不同激发剂对钛石膏-粉煤灰复合胶凝材料力学性能影响的研究

通过往钛石膏-粉煤灰复合胶凝材料中掺加不同掺量的减水剂、硫酸钠和水泥,研究不同激发剂不同掺量对其力学性能的影响及影响机理,并确定各激发剂的不同掺量,以达到提高力学性能的目的。分析研究表明,当减水剂掺量为0.8%时钛石膏-粉煤灰复合胶凝材料力学强度最大,其28d抗折、抗压强度分别为1.48MPa和5.75MPa;当硫酸钠掺量为0.8%时钛石膏-粉煤灰复合胶凝材料力学强度最大,其28d抗折、抗压强度分别为2.54MPa和9.61MPa;当水泥掺量为10%时力学性能较好,其28d抗折、抗压强度分别为,6.31MPa和18.75MPa。     

低钙煤矸石制备地聚合物的研究

以陕西省榆林市横山地区低钙煤矸石为原料,偏高岭土、生石灰作为矫正材料制备地聚合物,与水泥混合制备建筑材料,探究铝硅比、生石灰掺量以及水泥掺量对于抗压强度的影响。结果表明,铝硅比为0.68、生石灰掺量为4%(占地聚合物),与425号硅酸盐水泥掺量65%时其强度最佳,抗压强度可达46.70 MPa。影响28 d抗压强度的各因素强度为:生石灰掺量>铝硅比>水泥掺量。     

超细矿渣粉和偏高岭土对硫铝酸盐水泥水化和强度的影响

掺入矿物掺合料是改善硫铝酸盐水泥(CSA)混凝土凝结硬化性能和降低生产成本的主要技术途径之一。研究了水胶比为0.4时,单掺超细矿渣粉(UFS)、偏高岭土(MK)与复掺超细矿渣粉、偏高岭土对硫铝酸盐水泥凝结时间、流动度、电阻率、抗压强度的影响,并对其1 d、28 d龄期时的水化产物进行XRD半定量分析。结果表明,单掺和复掺缩短了水泥浆体的凝结时间,但单掺偏高岭土时的缩短效果更明显,且水泥浆体的流动度随着超细矿渣粉和偏高岭土掺量的增加而减小。掺入超细矿渣粉、偏高岭土缩短了水泥浆体电阻率变化速率曲线峰值出现的时间,峰值大小与掺量成递减关系。当掺量从0%(质量分数,下同)增大到20%时,单掺超细矿渣粉试样的28 d抗压强度减小了24.7%,单掺偏高岭土试样的28 d抗压强度减小了17.7%,两者复掺试样的28 d抗压强度减小了17.3%。超细矿渣粉和偏高岭土对水泥水化产物没有明显影响,但促进了硅酸二钙(β-C₂S)的早期水化。     

高活性矿物掺合料混凝土力学性能试验

利用正交试验的方法对高活性矿物掺合料混凝土(以下简称掺合料混凝土)的强度进行试验.研究偏高岭土掺量、超细粉煤灰掺量、硅灰掺量对掺合料混凝土7d、14 d、28 d抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,并对数据结果进行系统分析.试验结果表明,偏高岭土对掺合料混凝土早期的力学性能影响最大,力学性能随着偏高岭土掺量的增加而增加.通过多元线性回归,建立不同因素对掺合料混凝土各龄期抗压强度、劈裂抗拉强度的数学表达式,得到偏高岭土和硅灰对掺合料混凝土均为正影响,而超细粉煤灰为负影响的结果.当偏高岭土的掺量为10％(质量分数),超细粉煤灰掺量为15％(质量分数),硅灰掺量为5％(质量分数)时,掺合料混凝土力学性能达到最佳.最后进行微观分析得出,矿物掺合料的复合化具有超叠加效应,能增强掺合料混凝土各龄期的力学性能.     

煤系偏高岭土对混凝土力学性能及微观结构的影响机理

将600目(23μm)和1 000目(13μm)煤系偏高岭土按照0%、5%、10%、15%(质量分数)的掺量分别掺入混凝土,通过强度测试、XRD、TG-DTG、SEM-EDS和氮吸附试验等研究了煤系偏高岭土细度和掺量对混凝土力学性能和微观结构的影响。结果表明：偏高岭土的掺入显著提高了混凝土的力学性能,当偏高岭土细度为1 000目、掺量为15%时,混凝土的抗压强度最大,90 d抗压强度达到了81 MPa;水化产物主要由氢氧化钙、钙矾石、类水滑石及水化硅酸钙(C-S-H)凝胶等组成,掺入偏高岭土并未改变水化产物种类,但是增加了水化产物中C-S-H凝胶的产生量,同时降低了氢氧化钙的含量。偏高岭土与水泥水化产物氢氧化钙发生二次水化生成C-S-H凝胶,提高混凝土致密性,这是偏高岭土能够增强混凝土力学性能的主要原因。     

偏高岭土改性超高强混凝土的强度构成分析

以偏高岭土、矿粉和粉煤灰为矿物掺合料进行单掺、二元和三元复掺配制偏高岭土改性超高强混凝土。为了研究偏高岭土改性超高强混凝土的抗压强度及其强度构成、矿物掺合料的活性,分别对龄期为3d、28d、56d的混凝土试件进行抗压试验,并利用混凝土火山灰效应数值分析方法,对三种矿物掺合料的活性指数及其火山灰效应强度贡献率、水泥水化反应强度贡献率进行了计算分析。结果表明:28d龄期时,混凝土的抗压强度达到了100MPa,且三元复掺时混凝土的抗压强度最高;三种矿物掺合料中偏高岭土的活性指数最高;依据矿物掺合料的活性指数及其火山灰效应强度贡献率、水泥水化反应强度贡献率,计算出具体贡献的强度值,得出了偏高岭土改性超高强混凝土的强度构成。     

双掺粉煤灰及偏高岭土对混凝土性能的影响研究

通过测试混凝土抗压强度、劈拉强度、抗渗、抗碳化、抗冻性能,研究了粉煤灰和偏高岭土单掺、复掺时对混凝土性能的影响。同时分析了粉煤灰和偏高岭土对混凝土性能的作用机理。研究结果表明:当粉煤灰掺量为胶凝材料的15%、偏高岭土掺量为胶凝材料的12%,相比普通混凝土,复掺粉煤灰及偏高岭土混凝土28d抗压强度提高了15.8%、劈拉强度提高了20.4%、渗透系数降低了69.1%、碳化深度降低了29.3%,200次冻融循环后,相对动弹性模量提高了33.1%、混凝土质量损失降低了43.8%。复掺粉煤灰及偏高岭土适用于制备高性能混凝土。     

偏高岭土和粉煤灰对MKPC浆体与混凝土粘结性能的影响

采用了四点抗弯试验和斜剪试验两种方法,并通过改变磷酸钾镁水泥(MKPC)净浆的矿物成分,研究了MKPC净浆与硅酸盐混凝土的粘结强度,同时本试验还测定了MKPC净浆的抗压强度及收缩变形,最后通过SEM对微观结构进行分析,阐明了粘结机理.试验结果表明:加入矿物掺合料可以有效提高MKPC净浆的粘结强度、抗压强度和体积稳定性.单掺10％偏高岭土的试件,其28 d粘结强度最高,单掺20％偏高岭土次之;与单掺偏高岭土的试件相比,双掺10％偏高岭土和10％粉煤灰则会使试件的28 d粘结强度有所降低,但高于空白组的28 d粘结强度;单掺10％或20％偏高岭土分别使MKPC净浆的28 d抗压强度提高了5.91％和11.94％,双掺粉煤灰和偏高岭土的MKPC净浆,其28 d抗压强度高达72.9 MPa,比同龄期空白组试件提高了16.55％;掺入偏高岭土和粉煤灰会使MKPC净浆早期微膨胀,后期收缩趋势放缓.     

碱激发偏高岭土基地质聚合物的制备及抗压强度研究

为了响应“双碳”政策节能减排的号召,本文采用偏高岭土和高炉矿渣为原材料制备地质聚合物。以抗压强度为指标优化制备条件,探讨确定影响地质聚合物强度的因素。通过正交试验确定偏高岭土基地质聚合物的最佳配比,通过热重和XRD分析不同温度煅烧的偏高岭土组分。研究结果表明,在高岭土煅烧温度为800 ℃时,偏高岭土基地质聚合物的最佳配合比为氢氧化钠与硅酸钠的质量比为6.5∶1,激发剂的质量掺量为14.2%,其28 d抗压强度能达到46.6 MPa。偏高岭土基地质聚合物抗压强度随激发剂的掺量增加而增大,随氢氧化钠与硅酸钠的质量比的增大先增大后减小,随高岭土煅烧温度的升高先增大后减小。     

高性能聚合物修补砂浆的研究

通过研究水灰比、可再生聚合物胶粉和聚丙烯纤维掺量对聚合物修补砂浆流动性、强度和抗裂性能的影响,开发了一种高性能聚合物修补砂浆.研究表明:水灰比为0.35,聚合物胶粉掺量为聚合物砂浆总量的1.5%,聚丙烯纤维掺量为胶凝材料的0.3%,聚合物砂浆的整体性能较好;28 d抗压强度、抗折强度以及压折比可以达到71.06 MPa、14.53 MPa和4.89,是一种高强加固材料.     

Effects of waste PET bottles aggregate on the properties of concrete

This paper investigates the surface microstructure of waste polyethylene terephthalate (PET) bottles lightweight aggregate (WPLA) to examine the effect of granulated blast-furnace slag (GBFS) on WPLA. The WPLA was made from the waste PET bottles and GBFS, and experimental tests were conducted on compressive strength, splitting tensile strength, modulus of elasticity, slump, and density of waste PET bottles lightweight aggregate concrete (WPLAC).The 28-day compressive strength of WPLAC with the replacement ratio of 75% reduces about 33% compared to the control concrete in the water-cement ratio of 45%. The density of WPLAC varies from 1940 to 2260 kg/m³ by the influence of WPLA. The structural efficiency of WPLAC decreases as the replacement ratio increases. The workability of concrete with 75% WPLA improves about 123% compared to that of the normal concrete in the water-cement ratio of 53%. The adhered GBFS is able to strengthen the surface of WPLA and to narrow the transition zone owing to the reaction with calcium hydroxide.     

偏高岭土、矿渣和赤泥对高性能混合水泥性能影响的研究

通过用硅酸盐水泥、偏高岭土等混合材、膨胀剂及减水剂等制备混合水泥的研究发现：偏高岭土和赤泥的加入使水泥的凝结时间缩短,矿渣的加入延长了水泥的凝结时间;偏高岭土和矿渣对水泥的胶砂流动性影响较小,赤泥的加入使得水泥胶砂流动性显著降低;适量偏高岭土的加入对水泥的3d和28d强度均有增强作用,适量矿渣的加入使水泥抗折强度降低,抗压强度增大;少量的赤泥对水泥强度特别是早期强度有一定的增强作用,但掺量超过20％后水泥强度迅速降低;偏高岭土对水泥微膨胀的产生有促进作用,矿渣和赤泥对水泥微膨胀有抑制作用。用80％～90％的硅酸盐水泥、10％～20％的偏高岭土以及少量的膨胀剂和减水剂能够制备出具有较优流动性、较高的强度以及微膨胀的高性能混合水泥。     

辅助胶凝材料对预应力高强混凝土管桩强度及工艺的影响

为优化混凝土管桩生产工艺,以硅灰(SF)和偏高岭土(MK)作为辅助胶凝材料,研究硅灰和偏高岭土对不同蒸养时间下混凝土抗压强度的影响,并使用X射线衍射(XRD)和扫描式电子显微镜结合能量色散谱(SEM-EDS)分析其水化产物及微观结构。通过Design-Expert8.0软件设计Box-Behnken试验,以硅灰掺量、偏高岭土掺量和蒸养时间三个因素为自变量,蒸养混凝土抗压强度为响应值,构建多因素回归方程模型。结果表明:硅灰掺量为胶凝材料质量分数8%时,对抗压强度略有提高,提高幅度为6.2%,达到83.6 MPa;5%、8%和10%(质量分数)掺量的偏高岭土均可提高蒸养混凝土的抗压强度,蒸养4 h、8 h、12 h时,10%掺量的偏高岭土对混凝土抗压强度的提升幅度依次为15.6%、13.2%和13.6%,蒸养4 h、8 h和12 h对混凝土抗压强度影响不大。XRD和SEM-EDS结果表明,硅灰和偏高岭土均消耗了Ca(OH)₂,提升了水泥早期水化程度,可以改善内部孔结构。通过响应面法建立模型可以预测,当硅灰质量分数为6.6%、偏高岭土质量分数为10%、蒸养时间为8.6 h时,混凝土抗压强度最高,达到104.8 MPa,且具有较高置信度。     

新型赤泥基充填材料的制备与性能研究

为弥补多数矿用充填材料因成本较高而在煤矿开采过程中存在的不足,并有效解决铝行业固废赤泥大量堆积、无法处理的现状,通过多种添加剂与主原料的有效掺和,开发出一种可用于煤矿井下沿空留巷充填工艺的新型赤泥基充填材料,并对其抗压强度、凝结时间、流动性以及稳定性等性能指标进行研究。结果表明:新型赤泥基充填材料单浆流动性好,凝结时间大于6 h;材料中的赤泥添加量可调控(质量分数在0%~50%);成型材料早强快硬,初凝时间仅为25 min,抗压强度1 d可达8.4 MPa,3 d可达10.3 MPa,7 d可达12.3 MPa;成型材料封膜浸渍长达14 d,浸出液pH值保持为6,赤泥组分中的碱性物质得到良好的固化,造成污染的概率低。     

粉煤灰掺量对高性能自密实混凝土抗压强度发展影响分析

粉煤灰对自密实混凝土的工作性能、抗压强度和耐久性能等有着显著的影响。为了探究粉煤灰掺量对自密实混凝土抗压强度发展规律的影响,配制了粉煤灰掺量为30%、45%、60%(体积分数),水灰比为1.05、1.15、1.25(体积比)的自密实混凝土并进行立方体抗压强度试验,对其3 d、7 d、28 d、90 d抗压强度的变化规律进行了分析。结果表明,随着粉煤灰掺量的增加,混凝土抗压强度逐渐减小。然后对3 d/28 d、7 d/28 d、90 d/28 d的强度比值进行分析,结果表明,粉煤灰对混凝土早期强度影响较小,对后期影响较大。最后借鉴欧洲规范CEB-FIP探究了粉煤灰与水泥混合下的复合粉体对自密实混凝土抗压强度影响系数,为相关工程应用提供理论依据。     

矿粉掺量对废弃超细砂制备砂混凝土密度及强度影响研究

以航道整治废弃超细砂为主要原料,通过振动成型制备砂混凝土(Sand Concrete).首先通过干拌振捣密实计算干拌物密度的方法研究矿粉掺量对砂混凝土干拌物密度的影响,然后以试件7 d、14 d和28 d抗压强度、劈裂抗拉强度和浸水抗压强度为控制标准,研究矿粉掺量对砂混凝土性能的影响,最后通过XRD对砂混凝土试件进行分析.试验结果表明:在水胶比为0.38,减水剂掺量为0.5%情况下,砂混凝土最佳配合比为废弃超细砂75.3%、水泥16.5%、矿粉8.2%.采用最佳配合比所制砂混凝土28 d抗压强度、劈裂抗拉强度和浸水抗压强度均达到最优, XRD分析表明所制砂混凝土含有大量水化硅酸钙(C-S-H)和钙矾石等水化产物.研究为航道整治废弃超细砂的开发利用提供一种技术途径,对于废弃超细砂资源丰富而普通混凝土砂石材料匮乏的地区具有显著的经济价值和广阔的应用前景.     

不同强度废旧混凝土水泥稳定再生材料路用性能研究

为了研究废旧混凝土强度与再生集料性能及水泥稳定再生基层材料的力学及耐久性能之间的影响规律,采用钻芯法对废旧桥梁T梁、立柱、废旧路面混凝土不同结构部位取样进行抗压强度试验,得出废旧混凝土的强度推定值,分别为25.8 MPa、37.4 MPa、58.1 MPa。对3种不同强度废旧混凝土再生集料的性能进行对比,并分析了不同强度废旧混凝土对再生集料性能及水泥稳定再生材料力学和耐久性能的影响。结果表明:废旧混凝土强度增加,再生集料的压碎值、针片状含量、吸水率减小,塑限指数及相对表观密度增大;废旧T梁、立柱、路面混凝土水泥稳定再生材料最佳含水率及最大干密度分别近似的呈线性减小和增大的趋势;同时,无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冲刷性能均表现增大的变化规律,但干缩性能减弱。废旧混凝土强度增加能有效提高水泥稳定再生材料的路用性能。     

利用废弃混凝土制作再生水泥的研究

以废弃混凝土为主要原料,添加部分矿渣、钢渣及脱硫石膏,即可直接粉磨生产免煅烧再生水泥。该水泥中废弃混凝土的掺量可达40%~50%,3d抗压强度大于10MPa,28d抗压强度可达20~40MPa。XRD和SEM分析表明,废弃混凝土再生水泥的水化产物主要是钙矾石和C-S-H凝胶,有部分废弃混凝土参与了水化反应,其余部分被水化产物所包裹,起骨架作用。     

掺合料对超高性能水泥基装饰材料性能的影响

将重钙粉与偏高岭土以不同的比例混合并替代白水泥，制备超高性能水泥基装饰材料,研究两者掺入比例变化对超高性能水泥基装饰材料工作性能、力学性能及自收缩的影响，采用SEM扫描电镜观察28 d龄期后试件内部微观形貌，研究表明，随着重钙粉与偏高岭土比例的增大，试件的致密程度和强度先增后减，其中B9-9的28 d抗压与抗折强度可以达到120.6 MPa与42.9 MPa，且工作性、收缩性能良好、内部结构致密。