矿粉/偏高岭土对天然水硬性石灰早期性能的影响

天然水硬性石灰(NHL) 在古建筑修缮工程中的应用效果是水泥和传统气硬性石灰所无法比拟的,但早期性能发展偏慢的特性使其应用受限。本文研究了矿粉/偏高岭土改性NHL早期硬化过程中物理力学性能、水化放热特性、物相组成和转变以及微观结构演变过程,系统地评估了矿粉/偏高岭土对NHL基材料早期性能发展的影响。结果表明:矿粉可以改善NHL基砂浆的流动性;矿粉/偏高岭土通过火山灰反应生成水化铝酸钙(C₃AH₆)、水化碳铝酸钙(C₄A?H₁₁) 以及水化硅酸钙(C—S—H),可促进NHL基材料凝结硬化、显著提高其抗压及抗折强度。本研究为推动火山灰质材料复合NHL在古建筑修复工程中的应用提供参考。     

煅烧制度对高岭土活性及地聚物性能的影响

采用比表面积测试、活性铝含量测定、TG/DSC、XRD和分析测试手段表征煅烧制度对高岭土理化性质和微观结构的影响,揭示煅烧活化高岭土的相关活化机理。采用煅烧后的高岭土为原料制备地聚物样品,以抗压强度评价煅烧制度对地聚物性能的影响。结果表明：高岭土在600~900℃煅烧2 h后,大量羟基被脱除,晶体结构崩塌,煅烧产物为非晶态偏高岭土;在800℃煅烧4 h后,高岭土比表面积和活性硅、铝溶出率均达到最大值,具有较高的反应活性,由其制备的地聚物试样3 d抗压强度达到最大30.22 MPa,高岭土的煅烧制度对地聚物性能具有较大影响;地聚物抗压强度与高岭土中活性铝含量呈正相关。     

偏高岭土在我国的潜在应用

由于偏高岭土具有优良的胶凝性和火山灰活性，因此可以用于制备地聚合物材料。简要叙述了偏高岭土的制备过程，以及在国内外的研究现状，还详细阐述了地聚合物材料的聚合机理、特点、性质及应用领域，并指出在我国研制开发地聚合物材料的必要性     

偏高岭土活性铝浸出试验研究

本研究用偏高岭土为宜昌焙烧煤系高岭土。偏高岭土中活性铝具有火山灰活性并影响其应用潜能。探讨了影响活性铝溶出率的工艺因素,如焙烧温度、保温时间、浸出压力与时间、浸出质量分数与固液比。结果表明：煤系高岭土800℃焙烧3 h得到偏高岭土,浸出压力175.61 kPa、浸出时间60 min、盐酸质量分数15%、固液比100 g/L时,铝溶出率最高达到41.64%。该研究对于偏高岭土规模用于塑料、玻纤、水泥等大宗填料行业具有指导意义。     

煅烧煤系高岭土和硅粉用于混凝土的对比试验

用煅烧煤系高岭土细粉按一定比例等量取代水泥配制C50高性能混凝土,系统研究了硬化混凝土的力学性能和耐久性能。用工程常用的活性掺合料硅粉作平行试验进行对比,探讨煅烧煤系高岭土细粉代替硅粉用作混凝土活性矿物掺合料的可行性。试验结果表明,经700℃热处理得到的煅烧煤系高岭土具有相当高的水化活性,当掺量同为10%时,掺煅烧煤系高岭土混凝土具有良好的力学性能和耐久性能,而且其对混凝土抗折性能的增强效果优于硅粉。     

偏高岭土对巷道底板复合锚固材料性能影响试验研究

预应力锚索锚注技术是解决巷道应力型底鼓的有效途径，然而现有锚固材料的锚固强度不能满足施工要求，因此，改善锚固材料的力学性能是底鼓治理技术的研究重点。基于偏高岭土提高无收缩灌浆料工作性能的能力，研究了不同配比的偏高龄土对高强无收缩灌浆料的化学作用，分析了偏高龄土掺量对复合材料试件抗压强度、吸水率、孔隙率、凝结时间的影响，以及复合材料抗酸碱性能和破坏形式。结果表明，复合底板锚固材料的吸水率和孔隙率更好；复合材料对碱性溶液抗腐蚀性优于对酸性溶液的抗腐蚀力；偏高岭土的掺量为0.3%、水灰比为0.2时，改善灌浆料性能的效果最佳，28 d抗压强度达到了88.05 MPa,与不添加偏高龄土相比，抗压强度增加了25.73%。研究成果对巷道底板锚固材料的研发有重要的指导意义。     

偏高岭土混凝土的耐久性与水化特性分析

为了得到不同偏高岭土掺量对混凝土物理、力学性能和水化特性的影响,开展了偏高岭土混凝土的基本物理力学实验和混凝土的水化性能实验。结果表明:适当掺加偏高岭土来代替混凝土水泥掺料,可以较好地提升混凝土的力学性能和工作性能。但是随着偏高岭土掺量的不断增大,混凝土内部的水泥含量会减少以及混凝土内部的化学结合水量减少。使得其水化放热量和放热速率均减小以及水化反应生成的氢氧化钙含量减少。通过结合偏高岭土水化后XRD图谱分析可知,在偏高岭土掺量为15%时钙矾石XRD图谱峰值最显著。这和前期得到混凝土力学性能达到较佳的偏高岭土掺量一致。      

高岭土尾砂制备混凝土活性掺合料的试验研究

高岭土尾砂是高岭土矿精选后产生的固体废弃物。采用机械球磨机以及添加化学活性激发剂对高岭土尾砂活化后作混凝土掺合料的可行性进行了初步研究。结果表明添加化学活性激发剂再细磨能够使尾砂活性得到显著提高,激发剂中含有CaO,Ca(OH)2为必要条件,含有硫酸盐Na2SO4,CaSO4为充分条件;混凝土中用20%～30%活化后的尾砂超量取代10%～20%水泥,在不影响混凝土流动性的情况下,取代后与取代前的混凝土28 d抗压强度比达97%。该方法不仅可减少水泥用量,降低工程造价,还能使尾砂变废为宝,减少占地及环境污染,具有显著的经济效益与社会效益。     

偏高岭土对水泥土强度影响的试验研究

通过对7 d、14 d、28 d龄期下5种不同偏高岭土掺量的水泥土试块进行无侧限抗压强度测试,分析了山西煤系偏高岭土对水泥砂土抗压强度的影响规律,并借助水泥活性矿物掺料增强效应统计模型分析了水泥土强度增强效应因子变化规律。结果表明：在一定掺量范围内,偏高岭土可部分替代水泥,以减少环境污染,提高水泥土强度;当胶结材料总量为15%时,3%的偏高岭土掺量最有利于水泥土强度提高;偏高岭土对水泥土早期强度的提高更明显,对后期强度影响较弱。     

偏高岭土对水泥土强度影响的机理研究

通过测试5种不同偏高岭土掺量下水泥土的无侧限抗压强度,发现偏高岭土能够增强水泥土的强度,尤其是偏高岭土掺量为3%时,水泥土强度相比于未掺偏高岭土水泥土的强度显著增长。借助X射线衍射(XRD)测试技术和扫描电镜(SEM)图像分析,研究水泥土的水化产物和微观结构,阐述偏高岭土增强水泥土强度的作用机理,用微观机理解释了水泥土宏观力学特性变化的原因。     

高岭石型硫铁矿烧渣破碎粒度与解离度及磁选效果研究

为了使高岭石型硫铁矿烧渣中的偏高岭石和铁矿物得到高效利用,本实验就高岭石型硫铁矿烧渣在不同破碎粒级下偏高岭石与磁铁矿的解离程度及试样的破碎粒级对磁选分离效果的影响进行了研究。结果表明:高岭石型硫铁矿烧渣破碎到140~160目,磁铁矿和偏高岭石解离度达99%。通过磁选后所得铁精矿产率为36.00%,品位59.32%,铁回收率89.00%;尾矿中偏高岭石产率及其铁含量均随破碎粒度减小而逐渐降低。铁精矿是很好的炼铁原料,而偏高岭石又是很好的水泥混合材和混凝土活性掺合料,具有极高的综合利用价值。     

煤制油炉渣喷射混凝土在巷道支护中的应用

以煤制油炉渣作为骨料替代天然砂石制备炉渣喷射混凝土,通过分析煤制油炉渣基本物理性能确认其可行性,优化炉渣混凝土配合比,掺入粉煤灰,改变可再分散乳胶粉、偏高岭土掺量制得相应的炉渣混凝土,测试炉渣混凝土的黏结性与强度性能,观察炉渣微观形貌以及和水泥形成界面结构。结果表明:煤制油炉渣具有与建筑用砂相似的粒度与物理性能,水灰比为0.25,粉煤灰取代率为10%时强度性能良好。可再分散乳胶粉使炉渣混凝土折压比提高,韧性和黏结性大幅改善。粉煤灰和偏高岭土有利于后期强度的发展。最后得到在优化配合比、添加合适外加剂掺量下制备的较低回弹率和粉尘浓度的C25煤制油炉渣喷射混凝土。     

低水胶比偏高岭土混凝土的强度和细观结构的分形特征

为探明低水胶比偏高岭土混凝土的力学性能,以及定量表征掺入偏高岭土后混凝土内部细观结构的变化规律,测试了不同偏高岭土掺量混凝土的抗压、劈裂和弯折强度;利用扫描电镜拍摄了混凝土水化产物微结构的SEM图像;运用分形理论计算分析了SEM图像的分形维数及其变化规律;并研究探讨了分形维数和强度的关系。研究表明：偏高岭土可以有效提高和改善混凝土的力学性能和细观结构;分形方法能够定量分析偏高岭土混凝土内部细观结构的变化特征,分形维数随着偏高岭土掺量的增加呈现降低趋势;抗压强度和分形维数存在良好的指数负相关性,抗压强度随分形维数的增大而减小。     

煤系高岭土活化及其抗硫酸镁侵蚀性能研究

将煤系高岭土矿样进行焙烧活化,得到高火山灰活性的偏高岭土,对偏高岭土物相变化进行分析,考察偏高岭土抗硫酸镁侵蚀性能,并通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜-能谱仪(FESEM-EDS)研究了抗硫酸镁侵蚀机制.结果表明,煤系高岭土经800℃焙烧活化可完全脱除其结构中的羟基,制得最高活性的偏高岭土.偏高岭土掺和至...     

高铁钛高岭土的煅烧及产物微观结构特征

采用正交试验方法研究了煅烧温度、煅烧时间、冷却方式、高岭土品质对偏高岭土火山灰活性的影响,并用功效系数法对其制备工艺参数进行优选。结果表明:影响高铁钛偏高岭土煅烧活性的因素由大到小顺序为煅烧时间、煅烧温度、高岭土品质、冷却方式。综合考虑经济效益、资源化利用及节能减排,最佳制备工艺参数为:煅烧温度850℃,煅烧时间2 h,空气中自然冷却。利用XRD和SEM对偏高岭土的活化机理进行分析,结果表明,偏高岭土可以改善水泥浆体孔结构,提高水泥浆体组织结构的均匀性与致密性。