掺合料与尾矿的质量比例"这一因素对砂浆试样的抗压强度影响最大;以矿渣和钢渣为钙质掺合料在最优方案下制备的砂浆试样的7d抗压强度分别达到12.5 MPa和8.5 MPa,对它们进行蒸压养护可使其抗压强度有所提升;微观结构分析共同验证了由钙质掺合料生成的水化硅酸钙(CSH)未对地聚合物的主体凝胶相产生负面影响,反而有利于改善试样的微结构,提高试样的强度性能.