碱矿渣混凝土配合比优化研究

研究了以水玻璃为激发剂碱矿渣混凝土的最佳配比,以碱矿渣混凝土28 d抗压强度为指标,以水玻璃模数、碱当量及矿渣用量为因素,进行3因素3水平的正交试验。结果表明,各因素对水玻璃激发碱矿渣混凝土28 d抗压强度的影响顺序为:碱当量水玻璃模数矿渣用量;当碱当量大于5%,水玻璃模数大于1.5时,碱矿渣混凝土28 d抗压强度随碱当量和水玻璃模数的增大而提高;当矿渣用量大于350 kg/m3时,碱矿渣混凝土28 d抗压强度随矿渣用量的增加而降低。     

三元胶凝体系复合墙板材料抗压试验研究

利用工业固废矿渣微粉、粉煤灰、脱硫石膏替代50%水泥,并加入聚苯乙烯颗粒,研究矿渣微粉、粉煤灰、脱硫石膏配合比对混凝土抗压强度的影响。结果表明,当矿渣微粉掺加比例不变,矿渣微粉、粉煤灰、脱硫石膏掺加比例为1∶3∶1时,抗压强度达到最大值;当粉煤灰掺加比例不变,矿渣微粉、粉煤灰、脱硫石膏掺加比例为3∶1∶1时,抗压强度达到最大值;当脱硫石膏掺加比例不变,矿渣微粉、粉煤灰、脱硫石膏掺加比例为3∶1∶1时,抗压强度达到最大值;当矿渣微粉、粉煤灰、脱硫石膏掺加比例为3∶1∶1时,7 d和28 d抗压强度均达到最大值;7 d和28 d抗压强度折线图变化趋势基本一致。     

无机激发剂对碱矿渣-钢渣胶凝材料抗压强度的影响

为研究几种常用无机激发剂对碱矿渣-钢渣胶凝材料抗压强度的影响,试验选取了水玻璃、NaOH、Na_2CO_3、Na_3PO_4、Na_2SO_4这5种激发剂,在改变激发剂种类和配合比的情况下,探讨其对碱激发矿渣-钢渣胶凝材料体系抗压强度的影响。并通过XRD和SEM作进一步表征。结果表明:在激发剂单掺体系中,水玻璃的效果最好,其所作用的强度最高,28 d强度达55.43 MPa;在以水玻璃为主要激发剂的碱激发剂复掺体系中,碱含量为4.5%的水玻璃与碱含量0.5%的Na_2CO_3的复掺效果相对较好,28 d强度为65.06 MPa,与单掺水玻璃相比,强度提高了约17%,引入的CO_3~(2-)有利于胶凝体系形成沸石类和方解石类水化产物。     

碱激发矿渣-钢渣复合胶凝体系的性能研究

以氢氧化钠和水玻璃为激发剂制备矿渣-钢渣复合胶凝材料,研究矿渣掺量、碱当量和水玻璃模数对复合胶凝材料抗压强度的影响,并采用XRD、SEM对硬化试样的显微形貌和水化产物组成进行了分析。结果表明：随矿渣掺量减少,抗压强度降低。随碱当量的增加,抗压强度先提高后降低,碱当量为11%时强度达到最高。随水玻璃模数的增大,抗压强度先提高后降低,当水玻璃模数为1.2时强度达到最高。水化产物主要为CaCO3、C-S-H凝胶、C-A-S-H凝胶、托贝莫来石及RO惰性相。     

碱当量与模数对碱矿渣混凝土抗压强度的影响

采用英国北爱尔兰地区高炉矿渣、水玻璃等原材料制备碱矿渣混凝土,研究水玻璃碱当量和模数对碱矿渣混凝土性能的影响。结果表明:碱矿渣混凝土的坍落度随碱当量增加而增大。碱当量较小时(4%和6%),水玻璃模数对碱矿渣混凝土坍落度影响不明显;但当碱当量增大至8%时,碱矿渣混凝土坍落度明显随模数增加而增大。以3 d抗压强度为指标,水玻璃碱当量不应低于6%,最佳模数为1.0左右;以28 d及以后抗压强度为指标,最佳碱当量及模数则分别为6%和1.5左右。碱矿渣混凝土抗压强度随养护龄期的延长呈对数增长,28 d抗压强度均达到91 d抗压强度的75%以上,28 d后抗压强度发展缓慢。     

一种高铝煤矸石-矿渣碱激活胶凝材料的研究

采用煅烧高铝煤矸石、矿渣,使用水玻璃进行激发试验。矿渣对早期强度起主要作用,煅烧高铝煤矸石对后期强度贡献较大。胶凝材料的抗压强度随水玻璃模数的减小而增大,随水玻璃掺量的增大而增大,随液胶比的减小而增大。水玻璃模数为1.049,矿渣:煅烧高铝煤矸石为4:6,激发剂掺量为22%,液胶比为0.35时,复合材料28天抗压强度达到了41.7MPa。     

粉煤灰基地质聚合物注浆材料的性能研究及工程应用

采用改性水玻璃对粉煤灰、粒化高炉矿渣等大宗工业固体废弃物进行化学激发,制备了新型低碳、高强、低收缩的粉煤灰基地质聚合物注浆材料。结果表明:随粒化高炉矿渣掺量增加,粉煤灰基地质聚合物注浆材料的抗压强度大幅度提高,干燥收缩显著减小;改性水玻璃中Na2O含量主要控制其对硅铝质原料的激发能力,优选改性水玻璃中Na2O含量为9.0%。而水玻璃模数主要控制早期地质聚合反应过程,优选改性水玻璃模数为1.2。经G-9-12-30型地质聚合物注浆材料加固处理4年后,试验段路面的代表弯沉值降低50.2%,路面强度系数提升106.2%。     

复合激发剂组分掺量对无熟料矿渣粉煤灰抗压强度影响

通过正交试验,研究复合激发剂三种组分掺量对无熟料矿渣粉煤灰胶凝材料抗压强度的影响,测试胶凝材料3d、7d和28d的抗压强度并分别进行极差分析。结果表明,JS激发剂对抗压强度活性激发最强,JL最弱;无熟料矿渣粉煤灰胶凝材料28d抗压强度达到44.47MPa;获得了最佳的复合激发剂掺量配方。     

碱激发体系凝结时间和早期抗压强度变化规律

系统研究了以NaOH、水玻璃以及NaOH复掺Na₂CO₃为激发剂，激发矿渣、粉煤灰、矿渣/粉煤灰和矿渣/水泥4种胶凝体系的凝结时间和7 d抗压强度变化规律，获得了凝结时间与掺量变化公式及早期抗压强度预测公式.结果表明：单一NaOH或水玻璃激发矿渣条件下，掺入少量粉煤灰、水泥对改善复掺体系凝结时间的效果不显著，并且均会降低早期抗压强度；采用NaOH/Na₂CO₃复合激发剂后，能够有效延长体系凝结时间，在一定程度上提高体系抗压强度.针对NaOH/Na₂CO₃复掺激发矿渣/水泥体系凝结时间和抗压强度出现“不增却减”的现象，深入讨论了掺NaOH/Na₂CO₃复合激发剂的作用机理.     

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。     

矿渣-脱硫石膏-水泥复合胶凝材料的性能研究

制备了矿渣-脱硫石膏-水泥复合胶凝材料,通过抗压强度试验确定了其最佳配合比,并进行了微观机理分析。抗压强度结果表明：相同水泥掺量(10%)下,随着脱硫石膏掺量的增加,试件的28 d抗压强度先增大后减小;相同m_矿渣∶m_脱硫石膏(8.0∶1.0)下,随着水泥掺量的增加,试件的28 d抗压强度先增大后减小;最佳m_矿渣∶m_脱硫石膏∶m_水泥为75.5∶9.5∶15.0。28 d微观结果表明：随着脱硫石膏掺量的增加,水化产物生成量增多,AFt由针状变为粗棒状,但同时CaSO₄·2H₂O量也较多;随着水泥掺量的增加,CaSO₄·2H₂O和矿渣颗粒减少,无胶结性的SiO₂增多,AFt由针状先变为粗棒状再变为针状和粗棒状共同存在。     

水玻璃的模数和掺量对钢矿粉活性影响研究

研究了水玻璃的模数和掺量对钢矿粉活性的影响,结果表明,当钢渣与矿渣比例为3∶7时,钢矿粉各龄期活性随水玻璃模数、掺量的提高呈先升后降趋势,当水玻璃模数为1.6,掺量为胶凝材料的1.5%时,钢矿粉3 d,7 d,28 d活性指数分别提高10%,11%,5%。     

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。     

固体硅酸钠激发粉煤灰-矿渣基地质聚合物抗压强度的试验研究

本文拟以高炉矿渣和粉煤灰为前驱体,固体硅酸钠为碱性激发剂,制备“一步法”粉煤灰-矿渣基地质聚合物。研究粉煤灰掺量、硅酸钠模数、碱激发剂摩尔浓度、龄期等因素对地质聚合物抗压强度、凝结时间、流动度和微观结构发育的影响。结果表明:掺入粉煤灰能提高地质聚合物的流动度及和易性,但其抗压强度随粉煤灰掺量增加而减小;随着硅酸钠模数和碱激发剂摩尔浓度提高,地质聚合物抗压强度呈先升后降的趋势。本研究中当前驱体为100%高炉矿渣(粉煤灰含量0%),固体硅酸钠模数为1且碱性激发剂浓度为5.0mol/L时,地质聚合物28d抗压强度可达9.19MPa。在地质聚合物中产生硅铝酸钠和水化硅(铝)酸钙等凝胶,随着龄期增长,形成致密结构,从而提高了其抗压强度,但过量粉煤灰使地质聚合物产生较多孔隙,使其强度降低。     

复合胶凝材料对轻集料混凝土力学性能影响研究

以粉煤灰、矿粉等工业废渣作为掺合料部分取代水泥,配制成复合胶凝材料,结合陶粒陶砂作为骨料制备轻集料混凝土,研究复合胶凝材料对轻集料混凝土力学性能的影响。结果表明:利用复合胶凝材料配制的轻集料混凝土28 d抗压强度与纯水泥基准配合比保持在同一等级的条件下,干表观密度显著下降。当复合胶凝材料配合比为水泥∶矿粉∶电石渣∶脱硫石膏=5∶3∶1∶1时;制备的LC30轻集料混凝土28 d抗压强度和干表观密度分别达到31.1 MPa和1 483 kg/m3。     

极寒盐碱化条件下水泥—水玻璃材料性能研究

为研究极寒、盐碱化程度高的地区水泥—水玻璃材料的性能变化及各参数之间的关系,选择多组不同配比的材料开展冻融、抗氯盐侵蚀试验。结果表明:在冻融状态下,材料凝结时间增长,28 d抗压强度降低约30%～50%;在氯盐侵蚀状态下,28 d抗压强度降低超过50%。对水泥—水玻璃材料性能产生影响的各因素中,水玻璃模数影响最大,呈正相关;其次是水灰比,呈负相关。优选出水灰比1. 0,体积比1∶1,水玻璃模数1. 2～1. 6的配比较为合理。     

地聚合物注浆材料的开发及性能研究

以粉煤灰、矿渣等大宗工业固体废弃物及水泥为主要原料,在改性水玻璃的激发下进行地聚合反应,制备新型低碳、高强、无收缩的地聚合物注浆材料。试验结果表明:随矿渣、水泥掺量的增加,地聚合物注浆材料的凝结时间大幅度缩短、抗压强度大幅度提高;改性水玻璃中的Na_2O主要控制其对粉煤灰及矿渣等的激发能力,而水玻璃模数Ms主要控制早期地聚合反应的过程。经工程应用表明,采用该非开挖式地聚合物注浆材料能有效修复路面的不均匀沉降,经优选的F15C15G70-912型地聚合物注浆处理后,代表弯沉值降低50%,路面强度系数由0.39~0.42提高到0.76~0.80,路面强度评级由次提高到良。     

增硅与养护温度对底灰碱激发材料性能影响的研究

为了探索效益更高的城市生活垃圾焚烧底灰碱激发材料的制备方式,对底灰碱激发材料开展了配合比设计、强度试验及微观分析,分析了养护温度及不同配合比底灰碱激发试件抗压强度发展的影响,并结合XRD、SEM-EDS、FT-IR等微观检测技术分析了聚合反应机理。结果表明：当底灰粒径不大于1.25 mm时,使用体积比为2∶1的水玻璃溶液与氢氧化钠溶液,底灰碱激发试件的抗压强度达到最优;密封条件下复合养护温度更有利于聚合反应的进行与聚合产物的生成。     

地聚物基泡沫混凝土制备与性能研究

采用矿渣和偏高岭土作为矿物原料,水玻璃和NaOH为碱激发剂,制备地聚物胶凝材料;采用化学发泡的方法,以双氧水和MnO_2为发泡剂和催化剂,制备地聚物基泡沫混凝土。研究不同的矿物组成、碱性激发条件、液固比和发泡剂掺量对地聚物基泡沫混凝土性能的影响。研究表明,当矿渣∶偏高岭土=8∶2、水玻璃模数为1.4、液固比为0.55、双氧水掺量占矿物组成的7%时,制备出的地聚物基泡沫混凝土性能最佳,其28 d抗压强度为2.6 MPa,干密度为470 kg/m~3。     

矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土的基本性能研究

地质聚合物混凝土是一种新型混凝土类材料.为了研究地质聚合物混凝土的基本性能,以矿渣、粉煤灰为原料,以硅酸钠和氢氧化钠为激发剂,制备了矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土,测试了不同配合比下矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土的坍落度以及7、14d和28d的抗压强度,分析了水胶比对和易性与抗压强度的影响,探讨了抗压强度的增长规律.结果表明:制备的矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土具有较高的抗压强度和良好的和易性,凝结硬化快,强度特性稳定;当水胶比为0.26,砂率为0.40,氢氧化钠和硅酸钠的质量比为0.29,碱溶液的浓度为56%时.矿渣-粉煤灰基地质聚合物混凝土的坍落度为110mm,标准养护条件下7、14d和28d龄期的抗压强度分别达到40.4、50.3MPa和60.20MPa;随着水胶比的增大,和易性不断增强,抗压强度先增加,后减小;随着养护龄期的延长,抗压强度不断增长,但增速降低.