天然沸石粉对氯氧镁水泥耐水性影响研究

氯氧镁水泥(MOC)具有轻质、高强、耐磨等优势,但耐水性差制约了其在建筑行业的发展。为制备高耐水性MOC,以天然沸石粉(NZOP)为掺合料,分析了天然沸石粉对MOC凝结时间、抗压强度、耐水性的影响。同时,利用X射线衍射仪、扫描电镜、压汞仪分析了改性后MOC的相组成、微观形貌和孔结构的变化。此外,利用离子色谱仪检测了MOC浸水后溶液中的Cl^-浓度。结果表明,合适掺量的天然沸石粉可以有效提高MOC的抗压强度和耐水性,缩短MOC的凝结时间。掺入30%(质量分数)天然沸石粉和0.5%(质量分数)磷酸后,MOC的28 d抗压强度和浸水28 d软化系数分别可达75.8 MPa和0.91,氯离子浓度低至9.0 mmol/L。此外,溶液中Cl^-浓度随着MOC软化系数的降低而提高。     

柠檬酸对氯氧镁水泥的改性

为了拓宽氯氧镁水泥(MOC)在建筑、道路等行业的应用,向MOC中掺入柠檬酸,分析了柠檬酸对MOC抗压强度、耐硫酸盐侵蚀性、耐水性、相组成、热稳定性、凝结时间和微观形貌的影响。结果表明:MOC中掺入柠檬酸提高了水化产物5相含量和耐水性;降低了MOC的抗压强度、热稳定性及总孔隙率;延长了MOC的凝结时间。此外,掺入柠檬酸的MOC浸泡在硫酸钠溶液28 d后提高了MOC的耐水性,MOC强度保留系数达到0.8。     

粉煤灰掺量对氯氧镁水泥混凝土物理力学性能的影响

为了拓展氯氧镁水泥(MOC)材料的应用领域,以盐湖提钾肥副产物水氯镁石、轻烧氧化镁和粉煤灰为胶凝材料,制备了不同粉煤灰掺量的氯氧镁水泥混凝土(MOCC)。研究了粉煤灰掺量对MOCC抗压强度、物相组成、微观形貌和孔结构的影响。结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,MOCC的抗压强度逐渐降低,当粉煤灰掺量为40%(质量分数)时,其300 d抗压强度降低至39.99 MPa,降低了22.52%。MOCC的主要水化产物为5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O(5·1·8)和Mg(OH)₂,掺加粉煤灰并没有产生新的晶相。掺入粉煤灰增加了MOCC的孔隙率和有害孔体积,从而降低了其抗压强度。采用相同水灰比制备了普通硅酸盐水泥混凝土,抗压强度对比测试结果表明:掺40%的粉煤灰MOCC的抗压强度虽然比未掺粉煤灰MOCC抗压强度低,但仍比普通硅酸盐水泥混凝土300 d龄期的抗压强度(33.42 MPa)高出19.66%,说明MOCC比普通硅酸盐水泥混凝土具有较高的抗压强度。     

复掺矿物掺合料对氯氧镁水泥耐水性能的影响

为了更好地促进氯氧镁水泥(MOC)的工程化应用,研究了原料配比、单掺不同磷酸盐改性剂、复掺磷酸与矿物掺合料改性剂对MOC耐水性能的影响。采用抗折强度、抗压强度(力学性能),变异系数(强度随改性剂掺量变化的稳定性),耐水系数(耐水性能)综合评价了改性剂对MOC耐水性能的改善效果,并结合扫描电子显微镜分析耐水性能改善机理。结果表明:当原料摩尔比n(MgO):n(MgCl₂):n(H₂O)=7:1:15,且1.0%磷酸和60%硅灰(占MgO的质量分数)复掺时,MOC的耐水性能改善效果最佳,改性后MOC的耐水系数在1.1以上;微集料填充效应、火山灰效应、强度相(P5)稳定性的增强效应共同提升了MOC的耐水性能。     

金属阳离子对氯氧镁水泥耐水性的影响EI北大核心CSCD

氯氧镁水泥(MOC)具有质轻早强、导热系数低、耐火等优势,但耐水性差限制了其在土木、建筑等工程的应用。为了提高MOC耐水性,以含不同金属阳离子的可溶性硫酸盐作为改性剂,分析了可溶性金属阳离子对MOC凝结时间、抗压强度和耐水性的影响,探究了被改性后的MOC相组成、微观形貌和孔结构的变化规律。结果表明:Al^(3+)、Fe^(2+)、Cu^(2+)与MOC料浆中的游离OH?可优先形成沉淀,这抑制了Mg(OH)_(2)的形成,延缓MgO水化,延长了凝结时间,降低了MOC基体的总孔隙率,提高MOC的耐水性。其中,对MOC耐水性的改善效果从高到低依次为:Fe^(2+),Cu^(2+),Al^(3+),Na^(2+)。此外,SO42?可通过与5Mg(OH)_(2)·Mg Cl_(2)·8H2O中Mg^(2+)的吸附配位作用提高5Mg(OH)_(2)·MgCl_(2)·8H2O在水中的稳定性。     

TiO2改性煤气化粗渣基地质聚合物的微观结构与性能

煤气化渣可分为粗渣和细渣,其有在碱激发领域应用的潜力。本文对煤气化粗渣的理化性能进行了研究,使用煤气化粗渣制备了地质聚合物,并对其进行了TiO₂的改性研究。结果表明,在煤气化粗渣基地质聚合物中掺入一定量的TiO₂可明显改善其力学性能。当掺入质量分数为10.0%的TiO₂时,样品28 d的抗压强度可从23.4 MPa提高到42.9 MPa。此外,通过对样品进行物相分析与微观结构分析, TiO₂的掺入明显改善了地质聚合物的微观结构,促进了碱激发反应,提高了材料的力学性能。     

镍渣用作矿化剂在水泥熟料生产中的应用实践

开展使用镍渣作为矿化剂在水泥熟料生产中的应用实践,并评估使用镍渣对水泥熟料生产运行、产品质量等方面的影响。试验结果表明,掺入镍渣可以明显提高生料易烧性,降低熟料烧成能耗,镍渣的掺入在一定程度上影响熟料煅烧质量和熟料的矿物组成,导致熟料孔隙增多,矿物界面受到侵蚀、棱角模糊,同时熟料中C₃S和C₃A矿物含量有所下降,C₂S矿物含量略有升高;掺入镍渣后,熟料的凝结时间略有延长,3d抗压强度提高0.1MPa,28d抗压强度下降0.3MPa,熟料易磨性略有改善;试验过程中,熟料中重金属含量符合国家标准控制要求,窑尾烟气中氟化物(F)、氮氧化物(NOx)、颗粒物、二氧化硫(SO₂)等有害物质含量也均符合国家标准排放控制要求。     

纳米二氧化硅改性大掺量矿粉-水泥胶凝体系性能与微结构研究

利用沉淀法制备的纳米二氧化硅(PNS)极强的火山灰活性,能改善大掺量矿粉-水泥胶凝体系早期抗压强度低、内部结构疏松等缺陷,研究了PNS对大掺量矿粉-水泥胶凝体系抗压强度、抗氯离子渗透性的影响,通过XRD、TG-DSC及MIP对该体系的水化产物与孔结构进行微观分析。研究表明:随着PNS掺量的增加,试件的抗压强度也随之提高,尤其是7 d抗压强度,掺5%(质量分数,下同)PNS试件的强度增幅达到了20%;同时,水泥抗氯离子渗透能力先上升后下降,PNS掺量为3%时,达到最优,其28 d氯离子扩散系数较不掺PNS降低44.8%。PNS在早期能够大量消耗Ca(OH)₂,生成更多的C-S-H凝胶等水化产物,使得孔结构更加致密,降低孔隙率,在适宜范围内掺入PNS还可有效细化孔径。     

Q相对脱硫石膏氯离子固化和抗压强度的影响

受限于高氯离子迁移性能,大量品质较低的脱硫石膏在石膏制品中无法被有效利用。本文研究了Q相(Ca₂₀Al₂₆Mg₃Si₃O₆₈)对脱硫石膏中氯离子迁移性能的影响规律与机理。结果表明,在脱硫石膏中以10%~30%(质量分数)的比例掺入Q相,其水化产物主要为二水硫酸钙、钙矾石和AH₃凝胶,脱硫石膏样品中氯离子固化率和绝干抗压强度均得到了较大提升。掺入30%的Q相对脱硫石膏性能提升效果最佳,此时氯离子固化率达19.55%,石膏的绝干抗压强度提升了约51.5%。结合XRD、SEM和综合热分析探明了Q相-脱硫石膏水化产物中钙矾石、AH₃凝胶对氯离子固化和石膏力学性能改善的作用机理。     

电石渣-脱硫灰复掺对流态固化土基本性能及微观特性的影响

流态固化土基本性能指标包括湿密度、泌水率、流动值和抗压强度。为探究电石渣和脱硫灰复掺对流态固化土基本性能及微观特性的影响，使用同掺量的电石渣和脱硫灰单一替代以及同时替代Ca(OH)₂和CaSO₄(分析纯),测试其对流态固化土的流动值、泌水率、抗压强度等的影响，采用XRD及SEM对比分析两种分析纯试剂和两种固废制备的试件28 d的物相组成及微观形貌。结果表明，使用电石渣和脱硫灰单掺或复掺制备的流态固化土的流动性均优于使用Ca(OH)₂和CaSO₄复掺流态固化土，泌水率均满足要求，虽然其28 d抗压强度小于Ca(OH)₂和CaSO₄复掺试样，但是能满足大部分应用场景抗压强度要求。     

粉煤灰细粉添加量对多孔莫来石材料的影响

为了提高粉煤灰的资源化利用,在m(漂珠):m(氢氧化铝):m(V2O5):m(AlF3)=45:55:4:3的混合料中分别添加不同量(每100 g混合料分别添加0、5、10、20、30 g)的粉煤灰细粉,以PVA溶液为结合剂,经干料混匀、泥料搅拌、泥料陈腐、挤制成型、1100℃保温2 h烧成制备莫来石试样,然后检测其致...     

Ⅱ型无水磷石膏凝结硬化过程调控技术

为改善Ⅱ型无水磷石膏水化活性低、凝结硬化缓慢的问题,研制了一种复合助剂(β-半水石膏6%、改性钢渣3%、K₂SO₄ 2%、铝酸钙水泥0.5%)。研究表明,掺入复合助剂后Ⅱ型无水磷石膏初凝时间由744min (空白样)缩短至76min (改性样)。在此基础上添加25%的高炉矿渣微粉改善力学性能和耐水性,改性后的胶凝材料绝干抗压强度达到15.4MPa,软化系数达到0.83。研究了胶凝体系的水化率、液相离子浓度随时间的变化规律,结合X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对水化产物和水化硬化机理进行了分析。复合助剂加速了Ⅱ型无水磷石膏的溶解及二水石膏晶核的生成和长大,提高了Ⅱ型无水磷石膏的水化率,与矿渣协同作用促进生成3CaO·Al₂O₃·3CaSO₄·32H₂O、3CaO·Fe₂O₃·3CaSO₄·32H₂O等多种低溶度积复盐,改善了胶凝材料的凝结硬化性能和耐水性。     

纳米SiO2和丁苯胶粉复合改性水泥基材料的强度及抗渗性能

本文研究了单掺丁苯胶粉(SBR)和复掺SBR/纳米SiO₂(NS)对水泥基材料抗折强度、抗压强度、吸水率、抗氯离子渗透系数的影响规律,并采用XRD、DSC-TG、FTIR、SEM-EDS、MIP等手段对水泥基材料水化产物和微观结构进行分析,探究单掺SBR和复掺SBR/NS对水泥基材料强度及抗渗性能的影响机理。结果表明,复掺SBR/NS显著改善了由单掺SBR引起的水泥基材料早期强度下降的问题,单掺SBR和复掺SBR/NS均可降低试样的吸水率、吸水速率和非稳态氯离子迁移系数,且复掺效果优于单掺。微观测试表明:单掺SBR可降低Ca(OH)₂的含量,减少有害孔和多害孔的数量,增加结构整体性;复掺SBR/NS可进一步降低Ca(OH)₂的含量,促进水化反应生成更多C-S-H,提高C-S-H的聚合度,降低最可几孔径,减少少害孔、有害孔和多害孔的数量,降低水化产物的钙硅比,从而增强试样的抗折强度和抗压强度并提高其抗渗性能。     

水泥-石灰石粉体系抗碳化效应研究*

探讨石灰石粉比表面积、矿物掺合料、早强剂、防水物质及CO₂捕收剂对水泥-石灰石粉体系强度和碳化深度的影响。实验发现,硅灰替代20 kg/m³石灰石粉时28 d抗压强度达最高,为40 MPa,比空白高6 MPa,高比表面积(750 m³/kg)石灰石粉次之,为37 MPa,比空白高4 MPa,防水物质和过量硝酸钙会降低混凝土强度;掺入0.3%防水石蜡乳液可使体系碳化深度降至最低,达11 mm,比空白降低13 mm,掺入0.8%硝酸铁次之,碳化深度为13 mm,比空白降低11 mm,矿物掺合料替代石灰石粉不会有效降低碳化深度。因此可适度引入铁离子、防水组分或较高比表面积石灰石粉来提高该体系抗碳化性能。     

添加浮选镁砂颗粒和Al2O3细粉对方镁石-尖晶石砖性能的影响

以烧结镁砂、浮选镁砂、电熔镁铝尖晶石和煅烧Al₂O₃细粉为主要原料,以木质素磺酸钙为结合剂,经混练、成型、1 650℃烧成制备了方镁石-尖晶石砖,主要研究了以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒以及在此基础上外加不同量煅烧Al₂O₃细粉（质量分数分别为0、3%和5%）对方镁石-尖晶石砖性能的影响。结果表明：1)以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒制备的方镁石-尖晶石砖,显气孔率和常温耐压强度降低,体积密度、抗热震性、高温强度和高温韧性提高。2)在以浮选镁砂颗粒替代普通烧结镁砂颗粒制备的方镁石-尖晶石砖中,随着煅烧Al₂O₃细粉引入量的增多,显气孔率和常温耐压强度降低,体积密度、抗热震性、高温强度和高温韧性提高。     

Effect of CO32− Incorporation on the Mechanical Properties of Wet Chemically Synthesized β-Tricalcium Phosphate (TCP) Ceramics

Calcium-deficient hydroxyapatite (CDHA) powders were synthesized by a wet chemical precipitation method using Ca(OH)₂ and H₃PO₄ solutions. Single-phase β-tricalcium phosphate (β-TCP) powder with a molar (Ca+Mg)/P ratio of 1.5 was obtained after calcination of CDHA synthesized under vacuum. During synthesis in air, CO₂ can be adsorbed and HBO₄²⁻ is partly substituted by CO₃²⁻, resulting in a lower phosphorous content and consequently an increase of the molar (Ca+Mg)/P ratio to 1.53. A two-phase β-TCP powder containing 20 wt% hydroxyapatite (HA) was obtained after calcination. Samples prepared from β-TCP powders synthesized under vacuum achieved a compressive strength of 301±23 MPa at 99.6% fractional density, while TCP/HA samples prepared in air achieved a maximum compressive strength of 132±29 MPa at 91.7% fractional density. This decrease in strength can be correlated to the porosity retaining due to CO₂ release during sintering and residual tensile stresses in the TCP matrix caused by the thermal expansion mismatch of β-TCP and HA.