工业固废制备低碳胶凝材料的研究进展

以工业固废制备水泥熟料、全固废无熟料胶凝材料以及固废基碱激发胶凝材料是当前水泥行业节能减排与碳达峰的主要研究方向，是我国绿色循环发展的大势所趋。本文从固废制备水泥熟料、固废制备全固废胶凝材料以及固废基碱激发胶凝材料3个方面介绍目前的研究进展，具体分析了其制备工艺、原材料的选择以及种类的情况，以期为固废利用和水泥行业的节能减排提供参考。     

新型胶凝材料的发展与展望(上)

提出了新胶凝材料的概念,介绍了传统胶凝材料品质和技术的发展现状,指出功能化、复合化、环保化、智能化和高寿命化是当前新胶凝材料发展的特点。概括介绍了新出现的新功能水泥、复合水泥、智能水泥、复合混凝土、高强混凝土以及功能混凝土等情况,并对这些新型胶凝材料的发展提出了一些预测。     

超早强高强胶凝材料的研究

在现有混凝土胶凝体系的基础上,选择硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、复合矿物外加剂作为胶凝材料体系的主要组成部分,配以合适的外加剂,实现了胶凝材料早强、高强的性能。     

适于配制高性能混凝土的硅酸盐水泥及其胶凝材料的最佳颗粒级配

根据国内外学者关于硅酸盐水泥及其胶凝材料最佳颗粒级配的论述,进一步探讨其颗粒分布,理顺和阐明硅酸盐水泥最佳颗粒级配与胶凝材料最佳颗粒级配之间的关系和不同点,从而为配制高性能混凝土提供在硅酸盐水泥及其胶凝材料颗粒级配方面的一些理论根据。     

水泥-膨胀剂-磨细矿渣复合胶凝材料膨胀与强度发展的协调性研究

研究了水泥-膨胀剂二元复合胶凝材料和水泥-膨胀剂-磨细矿渣三元复合胶凝材料, 这两种胶凝材料可以用于制备具有良好体积稳定性的高性能膨胀混凝土(HPEC).研究表明, 存在一个最优辅助胶凝材料掺量组合, 在此条件下胶凝材料具有良好的膨胀与强度的协调性, 在水泥-膨胀剂体系中, 膨胀剂的掺量范围在6%～12%, 其中掺6%～8%时用于配制补偿收缩混凝土, 掺8%～12%时用于配制填充性膨胀混凝土.在水泥-膨胀剂-矿渣体系中, 矿渣的掺量范围是20%～40%, 对应膨胀剂的掺量及胶凝材料的适用范围为膨胀剂6%～10%时用于配制补偿收缩混凝土, 掺8%～15%时用于配制填充性膨胀混凝土.矿渣的掺入可以削减由于膨胀剂过量而导致的过高的膨胀率, 从而避免由此造成的膨胀破坏现象.     

无熟料胶凝材料胶砂与混凝土性能的试验研究

以矿渣、粉煤灰、钢渣、铁尾矿微粉、熟石灰、脱硫石膏等为原材料研究无熟料胶凝材料的制备及其胶砂、混凝土性能。结果表明：无熟料胶凝材料标准稠度用水量在28.5%～30.5%之间,初凝时间均大于150 min,终凝时间在200～460 min之间;不掺加水泥的无熟料胶凝材料,早期钢渣含量较高的通用胶砂抗压强度较高,其专用胶砂抗压强度也较高且56 d时可达50 MPa;掺入不超过胶凝材料5%的P·Ⅰ型硅酸盐水泥的无熟料胶凝材料,钢渣含量较低、石膏含量较高的通用和专用胶砂抗压强度都相对较高,较优组别专用胶砂抗压强度28 d可达35 MPa, 56 d达到45 MPa;选用胶砂强度较优的胶凝材料配比进行混凝土试验,无熟料胶凝材料混凝土工作性能良好,28 d抗压强度满足C20～C25混凝土强度要求,56 d满足C25～C30混凝土强度要求。     

工业和农业废弃物在混凝土中的本地资源化利用:可持续解决方案（英文）

全球变暖是当今社会面临的主要环境问题,是由过量二氧化碳排放造成的。水泥生产过程中石灰石的分解和燃料的燃烧排放的CO_2量占据了总排放的5%~8%。随着民用基础设施建设的快速发展,特别是在中国、印度、中东等发展中国家,水泥和混凝土使用量飞速增长。采用辅助胶凝材料替代混凝土中水泥的使用量,尤其是工业废弃物,能够显著降低了混凝土生产过程中的碳排放。普通的工业废弃物,如硅灰、粉煤灰、矿粉等并不是全部可以利用的,较远距离运输会造成CO_2总排放量的增加。然而,铝生产工业的其他副产物和废弃纸泥灰也可以作为辅助胶凝材料进行循环利用的。农业生产中的废弃物,如甘蔗灰、棕榈油灰、椰子壳灰、稻壳灰等也有火山灰特性,能够将其作为辅助胶凝材料使用。此外,一些天然掺合料,如硅藻土含有丰富的火山灰活性组分。近年来,玻璃粉作为辅助胶凝材料在很多国家广泛应用。上述辅助胶凝材料的循环利用能够降低混凝土对环境影响,且能有效减少相关生产费用。     

高炉矿渣微粉的火山灰活性评价与影响因素

高炉矿渣微粉作为一种常用的辅助胶凝材料,由于其较强的潜在胶凝活性被广泛应用于水泥混凝土中。因此,矿渣微粉的火山灰活性发挥对水泥混凝土材料的力学性能与耐久性尤其重要。文中以马钢矿渣微粉为例对其火山灰活性进行了综合评价,并根据国内外研究进展归纳总结了影响其火山灰活性的关键因素,为矿渣微粉的改性与在水泥混凝土中应用提供参考。     

硬化混凝土中胶凝材料测定方法探讨

胶凝材料(水泥、粉煤灰和矿粉)是影响混凝土质量的重要因素,基于混凝土中胶凝材料化学反应的机理,以及硬化混凝土中测定胶凝材料的不同方法,探讨了这些方法在不同胶凝材料共存时的适应性,认为相对于有机溶剂溶解法,可溶性SiO_2法适应性更强;提出可以用粉碎试样测可溶性SiO_2法或分离试样测CaO法判断硬化混凝土是否按原配合比施工。     

常见炉渣水泥复合胶凝材料性能研究综述

矿渣、钢渣是常见炉渣,炉渣作为工业冶炼后的残余产物占据着大量优质的土地资源,严重污染着周边环境.为了解决炉渣的使用问题,一种方法是将经过处理的炉渣掺入到水泥的生产中,代替部分水泥,制成炉渣水泥复合胶凝材料;另一种方法是将炉渣作为碎石掺入到混凝土的制作过程中,但这种效果并不理想.研究表明,炉渣水泥复合胶凝材料几乎与水泥性能相当,展现出了许多优异的性能.这种方法不仅解决了炉渣使用的问题,还减少了因为炉渣堆积和水泥生产带来的环境污染,因此炉渣水泥复合胶凝材料的研究成为了国内外关于水泥研究的热点之一.将从多方面介绍炉渣水泥复合胶凝材料在国内外研究的现状以及未来的发展展望.     

低品质粉煤灰复合胶凝材料在混凝土中的应用研究

采用由改性低品质粉煤灰制备的复合胶凝材料配制混凝土,与普通硅酸盐水泥对比研究其对混凝土新拌性能、力学性能和耐久性能的影响。结果表明,粉煤灰复合胶凝材料混凝土具有更好的流动性能,良好的早期及后期力学性能,同时粉煤灰复合胶凝材料混凝土具有与普通硅酸盐水泥混凝土相当的早期抗裂、抗冻、抗氯离子渗透和抗硫酸盐性能,可满足工程应用需求。     

胶凝材料颗粒组成对混凝土抗裂性能的影响

混凝土抗裂性能与其胶凝材料的堆积紧密程度有关。运用不同颗粒组成的水泥或粉煤灰调整胶凝材料的颗粒级配,可以拓宽颗粒分布范围,适当增加粗颗粒含量,提高混凝土抗裂性。用粉煤灰充当胶凝材料中的粗颗粒,不仅能改善混凝土抗裂性能,而且后期强度增进率较高,有利于提高耐久性;水泥企业应重视水泥颗粒级配的合理性,水泥中保持一定量的粗颗粒非常必要。试验表明,增加40μm以上颗粒含量就能起到改善混凝土抗裂性能的作用。     

水化热抑制剂对水泥-粉煤灰胶凝材料水化和混凝土性能的影响

探究了水化热抑制剂(TRI)对水泥-粉煤灰胶凝材料水化过程和混凝土性能的影响。通过改变粉煤灰在胶凝材料中的占比和水化热抑制剂的掺量,观察了胶凝材料的水化过程以及混凝土的绝热温升、力学性能和干燥收缩特性。胶凝材料的水化热测试结果表明,在含有粉煤灰的胶凝材料中,水化热抑制剂降低胶凝材料的放热速率峰值、延后放热峰出现时间的作用更加明显。硬化浆体的相组成和微观结构测试表明,水化热抑制剂对胶凝材料水化程度的抑制主要发生在7 d前。混凝土试验结果表明,水化热抑制剂会放缓混凝土的绝热温升速率,降低粉煤灰混凝土的早期强度并增加干燥收缩。     

二水石膏对海工高性能复合胶凝材料性能的影响

为满足海洋工程混凝土结构的耐久性和施工等方面的需求，需采用复合胶凝材料配制海工高性能混凝土。采用硅酸盐水泥＋粒化高炉矿渣粉＋硅灰制成复合胶凝材料，与普通硅酸盐水泥进行性能比较研究，并重点研究了二水石膏（即三氧化硫含量）对复合胶凝材料性能的影响。研究结果表明，三氧化硫含量对复合胶凝材料的工作性和凝结时间的影响不大，但对其强度和反应抗氯离子渗透性的电量产生显著影响，三氧化硫含量高的复合胶凝材料具有较高的早期强度和良好的抗氯离子渗透性能。     

地聚物胶凝材料性能与聚合机理的研究

地聚物胶凝材料作为一种新型水泥,具有早期性能好、体积稳定性好、耐久性好等优良性能,是一种"绿色环保"水泥.本文研究了胶凝材料的性能随水玻璃模数、煅烧温度、碱含量变化的规律,采用X射线、扫描电镜等对该胶凝材料的聚合产物的种类、形貌等进行了分析,探讨了地聚物胶凝材料的聚合机理.     

现代混凝土开裂的原因之综述

结合行业标准《水泥的早期抗裂性试验方法》制定工作的试验结果、文献资料,就水泥基胶凝材料、现代混凝土技术以及混凝土相关规范及生产管控对混凝土开裂的影响进行归纳和分析。混凝土的早期开裂涉及所用材料、生产工艺及施工方法等诸多问题,不认为水泥是造成现代混凝土开裂的主要原因;混凝土早期开裂的控制,必须通过水泥生产者、混凝土工作者和施工人员共同努力,各自采取相应措施综合解决。     

水化热抑制剂对水泥-粉煤灰胶凝材料水化和混凝土性能的影响EI北大核心CSCD

探究了水化热抑制剂(TRI)对水泥-粉煤灰胶凝材料水化过程和混凝土性能的影响。通过改变粉煤灰在胶凝材料中的占比和水化热抑制剂的掺量,观察了胶凝材料的水化过程以及混凝土的绝热温升、力学性能和干燥收缩特性。胶凝材料的水化热测试结果表明,在含有粉煤灰的胶凝材料中,水化热抑制剂降低胶凝材料的放热速率峰值、延后放热峰出现时间的作用更加明显。硬化浆体的相组成和微观结构测试表明,水化热抑制剂对胶凝材料水化程度的抑制主要发生在7 d前。混凝土试验结果表明,水化热抑制剂会放缓混凝土的绝热温升速率,降低粉煤灰混凝土的早期强度并增加干燥收缩。     

混凝土化学组成对其抗折性能试验研究

混凝土化学组成的研究,对提升水泥混凝土强度有着十分重要的作用。主要研究了胶凝材料体系的硅酸盐水泥的化学组分与其相对掺量、还有配合比对混凝土强度的影响。综述了不同胶凝材料的化学组成与其反应机理,要特别说明的是C_3S和4CaO·Al_2O_3·Fe_2O_3的含量对强度的影响最大。水泥熟料发生的水化反应得到的水化产物,也对其产生了一定影响。通过优化胶凝材料不同的化学组分掺量,可以有效提高水泥混凝土强度。     

熟料-硅锰渣-石灰石复合胶凝材料水化特性研究

发展低熟料高标号胶凝材料是水泥工业碳达峰目标达成的有效途径之一,但对水泥混合材特性利用及多种混合材协同作用也提出了更高要求。本文以四川地区工业固废硅锰渣和地域资源丰富的石灰石为主要混合材,配制了熟料-硅锰渣-石灰石复合胶凝材料,研究了复合胶凝材料性能及水化特性。研究结果表明,熟料-硅锰渣-石灰石复合胶凝材料工作性良好,后期力学性能增强,且石灰石粉的成核诱导水化效应可有效改善单独使用硅锰渣胶凝材料体系凝结时间延长和早期强度过低问题。复合胶凝材料体系中,石灰石粉的早期成核诱导水化效应和硅锰渣后期水化活性均能得到充分发挥。此外,硅锰渣和石灰石粉能够协同参与胶凝材料体系水化,消耗铝相生成水化碳铝酸盐相,增加水化产物总量,同时也能阻止AFt向AFm转变,有利于体系力学性能稳定提升。     

低水泥用量混凝土力学性能和耐久性的研究

在胶凝材料总量固定为344 kg.m-1、且低水泥用量的条件下,试验研究了不同水泥用量对混凝土坍落度、表观密度、强度、抗碳化性能、抗氯离子渗透性能等方面的影响.结果表明,在水泥用量仅占胶凝材料总量40%的情况下,仍能配制出28d抗压强度达46.8MPa的混凝土.当水泥用量减少至30%时,混凝土碱度降低,碳化速率加快,这种不利影响取决于混凝土中水泥用量的初始值和水泥用量降低幅度的大小.