短切玄武岩纤维对磷石膏抗折强度影响研究

研究了掺加短切玄武岩纤维对磷石膏抗折强度的影响,分析了短切玄武岩纤维增强磷石膏的机理,通过SEM手段对玄武岩纤维-磷石膏界面进行了研究。结果表明,短切玄武岩纤维增强磷石膏效果明显,随着短切玄武岩纤维掺量的增加,增强效果趋于稳定,长度为6 mm短切玄武岩纤维比12 mm纤维效果更好。6 mm短切玄武岩纤维掺量为1.6%时增强效果趋于稳定,2 h和绝干抗折强度分别达到7.5 MPa和15.2MPa,相较空白组提高115%和85%。经过盐酸刻蚀处理后的6 mm短切玄武岩纤维增强效果更好,在最佳掺量1.4%时,原料遇水后2 h和绝干抗折强度分别达到8.3 MPa和17.0 MPa,较空白组提高137%和107%。短切玄武岩纤维磷石膏复合材料的破坏形式主要是基体断裂和纤维拔出,玄武岩纤维与磷石膏结合机理主要是磷石膏基体和短切玄武岩纤维之间的机械锁合和化学结合。     

轻质耐水石膏墙体材料的制备与研究

研究了EPS颗粒的掺量对石膏吸水率、表观密度、强度以及耐水性能的影响。结果表明:EPS颗粒的最优掺量为1.3%,此时石膏的表观密度为839.06 kg/m3;在干燥状态下的抗压、抗折强度分别为4.05 MPa和2.06 MPa;吸水率为33.85%;抗压和抗折软化系数分别为0.517和0.650,比未掺入EPS颗粒时分别提高了20.79%和11.49%。     

膨胀珍珠岩/脱硫石膏复合材料的制备与性能

以脱硫石膏、膨胀珍珠岩为主要原材料制备膨胀珍珠岩/脱硫石膏复合材料,利用单因素实验法研究了材料制备方式、试件振捣次数、膨胀珍珠岩掺量等对其性能的影响,并确定出较优制备方式。结果表明,采用脱硫石膏与柠檬酸先混合搅拌均匀,再加入膨胀珍珠岩搅拌,最后加入水搅拌,直接成型,当膨胀珍珠岩的掺量为2.0%时,制备的复合材料绝干抗折强度、绝干抗压强度、饱水抗折强度和饱水抗压强度分别为3.83 MPa、8.92 MPa、1.66 MPa和4.26 MPa,干表观密度为1.166 g/cm3,满足规范使用要求。      

外掺料对石膏基复合材料力学性能的影响

固体废弃物石膏的再利用和高强高性能石膏材料的开发一直是国内外学者研究的热点。以脱硫建筑石膏、水泥和矿渣为主要原料,掺加化学外加剂、化工废石膏和硫酸钙晶须,制备出石膏-水泥-矿渣复合材料。研究聚羧酸高效减水剂和柠檬酸缓凝剂、化工废石膏和硫酸钙晶须的掺量对该复合材料力学性能的影响。研究结果表明:聚羧酸高效减水剂和柠檬酸缓凝剂在石膏基复合材料中的最佳掺量分别为1.0%和0.08%。当煅烧化工废石膏掺量为12%时,石膏基复合材料的7 d抗折和抗压强度分别为3.7 MPa和12.0 MPa,其中抗压强度比空白样还高了0.1 MPa。当硫酸钙晶须的掺量增加到3%时,掺有煅烧化工废石膏的石膏基复合材料的28 d抗折强度为8.2 MPa,28 d抗压强度为31.5 MPa,其值和未掺化工废石膏和硫酸钙晶须试样的力学性能相当。      

耐水型石膏轻质制品的制备工艺及性能研究

以工业副产脱硫建筑石膏为主要原料,有机硅防水剂为添加剂,采用化学发泡和掺入EPS颗粒两种不同的工艺制备轻质石膏制品,研究了其对干密度和吸水率的影响。结果表明,随水膏比及发泡剂用量的增加,发泡石膏制品干密度降低,吸水率升高,最佳水膏比为0.55,发泡剂掺量在16%;加入适量甲基硅酸钠不但可改善发泡石膏制品的耐水性,还可催化发泡剂降低石膏制品干密度,改善石膏制品孔结构,其最佳掺量在4%;聚苯乙烯(EPS)颗粒的适量掺入能有效降低石膏制品干密度和吸水率。EPS颗粒掺量为3.5%时,石膏制品干密度比未掺EPS颗粒降低65%,比化学发泡法制得的石膏降低32%。EPS颗粒掺量为2.5%时,其吸水率仅达到4.3%,比化学发泡法制得的石膏降低85%。     

新型脱硫石膏砌块的制备及其性能研究

为获得轻质且强度高的新型脱硫石膏砌块材料,以脱硫石膏为原料,通过添加膨胀珍珠岩、玻璃纤维和防水剂制备新型脱硫石膏砌块,研究新型石膏砌块表观密度、断裂荷载、抗压强度、软化系数、吸水率等变化情况。结果表明,当膨胀珍珠岩掺量为1.25%、玻璃纤维饱和掺量为1.4%、防水剂掺量为2%时,石膏砌块的表观密度及力学性能最优,此条件下制备砌块砖的表观密度为959kg/m~3,断裂荷载为2.72kN,抗压强度为10.7MPa。     

脱硫石膏砌块的性能研究

为获得轻质且强度高的新型脱硫石膏砌块材料,以脱硫石膏为原料通过添加膨胀珍珠岩、玻璃纤维和防水剂来研究新型石膏砌块表观密度、断裂荷载、抗压强度、软化系数、吸水率等变化情况。研究结果表明,当膨胀珍珠岩掺量为1.25％、玻璃纤维的饱和掺量为1.4%、防水剂的掺量为2%时石膏的表观密度及力学性能最优,在此条件下制备砌块砖表观密度为959kg/m₃,断裂荷载为2720N,抗压强度为10.7MPa。     

脱硫石膏掺量对混凝土性能的影响

研究了脱硫石膏掺量对混凝土性能的影响。结果表明:脱硫石膏掺量在30%以内时,混凝土工作性和强度均符合C30混凝土标准。脱硫石膏掺量在15%以内时,能改善混凝土流动性;而当掺量增加到20%后,混凝土需水量增加,流动性下降。随着脱硫石膏掺量增加,混凝土早期强度发展较快,后期强度增长缓慢,混凝土各龄期强度相对减小。脱硫石膏掺量在30%以内的混凝土可以用于一般建筑工程和道路工程。     

金川矿山早强充填胶凝材料配比试验与优化

针对水泥作为胶凝材料充填成本较高的问题,以及为了提高固体废弃物的综合利用率,以酒钢矿渣和脱硫石膏等废弃物为主要原料开发了早强充填胶凝材料。结果表明,当脱硫石膏掺量5%、熟料掺量20%、芒硝掺量1%、渣粉用量74%时,胶凝材料3 d、7 d、28 d抗压强度分别为2.78 MPa、3.45 MPa和7.14 MPa,是矿山设计要求强度的1.85倍、1.38倍和1.43倍。在保证早期强度要求的前提下,为了进一步降低成本,进行了少熟料胶凝材料配比优化试验,得到早强充填胶凝材料的最优配比为：脱硫石膏5%、熟料3%、芒硝1.5%、渣粉90.5%,其3 d、7 d、28 d充填体抗压强度分别为1.89 MPa、3.36 MPa和7.96 MPa,能够满足金川矿山要求,成本仅为以水泥作为胶凝材料充填的65%左右。     

短切聚丙烯纤维增强磷建筑石膏强度影响研究

本试验研究了短切聚丙烯纤维的长度、掺量对磷建筑石膏的扩展度、吸水率、绝干抗折强度、绝干抗压强度的影响。通过origin软件对抗折强度、抗压强度数据进行非线性回归分析,得到回归方程和最佳掺量,并进行试验验证。分析了短切聚丙烯纤维对磷建筑石膏强度的影响机理。结果表明:长度为9 mm的短切聚丙烯纤维对磷建筑石膏的增强效果最佳;9 mm短切聚丙烯纤维掺量在1.38%~1.5%时,磷建筑石膏的绝干抗折强度可以达到8.88~8.98 MPa,相较于空白组提高了37.5%~39.0%;9 mm短切聚丙烯纤维掺量在1.47%~1.5%时,磷建筑石膏的绝干抗压强度可以达到26.16~26.52 MPa,相较于空白组提高48.4%~50.4%。     

稀土尾矿蒸压砖的制备及强度性能研究

以堆浸稀土尾矿为主要原料,掺入适量河砂、石灰及石膏,制备稀土尾矿蒸压砖。以水固比、石灰掺量和石膏掺量为考察因素,制品抗压强度为考察指标,通过正交试验确定最佳原料配比;再在骨料河砂总掺量不变的情况下,通过调整细、中、粗骨料的配合比,对骨料的级配进行优化;并借助XRD和SEM对优选制品进行微观表征,研究制品强度的形成机理。结果表明,在水固比为0.16、石灰掺量为20%、石膏掺量为2%、细骨料掺量为15%、中骨料掺量为12%、粗骨料掺量为3%、成型压力为20 MPa、蒸汽压力为0.8 MPa、恒压时间为2 h的条件下,蒸压砖制品可获得最高抗压强度21.5 MPa,强度性能达到GB 11945-1999 (《蒸压灰砂砖》)规定的MU20等级;微观结构分析表明,蒸压砖内部形成了水化硅酸钙和托贝莫来石等水化产物,并在骨料颗粒间的物理咬合与紧密接触的协同作用下,产生了优良的强度性能。     

脱硫石膏对钢渣制备碳化建材的影响

为了揭示脱硫石膏对钢渣基碳化建材制品性能的影响，研究了不同养护时间、脱硫石膏掺量对试件抗压强度、固碳效果的影响，以及固碳效果对试件抗压强度的影响。结果表明：①脱硫石膏与钢渣的质量比为6.25%时可显著改善钢渣基试件的强度和养护效率，水胶比为0.2，成型压强为9 MPa的试块碳化养护1 d的抗压强度达到32 MPa。②随着脱硫石膏掺量的增加，单位质量试块固碳量降低，而单位质量钢渣固碳量增大。③1 d和3 d的固碳量与抗压强度基本呈正相关关系，这是由于钢渣的水化反应缓慢，对早期强度贡献不大，碳化反应对试块抗压强度尤其是早期强度起关键的促进作用。④成型压强为27 MPa的试件6 h、10 h固碳量分别达1 d固碳量的76.21%和87.54%，养护6 h的试件抗压强度超过25 MPa。因此，试块经过6 h的碳化养护就可以得到符合强度要求的碳化产品。     

脱硫石膏对钢渣制备碳化建材的影响

为了揭示脱硫石膏对钢渣基碳化建材制品性能的影响，研究了不同养护时间、脱硫石膏掺量对试件抗压强度、固碳效果的影响，以及固碳效果对试件抗压强度的影响。结果表明：①脱硫石膏与钢渣的质量比为6.25%时可显著改善钢渣基试件的强度和养护效率，水胶比为0.2，成型压强为9 MPa的试块碳化养护1 d的抗压强度达到32 MPa。②随着脱硫石膏掺量的增加，单位质量试块固碳量降低，而单位质量钢渣固碳量增大。③1 d和3 d的固碳量与抗压强度基本呈正相关关系，这是由于钢渣的水化反应缓慢，对早期强度贡献不大，碳化反应对试块抗压强度尤其是早期强度起关键的促进作用。④成型压强为27 MPa的试件6 h、10 h固碳量分别达1 d固碳量的76.21%和87.54%，养护6 h的试件抗压强度超过25 MPa。因此，试块经过6 h的碳化养护就可以得到符合强度要求的碳化产品。     

几种工业固体废弃物对土壤的固化作用

以北京某公路施工工地黄土为土样,用矿渣、粉煤灰和脱硫石膏等工业固体废弃物对其进行了固结试验,并对固结土的固化机理进行了探讨。通过正交试验,确定了固结土抗压强度影响因素的重要性排序为石灰掺量粉煤灰掺量矿渣掺量脱硫石膏掺量;当矿渣、粉煤灰、脱硫石膏和石灰的掺量(与土样的质量比)分别为3.6%,0.3%,0.6%和1.5%时,固结土的抗压强度高达6.26MPa。     

铅锌冶炼废渣和尾矿制备地聚合物的研究

以铅锌冶炼废渣、尾矿为主要硅铝原料制备了地聚合物,首先对冶炼废渣和尾矿进行预粉磨,以提高其活性,再与复合激发剂水玻璃和脱硫石膏混合后粉磨,通过压制成型工艺制得地聚合物试样。实验结果表明:当水玻璃掺量为14%,脱硫石膏掺量为8%时,所制得的地聚合物胶凝材料3d、7d和28d龄期抗压强度均最高,分别达到24.67MPa、27.69MPa、32.81MPa。SEM、XRD和FT-IR分析表明:以铅锌冶炼废渣和尾矿制得的地聚合物,其微观结构致密性好,无定形的凝胶与未反应的原料颗粒界面黏结牢固,并有针状钙矾石穿插其中,从而有助于强度的提高。     

橡胶颗粒在底层抹灰石膏中的应用研究

研究不同粒径及掺量橡胶颗粒对抹灰石膏工作性能、力学性能、耐水性、表观形貌的影响,探索将废弃橡胶颗粒应用于抹灰石膏中的可行性.结果表明,橡胶颗粒的掺量对抹灰石膏影响显著,粒径影响较小.当橡胶颗粒掺量为20％、粒径为40目(0.380 mm)时,得到的抹灰石膏砂浆综合性能最佳,抗压强度为7 MPa,抗折强度为3.1 MPa...     

钛石膏-脱硫石膏复合胶凝材料力学性能研究

将钛石膏和脱硫石膏两种工业固体废弃物综合利用,制备钛石膏-脱硫石膏(简称:TG-FGD)复合胶凝材料。利用Origin软件对TG-FGD复合胶凝材料抗折强度与抗压强度数据进行非线性拟合,得到相关度较高的拟合曲线与强度关系式。结合XRD、SEM等测试方法分析TG-FGD复合胶凝材料反应物相和微观形貌。结果表明:随着脱硫石膏掺量的增加,TG-FGD复合胶凝材料2 h抗折与抗压强度均增大;钛石膏与脱硫石膏按质量3∶2制作TG-FGD复合胶凝材料,石膏增强剂(主成分为聚羧酸醚)的适宜掺量为0.05%,达到GB/T 9776-2008《建筑石膏》1.6等级,复合胶凝材料的强度提高10%左右;掺加石膏增强剂降低了水膏比,且水化产生的二水石膏晶体排列较为紧凑,有利于TG-FGD复合胶凝材料形成较高强度。     

利用冶炼渣制备地聚合物胶凝材料的正交试验研究

以铅锌冶炼渣为硅铝原料,脱硫石膏和水玻璃为激发剂制备了地聚合物胶凝材料。正交试验研究了冶炼渣预粉磨时间、冶炼渣与激发剂混磨时间、脱硫石膏掺量和水玻璃掺量4个因素对地聚合物抗压强度的影响。结果表明:当冶炼渣预粉磨60min、冶炼渣与激发剂混磨70min、脱硫石膏掺量为4wt%、水玻璃掺量为9wt%时,所制的地聚合物3d、7d和28d龄期的抗压强度均较高,分别达到26.03MPa、31.22MPa、36.48MPa。XRD和SEM分析表明:地聚合物的微观结构致密性较好,非晶态凝胶体将未反应完的冶炼渣颗粒紧紧胶结在一起,并有针状钙矾石穿插其中,从而有助于抗压强度的提高。     

利用BP神经网络优化石膏基复合胶凝材料强度的影响条件

为掌握不同掺量对石膏胶凝材料强度的影响规律,以建筑脱硫石膏等为原料,采用正交试验的方法制备石膏基复合胶凝材料,并建立影响其7 d抗压强度主要因素的BP神经网络模型,在此基础上对晶须掺量等不同影响因素的条件进行了优化。结果表明,各因素对石膏砌块7 d抗压强度的影响由小到大依次为水泥:矿渣掺量、减水剂掺量、缓凝剂掺量、中和渣掺量和晶须掺量;而利用BP神经网络模型优化后的工艺参数：晶须掺量为6.40%、聚羧酸减水剂掺量为1.28%、水泥:矿渣掺量为1:3、煅烧中和渣掺量为2.00%及柠檬酸缓凝剂掺量为0.114%。在此条件下,所得石膏胶凝材料的7 d抗压强度为14.62 MPa,与正交试验结果相比提高了2.024%;同时利用BP神经网络模型进行优化可在一定程度上降低外加剂的用量,其中聚羧酸减水剂、晶须和柠檬酸缓凝剂的掺量分别减少了0.12%、0.60%和0.006%。研究对石膏类废弃物的回收及其在矿山充填中的应用有一定的参考意义。     

聚苯颗粒/水泥复合材料的制备及性能

以普通42.5水泥为胶凝材料,添加废旧聚苯颗粒调节水泥性能,制备聚苯颗粒/水泥复合保温材料。研究聚苯颗粒添加量对复合材料干密度、吸水率、抗折强度、抗压强度等性能的影响,采用X射线衍射仪、红外光谱仪对聚苯颗粒/水泥复合材料制品物相结构进行表征。结果表明,复合材料主要水化产物为水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和水化硫铝酸钙(钙钒石)及少量碳酸钙和石膏。当聚苯颗粒添加量为0.4%时,复合材料28 d抗折强度和抗压强度分别为2.9 MPa和8.2 MPa,干密度为1210 kg/m³,吸水率为7.2%,综合性能较佳,有望作为一种外墙用轻质保温材料。