白云石粉对水泥砂浆体积稳定性影响的研究

研究了白云石粉-水泥砂浆的体积稳定性,试验结果表明:掺入5%~30%的白云石粉改善了水泥砂浆的干缩性能,白云石粉掺量为5%时,砂浆干缩最小,随白云石粉掺量的继续增加,水泥砂浆的干缩呈逐渐增大趋势。水泥-白云石粉砂浆的干缩与其孔隙特征具有良好的相关性,在白云石粉掺量为5%时平均孔径最小,后随掺量增大而逐渐增大;孔均匀性则随白云石粉掺量增大而减小。     

矿粉改善水泥-石灰石粉砂浆孔结构的研究

采用可蒸发水含量法研究了矿粉对水泥-石灰石粉砂浆孔结构的改善作用。结果表明,石灰石粉和矿粉掺量对水泥胶凝体系的初始孔隙率影响较小。7 d龄期时,水泥砂浆总孔隙率、大孔孔隙率和大孔比例随石灰石粉掺量增加先减小后增加,小孔孔隙率和小孔比例先增加后减小,石灰石粉掺量为10%时取得最大值或最小值;28 d龄期时水泥砂浆总孔隙率、大孔孔隙率、小孔孔隙率和大孔比例均随之增大,产生孔粗化效应。随着矿粉掺量增加,水泥-石灰石粉砂浆的7 d和28 d总孔隙率、大孔和小孔孔隙率减小,小孔比例增加。     

自燃煤矸石掺合料对胶凝材料性能的影响

对自燃煤矸石的胶凝活性激发进行分析,将燃煤矸石矿粉、粉煤灰以及粉体添加剂等工业矿物掺合料复掺或单掺到胶凝材料中,探究自燃煤矸石掺合料对胶凝材料力学性能的影响。研究表明:复合掺杂粉、煤灰矿粉复合胶凝材料的力学性能优于单掺粉煤灰复合胶凝材料,但低于单掺矿粉复合胶凝材料。当复合掺杂矿粉、粉煤灰比例为1∶1时,胶凝材料的抗折性能和抗压性能最优。     

矿物掺合料对建筑石膏的改性及机理研究

研究了粉煤灰、矿粉-粉煤灰、水泥-粉煤灰三种体系矿物掺合料对建筑石膏的强度、凝结时间、流动度等工作性能的影响,同时通过XRD、扫描电镜(SEM)两种测试手段对水化产物进行微观机理分析,得出了由于矿物掺舍料的活性及形貌的不同,从而对建筑石膏的物理性能和工作性能产生了不同影响.粉煤灰的加入具有一定的缓凝作用,且随着掺量的增加,凝结时间有所延长;一定量矿粉的加入也具有缓凝作用,而水泥的加入则对建筑石膏具有促凝作用.28d龄期时,建筑石膏的活化激发作用不大,粉煤灰与矿粉主要起填充作用,粉煤灰与矿粉的加入会降低建筑石膏胶凝材料的强度,水泥的加入则可以提高体系的强度;水泥、矿粉的加入可提高石膏胶凝材料的流动度,而粉渫灰则降低胶凝材料的流动度.     

掺和料对磷石膏复合胶凝材料性能影响研究

研究主要掺和料矿粉及水泥单掺和复掺对磷石膏复合胶凝材料力学性能及耐水性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)、压汞法(MIP)探究影响机理。结果表明,水泥掺量为0~20%、矿粉掺量为0~40%时,水泥和矿粉的单掺对磷石膏抗压强度有负面影响,但可有效提升软化系数。水泥及矿粉复掺时,可显著提高磷石膏软化系数,使软化系数达到0.65以上;当水泥掺量为5.58%,矿粉掺量为20.00%时,磷石膏复合胶凝材料抗压强度达到最大值16.50 MPa;水胶比由0.6降低至0.3,可制备抗压强度为32.50 MPa,软化系数为0.87的高强耐水磷石膏复合胶凝材料。由SEM结果可知,水泥及矿粉的水化产物包覆在石膏晶体表面,可显著提升其耐水性;由MIP结果可知,矿粉与水泥复掺可增加小孔(3~50 nm)比例及孔弯曲度,大幅降低平均孔径,改善孔径分布,增加基体致密度,进而提升抗压强度。     

矿物掺合料对大掺量CFB粉煤灰水泥性能的影响

研究了不同矿物掺合料对大掺量循环流化床(CFB)粉煤灰硅酸盐水泥基性能的影响。结果表明,循环流化床粉煤灰最佳掺量为30%;当掺量大于30%时,循环流化床粉煤灰水泥需水量的增长率和胶砂强度下降率均随掺量的增加而变大。在循环流化床粉煤灰水泥(30%CFB粉煤灰+70%水泥)中分别掺入硅灰、超细粉煤灰、矿粉后,前两者使循环流化床粉煤灰水泥性能得到了明显改善,但后者对循环流化床粉煤灰水泥性能影响不大,影响效果为硅灰超细粉煤灰矿粉,最佳掺量分别为5%、10%和5%。     

玄武岩石粉对水泥胶砂强度和干缩性能影响

用不同掺量玄武岩石粉和粉煤灰替代水泥做水泥胶砂试验,测试抗压强度、干缩率及动弹性模量。结果表明:玄武岩石粉替代10%水泥、粉煤灰替代15%水泥时,对胶砂抗压强度影响不大;玄武岩石粉对胶砂干缩量的影响前后期变化较大,在前期24 h中,粉煤灰与玄武岩石粉胶砂干缩量相近且低于纯水泥胶砂;在后期56 d龄期内,粉煤灰胶砂干缩量整体仍然小于水泥胶砂,但玄武岩石粉胶砂干缩量在14 d左右逐渐大于水泥胶砂,且自收缩增长率变大;利用动弹性模量变化趋势可以较好地反映胶砂强度的变化趋势,其变化趋势与实际强度相近。     

外加剂对矿渣水泥混凝土收缩与早期抗裂的影响

选用木钠减水剂、UEA-H膨胀剂、早强剂、柠檬酸缓凝剂以常用掺量外掺入矿粉水泥中,检测其化学收缩和干缩性能,同时将各掺量的外加剂分别引入到矿渣水泥混凝土中,检测其抗压强度以及早期抗裂性能,结果表明：木钠减水剂增加矿渣水泥的早期化学收缩,也增大矿渣水泥胶砂的干缩值;UEA-H膨胀剂增加矿渣水泥的化学收缩,并能降低矿渣水泥胶砂的干缩;早强剂则在早期就大幅度增加矿渣水泥的化学收缩,对胶砂体系干缩性能影响与基准矿渣水泥体系相当;柠檬酸缓凝剂能降低矿渣水泥的化学收缩值,但会提高胶砂体系的干缩值。木钠减水剂、UEA-H膨胀剂和早强剂都能提高矿渣水泥混凝土的早期抗裂性能,其中早强剂在所选用的几种外加剂中效果最好,而缓凝剂对矿渣水泥混凝土早期抗裂性能具有不利影响。     

超细矿粉对喷射混凝土力学性能的影响研究

为了揭示纳米微粉改性路面粉煤灰混凝土的工作性能,推动其在路面工程中的应用,开展了不同粉煤灰取代率与纳米矿粉掺量的正交试验,对改性后的混凝土力学性能、抗冻融耐久性、干缩性及耐磨性进行了分析。研究结果表明:粉煤灰取代率的增加使得混凝土力学性能呈先上升后下降趋势,且在粉煤灰取代率为25%、矿粉掺量为0.5%时达到峰值;改性后的混凝土耐磨性、抗冻性、干缩性随着纳米矿粉掺量增加而增加,且在掺量为0.5%提升幅度最大;综合考虑各方面力学性能,粉煤灰取代率为25%、纳米矿粉掺量为0.5%,改善效果显著且经济效益高,建议该配合比作为路面混凝土的设计配合比;纳米矿粉可在混凝土颗粒中生成C—S—H凝胶体,逐渐填充混凝土内部孔隙,在孔隙中形成一道阻止裂缝扩展屏障,从而达到改善水泥基复合材料孔隙结构的目的。     

硅酸钠对水泥-粉煤灰基煤矿膏体充填材料的影响研究

山东省某煤矿膏体凝结时间缓慢,影响矿山正常开采,为此,提出了掺入硅酸钠缩短膏体凝结时间的构想,并在室内进行了相关的试验。试验结果表明:随着硅酸钠掺量的增加,水泥-粉煤灰基胶凝体系的初终凝时间逐渐缩短,在掺量为3%时,促凝效果较为明显,当掺量继续增加时,促凝效果不显著。且加有硅酸钠的水泥-粉煤灰基建筑垃圾膏体材料的凝结规律与胶凝体系的凝结时间规律保持一致,当硅酸钠掺量为3%时,其早期强度提高明显,8h和1d的抗压强度分别达到了0.21 MPa和0.52 MPa,从而保证了矿山的正常高效开采。     

粉煤灰—矿渣基固结粉胶凝材料开发与配比优化研究

为了提高黄土坡铜锌矿采矿经济效益,利用当地廉价的粉煤灰和矿渣固废资源,然后开展尾砂骨料低成本绿色充填胶凝材料试验研究,开展胶砂比1∶4和料浆浓度74%的粉煤灰-矿渣基固结粉胶凝材料配比的胶结充填体强度试验。在此基础上,分别针对粉煤灰掺量为40%和45%,开展2种固结粉胶凝材料配方优化试验,由此获得A种固结粉优化配方为粉煤灰40%、水泥熟料12%、脱硫石膏10%和矿渣微粉38%,材料成本为132元/t;B种固结粉优化配方为粉煤灰45%、为水泥熟料10%、脱硫石膏12%和矿渣微粉33%,材料成本为122元/t;2种固结粉胶凝材料胶结充填体强度均满足黄土坡铜锌矿胶结充填体强度要求,其固结粉胶凝材料成本比普通硅酸水泥材料降低了67.8%～70.2%。黄土坡矿应用实践证明,该胶凝材料具有显著经济效益和环保效益。     

煅烧煤矸石粉掺合料制备及对混凝土性能影响

通过胶砂强度评价法,确定煅烧煤矸石粉掺合料最佳制备工艺条件为:煅烧温度750℃、恒温2 h、研磨3 min;在此基础上,研究煤矸石掺合料与其他掺合料复掺比例对混凝土工作性、抗压强度、抗冻性的影响。结果表明:煅烧煤矸石粉与矿粉或粉煤灰最佳复掺比例为3∶7,与粉煤灰复掺,混凝土塌落度值、7 d、28 d抗压强度高于与矿粉复掺。与粉煤灰复掺,冻融循环次数可达550次;与矿粉复掺,冻融循环次数达到500次。综合各项指标,煅烧煤矸石粉与粉煤灰的相容性优于与矿粉之间的相容性,二者复合使用,既能改善混凝土拌合物的工作性,又能保证混凝土强度。     

氯化钡和铝酸盐水泥改性石膏正交试验研究

采用正交试验研究了氯化钡和铝酸盐水泥复掺改性石膏复合胶凝材料的力学性能、吸水率和耐水性,并分析了改性机理。结果表明,水膏比为0.53,氯化钡掺量为10%,铝酸盐水泥掺量为20%时,石膏复合胶凝材料28 d抗折软化系数最高;水膏比为0.53,氯化钡掺量为10%,铝酸盐水泥掺量为25%时,石膏复合胶凝材料28 d抗压软化系数最高。通过XRD和SEM分析可知,复掺改性剂可以改变其微观形貌,并没有使晶体结构密实。     

无机胶凝材料复合改性磷建筑石膏的研究

研究了石灰、水泥掺量对循环流化床(CFB)粉煤灰-磷建筑石膏胶凝材料强度与耐水性能的影响,通过正交试验优化了CFB粉煤灰-水泥-石灰复合改性磷建筑石膏胶凝材料配合比,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试了改性石膏的水化产物和微观结构.结果表明,CFB粉煤灰掺量为10％时,较低掺量(1％～5％)的石灰能够明...     

基于粉煤灰－矿渣微粉的新型胶凝材料开发研究

为了降低充填采矿成本及推进无废化开采,利用粉煤灰和矿渣开发新型充填胶凝材料替代水泥是目前最行之有效的途径。本文在金川镍矿采用棒磨砂充填料、1:4的胶砂比和78%的质量浓度的充填系统条件下,首先,开展了添加早强剂的粉煤灰替代水泥合理掺量的试验研究;结果表明,当添加2%的芒硝时,粉煤灰掺量可提高到20%。然后,采用正交设计试验和极差分析研究矿渣微粉替代水泥开发新型充填胶凝材料试验;在获得最优配比基础上再次进行粉煤灰替代部分矿渣试验,从而提高粉煤灰掺量,实现降低充填采矿成本的目的。结果表明,当生石灰为5%、芒硝3%、亚硫酸钠1.5%、脱硫灰渣17.5%、粉煤灰20%和矿渣微粉53%的掺量时,棒磨砂胶结充填体的3d、7d和28d的抗压强度分别达到1.50MPa,3.15MPa和5.12MPa,充填体沉缩率仅为8.68%,均满足金川矿山下向分层胶结充填法采矿的强度要求。该种充填胶凝材料的粉煤灰掺量高达37.5%,其成本降低到121元/t。该试验研究结果为中试和工业试验奠定基础,为金川矿区固体废弃物资源化利用和提高充填采矿效益起到重要作用。     

高钙粉煤灰水泥的制备及其水化程度研究

研究了机械粉磨对高钙粉煤灰水泥安定性的影响,以及J2激发剂掺量对胶砂强度的影响。结果表明,在粉煤灰粉磨35 min,J2激发剂掺量为1%时,可以制得粉煤灰掺量为50%,42.5R强度等级的高钙粉煤灰水泥,实现大掺量高钙粉煤灰的利用。同时还通过化学结合水与粉煤灰反应程度的测量,研究了机械粉磨与J2激发剂对高钙粉煤灰水泥水化反应程度的影响。     

掺合料对干粉砂浆性能的影响研究

研究了粉煤灰、矿粉和石膏3种掺合料取代水泥用量对干粉砂浆性能的影响.结果表明,粉煤灰、矿粉和石膏复合掺加取代水泥,可使砂浆中矿粉的活性得到较好激发;增稠保湿剂(RX1与HPMC按9∶1质量比复配)掺量0.6％时,砂浆的稠度和保水性较好;当矿粉掺量为30％、粉煤灰、石膏掺量均为10％时,加入增稠保湿剂,砂浆强度等级能够满足M10要求.     

水泥在石膏复合胶凝材料体系中的作用

石膏复合胶凝材料是由石膏与矿渣或粉煤灰、水泥等原材料配制而成的新型胶凝材料,水泥对其性能有很大影响,掺量过少不能有效激发矿渣活性,掺量过多易引起安定性不良。通过pH值测定和水化产物的XRD图谱并结合宏观试验结果,分析了水泥在石膏复合胶凝材料水化过程中的作用及机理。结果表明,水泥除自身水化外,主要为石膏复合胶凝材料体系提供钙离子和矿渣水化需要的碱性环境,能够加快矿渣活性的激发速度,缩短石膏复合胶凝材料的凝结时间;水泥掺量少,自身水化产物少且对矿渣激发不充分,不足以形成致密的网状结构,掺量过多,钙矾石生成量大,会因膨胀而破坏已形成的结构,导致强度和耐水性能降低;水泥的最佳掺量范围为7%~10%。     

矿渣基胶凝材料固化垃圾焚烧飞灰中重金属的研究

以矿渣部分或全部替代水泥，与垃圾焚烧飞灰和脱硫石膏组成胶凝材料，研究随矿渣掺量变化，胶凝材料对垃圾焚烧飞灰重金属的固化效果。结果表明：随着矿渣替代水泥量的增大，净浆试块抗压强度呈现先增大后减小的趋势；当飞灰掺量为20%、矿渣掺量为70%、脱硫石膏掺量为10%时制成的净浆试块，在温度为35 ℃、湿度为95%下养护28 d，试块的抗压强度达到47 MPa，重金属元素Cr、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn的浸出浓度均低于饮用水标准；对Pb、Cr的固化效果明显优于纯水泥胶凝体系。XRD和FT-IR检测表明：该矿渣基胶凝材料水化生成的主要产物有钙矾石、C-S-H凝胶和水铝钙石，水化产物对重金属离子有良好的包裹作用。矿渣基胶凝体系比水泥基胶凝材料体系在固化垃圾焚烧飞灰重金属方面优越性明显。     

矿渣基胶凝材料固化垃圾焚烧飞灰中重金属的研究

以矿渣部分或全部替代水泥，与垃圾焚烧飞灰和脱硫石膏组成胶凝材料，研究随矿渣掺量变化，胶凝材料对垃圾焚烧飞灰重金属的固化效果。结果表明：随着矿渣替代水泥量的增大，净浆试块抗压强度呈现先增大后减小的趋势；当飞灰掺量为20%、矿渣掺量为70%、脱硫石膏掺量为10%时制成的净浆试块，在温度为35 ℃、湿度为95%下养护28 d，试块的抗压强度达到47 MPa，重金属元素Cr、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn的浸出浓度均低于饮用水标准；对Pb、Cr的固化效果明显优于纯水泥胶凝体系。XRD和FT-IR检测表明：该矿渣基胶凝材料水化生成的主要产物有钙矾石、C—S—H凝胶和水铝钙石，水化产物对重金属离子有良好的包裹作用。矿渣基胶凝体系比水泥基胶凝材料体系在固化垃圾焚烧飞灰重金属方面优越性明显。