钛石膏与粉煤灰复合胶凝材料力学性能及耐久性研究

研究了钛石膏与粉煤灰复合胶凝材料的强度、自由线膨胀率等一系列力学性能及其耐久性。试验结果表明,将高钙粉煤灰和普通原状低钙粉煤灰合理搭配后,再与钛石膏复合,可获得性能优异的新型建筑材料。     

磷石膏-脱硫石膏复合相石膏胶凝材料性能研究

采用磷石膏和脱硫石膏两种工业副产石膏制备磷石膏-脱硫石膏复合相石膏胶凝材料。探究脱硫石膏掺量变化对复合相石膏标准稠度用水量、凝结时间、力学性能的影响。结合扫描电镜(SEM)分析了复合相石膏水化硬化后的晶体形貌变化,最后分析了复合相石膏性能影响机理。结果表明,随着脱硫石膏掺量的增加,复合相石膏的标准稠度用水量逐渐减少,凝结时间缩短,绝干抗折、抗压强度逐渐提升。复合相石膏的晶体形貌呈板状晶体和短柱状晶体共存状态,晶体搭接较致密,使得复合相石膏的力学强度得以提升;另一方面,复合相石膏标准稠度用水量减少使复合相石膏力学强度上升。     

磷石膏-炭化污泥胶凝材料力学性能试验研究

以磷石膏和炭化污泥为主要原料,氢氧化钠为激发剂,采用一步法制备磷石膏-炭化污泥胶凝材料,通过对炭化污泥/磷石膏配比、水泥掺量对力学性能影响的试验研究,确定磷石膏-炭化污泥胶凝材料配比。结果表明:在标准养护条件下,随着水泥掺量降低,磷石膏-炭化污泥胶凝材料强度亦降低。当炭化污泥/磷石膏=6:4时,早期抗折强度最高可达4.2 MPa,抗压强度为15.2 MPa。     

镍石膏-钛矿渣复合胶凝材料的试验研究

以未经改性的镍石膏、钛矿渣和P·O42.5水泥为主要原料制备镍石膏-钛矿渣复合胶凝材料,通过物理力学性能及微观性能测试,分别研究了生石灰、矿物掺合料、硫铝酸盐水泥掺量和养护制度对镍石膏-钛矿渣复合胶凝材料物理力学性能的影响。结果表明,以生石灰作为碱性激发剂,掺量在6%时效果最好;加入4%偏高岭土和2%硫铝酸盐水泥后,基体的凝结时间大大缩短,早期强度显著增加,后期强度也有所增长;养护制度对基体3d和7d强度影响较大,28 d强度保持一致。     

脱硫石膏胶凝性的研究

本研究为脱硫石膏建材资源化提供了理论基础.本文通过研究不同煅烧温度对处理后脱硫石膏的性能影响,确定脱硫石膏具有最好胶凝性的处理工艺;并且采用激发剂对煅烧处理后的脱硫石膏进行活性激发,来提高其胶凝性.采用XRD分析不同煅烧温度处理后脱硫石膏的物相变化.当煅烧温度为150℃~300℃,脱硫石膏具有最好的胶凝性能.在经过较高温度煅烧的脱硫石膏中掺入水泥熟料与CaO可明显提高脱硫石膏的胶凝性能.     

利用脱硫石膏制备石膏基胶凝材料砌块的研究

以利用轮窑及烧结制品余热煅烧脱硫石膏制备的建筑石膏为主要原料,通过掺加粉煤灰、水泥、矿渣粉掺和料后,在石灰的激发下制备石膏基胶凝材料及制品.利用正交试验考察各掺加料对胶凝材料强度的影响,以正交试验所得最佳配合比为基础,采用了优化配合比进行验证试验,研究了制备石膏砌块的可行性,并通过XRD和SEM分析了改善胶凝材料强度的机理.结果表明,粉煤灰和矿渣粉的掺加量是影响胶凝材料强度的关键因素;以建筑石膏75.0％、粉煤灰12.0％、矿渣粉3.0％、水泥7.0％、石灰3.0％的胶凝材料制作的KP 600 mm×500 mm×100 mm空心石膏砌块,表现密度可降到794 kg/m3,断裂荷载达2216N.     

掺和料对磷石膏复合胶凝材料性能影响研究

研究主要掺和料矿粉及水泥单掺和复掺对磷石膏复合胶凝材料力学性能及耐水性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)、压汞法(MIP)探究影响机理。结果表明,水泥掺量为0~20%、矿粉掺量为0~40%时,水泥和矿粉的单掺对磷石膏抗压强度有负面影响,但可有效提升软化系数。水泥及矿粉复掺时,可显著提高磷石膏软化系数,使软化系数达到0.65以上;当水泥掺量为5.58%,矿粉掺量为20.00%时,磷石膏复合胶凝材料抗压强度达到最大值16.50 MPa;水胶比由0.6降低至0.3,可制备抗压强度为32.50 MPa,软化系数为0.87的高强耐水磷石膏复合胶凝材料。由SEM结果可知,水泥及矿粉的水化产物包覆在石膏晶体表面,可显著提升其耐水性;由MIP结果可知,矿粉与水泥复掺可增加小孔(3~50 nm)比例及孔弯曲度,大幅降低平均孔径,改善孔径分布,增加基体致密度,进而提升抗压强度。     

减水剂对脱硫石膏胶凝材料作用的研究

系统研究了萘系和磺化三聚氰胺系两种不同类型减水剂对石膏水化进程、宏观性能和硬化体微结构的影响,以及不同的减水剂掺法对脱硫石膏性能的影响.根据性能测试结果,探讨了减水剂的作用原理,明确了减水剂的使用范围和使用方法,为石膏减水剂的开发和合理应用提供参考.     

磷石膏基复合充填材料力学性能试验研究

针对黄麦岭露天转地下充填开采为背景,对该矿的磷石膏复合充填体进行室内单轴抗压强度正交试验,研究不同的料浆质量浓度、磷石膏、粉煤灰、水泥的含量及拌合水p H值等5个因素对充填材料力学性能的影响。对不同配比的复合充填体在分别养护7 d、14 d和28 d后的单轴抗压强度进行测试,同时研究各组配比的坍塌度和泌水率,通过DPS和MATLAB优化工具箱对试验数据进行多元回归分析,最终得到了复合充填材料的优化配比,研究结果表明:当质量浓度为77%、拌合水p H值为12.9,磷石膏、粉煤灰、水泥在比值为5∶12∶3时充填体强度为4.87MPa,坍塌度为208.82 mm。对优化配比进行了试验验证,表明28 d的充填体强度为5.13 MPa,对应坍塌度为196mm。该成果为黄麦岭矿利用磷石膏和粉煤灰提供了理论依据。     

水硬性石膏胶凝材料性能影响因素研究

研究了硅铝质火山灰混合材、α型半水石膏强度、激发剂的品种与掺加量及养护方法对水硬性石膏胶凝材料性能的影响。结果表明:将CaO、Al2O3含量高、SiO2含量较低的高活性混合材,与α型半水石膏按一定比例混合,并以硅酸盐水泥作为激发剂,可配制出性能优良的水硬性石膏胶凝材料。     

石膏-矿渣-石灰复合胶凝体系早期水化作用机理

以石膏、矿渣、生石灰为主要原料制备矿山充填复合胶凝材料,采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、同步热分析仪(DSC-TG)等微观分析手段探究复合胶凝材料水化产物的作用机理。研究表明:通过极差分析和方差分析获得复合胶凝材料最佳工艺参数为生石灰添加量20%、石膏添加量1.0%、胶砂质量比1∶6、料浆浓度72%。复合胶凝体系的水化产物以钙矾石(AFt)和C-S-H凝胶为主,在生石灰和石膏的协同激发作用下,矿渣中玻璃体网络结构逐渐解聚,伴随水化反应的进行,钙矾石和C-S-H凝胶的生成量不断增加,交错黏结填充于浆体孔隙中,将骨料紧密联结成整体,提高了浆体结构密实性,是充填体早期强度的主要来源。     

利用亚硫酸钙型脱硫石膏制备胶凝材料的研究

以亚硫酸钙型脱硫石膏(CSDG)为原料,通过煅烧和添加改性剂(粉煤灰、明矾和无水Na2SO4)制备石膏基胶凝材料。研究了CSDG煅烧氧化过程,利用正交实验研究了改性剂加入方式、改性剂掺量、煅烧温度对胶凝材料强度的影响,并通过DTA-TG、SEM和XRD分析了影响胶凝材料强度的机理。结果表明,Ca SO3在空气中488℃可被氧化为Ca SO4;CSDG与改性剂混合后煅烧制备的胶凝材料,比CSDG单独煅烧再掺入改性剂的胶凝材料各龄期强度明显提高;粉煤灰掺入量是影响强度的关键因素;CSDG与改性剂混合煅烧制备胶凝材料的适宜工艺参数为煅烧温度700℃,粉煤灰掺入量30%,明矾3%,无水Na2SO4 1%。CSDG与改性剂混合煅烧,Ca(OH)2和硫酸盐在高温下活化了掺入的粉煤灰,因而使胶凝材料的强度明显提高。     

钛工业固废钛石膏胶凝性与强度机理分析

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法研究钛石膏(TG)的胶凝性与强度机理.结果表明,110～250℃范围内,随着煅烧温度的升高,钛石膏的胶凝性呈先升高后趋于稳定的趋势.190℃煅烧2 h,钛石膏主要成分为CaSO4·0.5H2O,具有较好胶凝性.钛石膏中的CaMg(CO3)2和CaCO...     

无机胶凝材料复合改性磷建筑石膏的研究

研究了石灰、水泥掺量对循环流化床(CFB)粉煤灰-磷建筑石膏胶凝材料强度与耐水性能的影响,通过正交试验优化了CFB粉煤灰-水泥-石灰复合改性磷建筑石膏胶凝材料配合比,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试了改性石膏的水化产物和微观结构.结果表明,CFB粉煤灰掺量为10％时,较低掺量(1％～5％)的石灰能够明...     

脱硫石膏/粉煤灰复合胶结材性能研究

采用正交试验方法研究了氢氧化钠、石灰、硫酸钠对脱硫石膏/粉煤灰复合胶结材强度的影响,得到了脱硫石膏/粉煤灰复合胶结材的最佳配比;研究了脱硫石膏/粉煤灰复合胶结材的耐水性能,研究表明胶结材有较好的耐水性,是脱硫石膏有效利用的新途径.     

磷石膏水泥复合胶凝材料的水化机理

以废渣磷石膏作为掺合料替代部分水泥、添加聚羧酸减水剂,制备了胶结材和混凝土。结果表明:掺入5%的磷石膏的水泥胶砂强度均满足P.O 42.5水泥的强度要求,掺入10%~15%的磷石膏的水泥胶砂强度能达到P.O 32.5水泥的强度要求,胶砂试块的凝结时间及安定性均合格;采用磷石膏替代小于等于25%的水泥、添加2.0%~2.3%的聚羧酸减水剂,可配制C30混凝土,其抗渗性能达到P12抗渗等级要求。对制备的不同龄期胶砂及混凝土试样进行XRD分析可知,磷石膏-水泥复合胶凝材料的水化产物主要是CS-H凝胶和钙矾石(AFt);磷石膏中的Ca SO4·2H2O可与Ca O、Al2O3反应,生成AFt,增加硬化浆体的强度。且磷石膏颗粒细小,能起到微集料作用,增加硬化浆体的致密性。     

水泥在石膏复合胶凝材料体系中的作用

石膏复合胶凝材料是由石膏与矿渣或粉煤灰、水泥等原材料配制而成的新型胶凝材料,水泥对其性能有很大影响,掺量过少不能有效激发矿渣活性,掺量过多易引起安定性不良。通过pH值测定和水化产物的XRD图谱并结合宏观试验结果,分析了水泥在石膏复合胶凝材料水化过程中的作用及机理。结果表明,水泥除自身水化外,主要为石膏复合胶凝材料体系提供钙离子和矿渣水化需要的碱性环境,能够加快矿渣活性的激发速度,缩短石膏复合胶凝材料的凝结时间;水泥掺量少,自身水化产物少且对矿渣激发不充分,不足以形成致密的网状结构,掺量过多,钙矾石生成量大,会因膨胀而破坏已形成的结构,导致强度和耐水性能降低;水泥的最佳掺量范围为7%~10%。     

氟石膏基材料胶凝性能和浸出毒性

利用矿渣和少量熟料对氟石膏进行改性,制备出一种高氟石膏掺量的氟石膏基水硬性胶凝材料,研究了氟石膏基水硬性胶凝材料胶凝性能和胶砂块浸出液毒性,并通过XRD、FT-IR和SEM对净浆试件进行微观分析。结果表明:氟石膏含量60%~70%、矿渣含量25%~35%和熟料含量5%并外掺1%K_2SO_4混合而成胶凝材料,性能好并具有低浸出毒性,其3 d和28 d胶砂抗折抗压强度均达到GB 175-2007中复合硅酸盐水泥32.5级水泥强度指标,软化系数始终保持在0.80以上,胶砂块浸出液氟离子浓度和pH值均较低,密实的微观结构体是胶砂块浸出毒性低主要原因。     

磷石膏复合胶凝材料配比优化及浸出机制

为实现磷石膏的大宗化利用，以磷石膏、生石灰和矿渣微粉制备矿井充填材料，开展正交试验，研究其抗压强度、塌落度、扩散度、凝结时间和孔溶液pH,采用扫描电镜阐述水化机理，通过毒性浸出试验评价环境相容性。结果表明：当磷石膏掺量为25%、生石灰掺量为6%、矿渣微粉掺量为64%,灰砂比为1∶3时，3 d、7 d、14 d、28 d抗压强度分别达1.57, 2.86, 4.03, 7.49 MPa,塌落度为26.8 cm,扩散度为69.5 cm。随着磷石膏掺量的增加，凝结时间逐渐增加，孔溶液pH不断减小；随着水化龄期增长，孔溶液pH增大。磷石膏胶凝材料主要水化产物为C-S-H凝胶和钙矾石，水化产物紧密包裹、联合细化毛细孔，阻隔污染物PO₄^3-和F^-溶出，充填体具有良好的环境相容性。     

磷石膏—矿渣复合胶凝材料配比优化试验

针对金川矿山充填采用水泥作为胶凝材料成本较高的问题,利用当地固体废弃物资源开发矿用新型胶凝材料.首先对试验材料进行物化分析,开展了磷石膏—矿渣复合胶凝材料强度正交试验,并在此基础上进行磷石膏—矿渣复合胶凝材料配比优化试验确定最优配比;然后对磷石膏—矿渣复合胶凝材料强度的影响因素进行了分析,利用扫描电镜观察了各龄期水化产...