碱矿渣-粉煤灰快硬复合胶凝材料

碱激发胶凝材料具有水化产物稳定、孔隙率低、强度高及耐久性好等优点.文中采用粉煤灰替代部分矿渣,研究了碱矿渣-粉煤灰快硬复合胶凝材料的胶凝特性,重点探讨了该体系的凝结时间、抗折及抗压强度性能.     

碱矿渣粉煤灰胶凝体系的凝结硬化特性研究

为研究碱矿渣粉煤灰胶凝体系的凝结硬化特性,在粉煤灰与矿渣的比值(Flyash-Slag Ratio,FSR)为0.6、碱掺量(Alkali Content,AC)为6.0%、复合碱组分间的比例n=1.3的配合比参数情况下,制备了碱矿渣粉煤灰胶凝材料,在研究其流变学特性的基础上,测试了其凝结硬化特性,并研究三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、葡萄糖酸钠、亚硫酸钠四种物质对其凝结硬化特性的影响.结果表明:碱激发剂的温度对净浆的流变学性能具有较大的影响;在某一配合比下制备的碱矿渣粉煤灰胶凝材料在t=40℃时,标准稠度用水量为28%,凝结时间正常;三聚磷酸钠是一种优质的外加剂,三聚磷酸钠的掺量变化对凝结硬化特性影响较大,但保水效果无明显影响,在施工应用时,需要根据具体用途选择掺量.     

废黏土砖再生胶凝材料评价及应用

研究了废黏土砖粉(WFCB)作为再生胶凝材料,对水泥标准稠度用水量、凝结时间和抗压强度的影响。结果表明,废黏土砖粉加入到水泥中,会引起水泥标准稠度用水量的增加和凝结时间的缩短;废黏土砖粉的火山灰活性较低,用作再生胶凝材料会降低水泥的抗压强度。     

垃圾焚烧灰熔融重构矿渣对水泥基材料性能的影响

研究了不同掺量下(10%、20%、30%、50%)的垃圾焚烧灰和重构矿渣对水泥基材料性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等测试技术分析了影响机理。研究结果表明:相比于纯水泥,垃圾焚烧灰掺量为50%的水泥基材料终凝时间缩短为75 min,标准稠度用水量增加至28.7%,重构矿渣掺量为50%的水泥基材料终凝时间延长至335 min,标准稠度用水量增加至29.8%。垃圾焚烧灰的活性较低,随着垃圾焚烧灰掺量的增加,水泥砂浆抗压强度先增大后减小,当其掺量为10%时,28 d抗压强度达到最大(51.5 MPa);重构矿渣的活性高于垃圾焚烧灰,在碱性环境的激发下,水化后期重构矿渣发生二次水化反应,生成较多的水化产物,掺重构矿渣的水泥砂浆强度先增大后减小,当重构矿渣掺量为20%时,28 d抗压强度达到最大值48.8 MPa。     

高贝利特硫铝酸盐水泥—普通硅酸盐水泥复合胶凝材料体系性能研究

为进一步提升高贝利特硫铝酸盐水泥（HBSAC）与普通硅酸盐水泥（P·O）的性能,获得性能优异、经济性较好的新型胶凝材料,开展了HBSAC和P·O的复配研究。研究了不同复配合比例HBSAC-P·O复合胶凝材料的物理性能、力学性能和干缩性能,结合水化产物的形成分析,阐明了HBSAC-P·O复合胶凝材料体系的水化机理。结果表明：在HBSAC中加入P·O,复合胶凝材料的标准稠度用水量减少,凝结时间延长,干缩率增加,后期强度增加的同时早期强度降低;在P·O中加入HBSAC,复合胶凝材料的标准稠度用水量减少、凝结时间缩短,干缩率降低,但是其早期强度并未得到提升;HBSAC-P·O复合胶凝材料的水化机理在于削弱了硫铝酸盐矿物的早期水化作用,降低了早期强度;增强了硅酸盐矿物的后期水化作用,提高了后期强度。     

矿物掺合料对硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥复合体系性能的影响

研究了矿粉、硅灰和粉煤灰3种矿物掺合料对硫铝酸盐水泥-普通硅酸盐水泥复合体系的标准稠度用水量、凝结时间、水化放热、胶砂抗折及抗压强度、砂浆干缩率、抗硫酸盐侵蚀性能和水化产物的影响。结果表明:随矿物掺合料掺量的增加,复合体系的标准稠度用水量增大,凝结时间延长;掺加矿物掺合料后水化放热峰出现时间延后,总水化放热量减少,其中掺加矿粉和硅灰的试件初期水化速率减慢程度较掺加粉煤灰试件更明显;3种矿物掺合料对复合体系强度的影响差别较大,掺加3%硅灰的试件3 d抗压强度增长较快;硅灰的掺加会使砂浆干缩率增大,矿粉、粉煤灰的掺加可以减小砂浆试件的干缩;矿物掺合料的掺加会提高胶砂试件抗硫酸盐侵蚀性能,掺粉煤灰的试件抗硫酸盐侵蚀性能最好。     

三氧化硫含量对生态型胶凝材料性能影响研究

用于绿色混凝土的生态型胶凝材料,具有利用废弃资源、水化热低、标准稠度用水量低、收缩小等特点。本研究研究的生态型胶凝材料采用低熟料组成和分磨工艺,为避免现代混凝土生产中由于三氧化硫缺失引发的问题,生态型胶凝材料制备中对三氧化硫的进行了优化。在生态型胶凝材料中,三氧化硫的改变不仅起到调节凝结时间的作用,而且影响着生态型胶凝材料的需水行为、强度与收缩性能。通过研究三氧化硫对生态型胶凝材料的标准稠度用水量、凝结时间、强度以及干缩性能的影响,提出生态型胶凝材料适宜的三氧化硫含量。     

高性能胶凝材料的制备和力学性能研究

本文研究了水泥熟料比表面积、水泥孰料掺量以及SO3含量对水泥标准稠度用水量、凝结时间、胶砂抗折抗压强度以及混凝土抗压强度的影响。结果表明,350m2/kg比表面积水泥熟料组别比300m2/kg比表面积水泥熟料组别的早期胶砂抗折抗压强度和混凝土抗压强度稍高,水泥熟料掺量为40%的组别其净浆标准稠度用水量和凝结时间较为合适,3.5%SO3掺量的混凝土抗压强度最好。水泥熟料比表面积为350m2/kg和300m2/kg,水泥熟料掺量为40%,SO3掺量为3.5%的胶凝材料制备的混凝土兼备施工性、强度的高性能混凝土。     

掺混合材的硫铝酸盐水泥体系强度效应研究

对纯硫铝酸盐水泥体系及硫铝酸盐水泥、矿粉、粉煤灰二元或三元复合胶凝材料体系在不同水胶比下的抗压强度进行研究。结果表明,当不同胶凝材料体系采用标准稠度对应的水胶比时,体系抗压强度最高;XRD、SEM分析证明,在该水胶比时,体系中的主要水化产物AFt(钙矾石)较多,体系结构也更为紧密,因而抗压强度最高。     

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。     

含凝灰岩粉复合胶凝材料抗压强度发展规律

对比研究了掺加粉煤灰和(或)凝灰岩粉的复合胶凝材料的抗压强度发展规律.结果表明:在水化初期,粉煤灰与凝灰岩均以物理填充作用影响复合胶凝材料抗压强度的发展;与粉煤灰相比,具有特殊形貌的凝灰岩颗粒所引起的形态效应和微集料效应在水化初期更为显著;同等条件下,凝灰岩粉比表面积越大,复合胶凝材料的抗压强度就越大;粉煤灰的火山灰活性在水化后期逐渐显现,从而使得掺加粉煤灰的复合胶凝材料抗压强度较掺加凝灰岩粉复合胶凝材料抗压强度有所减小;相较于粉煤灰,凝灰岩粉对于复合胶凝材料抗压强度的贡献更多体现在水化初期.     

稻壳灰对混凝土性能的影响

该文所述试验以充分利用稻谷壳为目的,对稻谷壳进行煅烧粉磨后作为矿物掺合料掺入水泥和混凝土中,研究其对水泥标准稠度用水量、凝结时间、水泥胶砂强度和混凝土抗压强度的影响。结果表明:稻壳灰会增加水泥的标准稠度用水量,以及凝结时间,随稻壳灰掺量的增加,水泥标准稠度用水量逐渐升高,凝结时间逐渐增长。稻壳灰掺量在10%~20%内对混凝土的抗压强度有利,特别是混凝土的后期抗压强度。     

三异丙醇胺-碳酸钠协同激发矿渣-粉煤灰体系的力学性能和水化历程

碳酸钠激发矿渣-粉煤灰体系是一种弱碱激发的低碳胶凝材料,与强碱激发胶凝材料相比,具有更低的碳排放,但其早期水化活性差、强度发展缓慢。提出了采用三异丙醇胺(TIPA)加速体系离子溶出,进而促进胶凝材料体系水化及强度发展的技术思路。通过抗压强度测试,研究了TIPA对碳酸钠激发矿渣-粉煤灰体系力学性能的影响规律;通过水化热测试,分析了该体系的水化动力学过程;通过XRD、TGA等测试手段,分析了水化产物特征;通过SEM观测了硬化浆体的微观形貌,并讨论了离子溶出与pH值的变化规律。结果表明,掺0.03%TIPA可显著促进矿渣-粉煤灰体系的离子溶出,加速水化,提高其早期强度。     

镍铁渣粉对水泥基复合材料性能的影响研究

研究了镍铁渣粉掺量对镍铁渣粉-水泥复合胶凝材料标准稠度用水量、凝结时间的影响,分析了镍铁渣粉-水泥胶砂试件的抗压强度、抗折强度,探讨了镍铁渣粉-硅灰-水泥胶砂试件的力学性能。结果表明：镍铁渣粉-水泥复合胶凝材料的标准稠度用水量、凝结时间均与镍铁渣粉掺量呈正相关,而镍铁渣粉-水泥胶砂试件的抗压强度、抗折强度均与镍铁渣粉掺量呈负相关,且镍铁渣粉的掺量不宜大于30%;硅灰能有效改善镍铁渣粉-硅灰-水泥胶砂试件的内部结构,提高其强度,且镍铁渣粉与硅灰的总掺量不宜大于30%,镍铁渣粉和硅灰的质量比不宜小于1。     

无熟料矿渣粉煤灰胶凝材料强度影响因素研究

针对矿渣、粉煤灰的成分及特点,研制了一种无熟料矿渣粉煤灰胶凝材料,并对其强度影响因素、水化性能进行了研究。结果表明,加入70%矿渣,15%粉煤灰,10%石膏,5%复合激发剂,可以制备性能较好的胶凝材料,28d抗压强度可达到58.21MPa。     

粉煤灰和炉渣对碱激发镍渣胶凝材料流动度和强度的影响

在NaOH及水玻璃(WG)两种碱激发剂下,研究了粉煤灰及炉渣对碱激发镍渣-粉煤灰-炉渣胶凝材料(ANC-FI)流动度及强度的影响,并通过XRD和IR揭示其机理。结果表明,当粉煤灰及炉渣总掺量为30%(等质量取代镍渣)时,随着炉渣掺量的增加(即粉煤灰掺量降低),ANC-FI的标准稠度用水量增加,凝结时间延长,砂浆流动度降低;ANC-FI抗折强度和抗压强度均随着炉渣掺量的增加呈先增大后减小的趋势,最佳掺量为粉煤灰和炉渣各取代15%的镍渣。     

活性混合材对改性硫氧镁胶凝材料性能的影响

为了进一步提高硫氧镁胶凝材料的性能,研究了活性混合材(粉煤灰、矿渣粉)分别对柠檬酸改性硫氧镁(CMOS)胶凝材料、柠檬酸/水玻璃复合改性硫氧镁(SCMOS)胶凝材料性能的影响及机理.结果表明:粉煤灰和矿渣粉均可以明显提高CMOS胶凝材料的抗折强度和耐水性,尤其是其后期抗折强度提高最多;掺加10%粉煤灰或10%矿渣粉,均可以进一步提高SCMOS胶凝材料的力学性能和耐水性,其中SCMOS胶凝材料的28d浸水软化系数可达0.85以上.微观分析表明:粉煤灰和矿渣粉的微集料填充效应,使得CMOS、SCMOS胶凝材料的硬化结构更加密实;粉煤灰和矿渣粉均可以延缓CMOS、SCMOS胶凝材料硬化结构中碱式硫酸镁相的形成,减少硬化体系中氢氧化镁相的生成量;另外,粉煤灰或矿渣粉还可以延迟体系的水化进程并降低其水化热峰值.     

粉煤灰-矿渣-水泥复合胶凝材料强度和水化性能

研究了不同细度和不同掺量的矿渣和粉煤灰对粉煤灰-矿渣-水泥(FSC)复合胶凝材料强度的影响.借助激光衍射粒度仪测定了矿渣和粉煤灰的粒径.测定了FSC复合胶凝材料的水化热,分析了其水化进程.结果表明:矿渣细度对FSC复合胶凝材料强度影响较大,矿渣越细,FSC复合胶凝材料强度越高;通过优化矿渣、粉煤灰的颗粒级配,可发挥出它们的"叠加效应";当粉煤灰和矿渣总掺量(质量分数)为50%,而矿渣掺量在33%以上时,可配置出52.5R复合水泥.     

矿物掺合料对碱矿渣粉燥灰胶凝材料改性研究

研究沸石粉和偏高岭土2种矿物掺合料对固态碱矿渣粉煤灰胶凝材料的改性效果.结果表明,偏高岭土对碱矿渣粉煤灰胶凝材料的抗压强度具有明显增强效果,但降低了抗折强度:沸石粉对抗压强度和抗折强度均有增强作用;作为碱矿渣粉煤灰胶凝材料的活性掺合料,沸石粉优于偏高岭土,具有进一步研究的价值:偏高岭土和沸石粉在碱矿渣粉煤灰胶凝材料中发挥的强度优势不及矿渣粉煤灰混合料明显.     

聚羧酸减水剂对普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系性能的研究

研究了聚羧酸减水剂对普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系性能影响。测试了不同掺量的聚羧酸减水剂对于标准稠度用水量及凝结时间、胶砂强度、水泥胶砂干缩率、水化放热的影响,并利用XRD(X射线衍射仪)和SEM(扫描电子显微镜)进行微观结构的观察和分析。随着聚羧酸减水剂掺量的增加准稠度用水量逐渐减降低,凝结时间先减小后增大;胶砂强度胶砂的1、3、28 d抗折、抗压强度均先增大再减小;水泥胶砂干缩率随着聚羧酸减水剂的掺入,很大幅度的减小了水泥胶砂试件的干缩率;聚羧酸减水剂的掺入使普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的水化放热峰出现时间延后,且使初期的水化放热峰值提高。掺入减水剂会使水化产物增多,钙矾石结晶变粗壮,结构更加密实。