硫铝酸盐水泥基预拌流态固化土固化剂性能的研究

以硫铝酸盐水泥和二水石膏为原材料制备了预拌流态固化土固化剂,以强度、体积膨胀率和成本为指标进行同化剂配选。以胶土比1∶9制备固化土试样,进一步研究了硫铝酸盐水泥与二水石膏的比例对固化土抗压强度和体积稳定性的影响。结果表明,固化剂胶砂的抗压和抗折强度均随硫铝酸盐水泥掺量的增加先提高后降低再提高。硫铝酸盐水泥掺量的增加有利于固化土试样抗压强度和体积稳定性的改善。硫铝酸盐水泥与二水石膏最优配比为7∶3,采用该固化剂制备的固化土试样28 d体积收缩率为0.08%,抗压强度为1.3 MPa。     

生态型超高性能混凝土的制备、流动性能与力学行为

系统研究了掺合料掺入方式、砂胶比、纤维掺量对超高性能混凝土流动性能和力学行为的影响规律。通过二元、三元复合工业废渣,大掺量取代水泥;普通砂取代细石英砂;掺入短切钢纤维,优化基体组成,在普通成型和标准养护条件下,制备出了抗压强度200MPa的生态型超高性能混凝土(ECO-UHPC)。研究表明:配比为50%水泥、10%硅灰、10%粉煤灰、30%矿渣,胶砂比1:1.2,纤维体积掺量3%优于其它配比,抗压强度达到200MPa,抗折强度达到55MPa。本研究以期对生态型超高性能混凝土(ECO-UHPC)的实际工程应用有参考和指导作用。     

低碱度生态型人工鱼礁胶凝材料的初步研究

利用以高炉水淬矿渣为主要原料的胶凝材料试验制作了人工鱼礁,并初步评价了人工鱼礁的实际应用效果.通过配比优化实验,最终选定材料配比为矿渣(80％):石膏(10％):水泥熟料(10％):减水剂(1％),胶砂试块3d抗压强度40MPa,28d抗压强度60MPa以上,满足人工鱼礁强度要求,同时,制作出的鱼礁海洋相容性良好,有大...     

盾构法粉细砂渣料配制同步注浆材料及改性研究

依托福州地铁项目，采用盾构粉细砂渣料等质量取代河砂制备同步注浆材料，研究了水胶比、胶砂比、膨水比及粉灰比对注浆材料性能的影响。结果表明：随粉细砂取代率的增大，同步注浆材料性能逐渐劣化；对粉细砂同步注浆材料稠度的影响顺序为：水胶比>胶砂比>粉灰比>膨水比、对抗压强度的影响顺序为：水胶比>胶砂比>膨水比>粉灰比；当水胶比为0.75、胶砂比为0.6、膨水比为0.18、粉灰比为3时，其初始及1 h稠度分别为124、115 mm，初始及1 h流动度分别为235、225 mm，泌水率为2.0%,3、28 d抗压强度分别为0.9、2.9 MPa，满足现场施工需求。     

石膏试件的力学特性研究

本文通过单轴压缩试验和巴西劈裂试验研究了膏水比(石膏质量和水质量比值)、缓凝剂掺量(缓凝剂质量和石膏质量的比值)和养护时间对石膏单轴抗压强度、抗拉强度和初凝时间的影响。试验结果表明,随着膏水比和养护时间增加,石膏单轴压缩强度和抗拉强度增加,石膏试件的脆性破坏特性越明显;缓凝剂能有效延长石膏试件的初凝时间,但同时会导致石膏试件强度降低;养护温度和湿度对石膏强度和凝结特性的影响比较明显,试验中需要控制试件的养护条件。本试验可为后续岩体物理模型试验相似材料选取材料配比,并为相关石膏试验提供一定的参考经验。     

蒸汽养护下GBFS代砂高性能水泥基材料宏微观分析

通过试验测定了蒸汽养护下不同龄期粒化高炉矿渣(GBFS)代砂高性能水泥基材料的抗压强度及孔隙结构特征,分析了抗压强度与空气含量、气泡平均弦长、间距系数和比表面积的关系。结果表明:石英砂高性能水泥基材料抗压强度略大于GBFS代砂高性能水泥基材料,但GBFS代砂高性能水泥基材料7~28 d的抗压强度增长速率要大于石英砂高性能水泥基材料。不管是GBFS代砂高性能水泥基材料还是石英砂与混合骨料高性能水泥基材料,空气含量、气泡间距系数和平均气泡弦长均与抗压强度呈现负线性相关;且在抗压强度与抗折强度相同时,GBFS代砂高性能水泥基材料的分形维数要大于石英砂高性能水泥基材料。粒化高炉矿渣骨料-胶凝材料过渡区要比石英砂胶凝材料过渡区更为致密,这是由于在过渡区产生新的水合物,且填补了过渡区的空隙。     

硫铝酸盐水泥-铝酸盐水泥-石膏三元复合体系配制超早强材料的研究

首次选用硫铝酸盐水泥-铝酸盐水泥-石膏三元复合体系辅以多种助剂成功研制出高性能超早强材料.对不同胶砂比的五个配合比进行了较系统的研究,同时分析了高胶砂比配合比的微观结构.结果表明:该体系辅以多种助剂采用高胶砂比可以配制出2h抗压强度达42.6 MPa,28d抗压强度达92.3 MPa,24h抗折强度达14.8 MPa的超早强材料,后期强度不倒缩,90d抗压强度达104.6 MPa,且具有自身微膨胀功能;该体系后期SEM微观结构显示晶形生长完好、结构致密.     

磷石膏基尾矿胶结充填材料研究

以磷石膏、固硫灰为主要材料，水玻璃为碱性激发剂，尾矿为细骨料，制备了磷石膏基尾矿胶结充填材料。围绕胶结充填材料的流动性、泌水性、力学性能、体积变形性能，研究胶凝材料、胶砂比、质量浓度对充填材料性能的影响，通过X射线衍射分析和扫描电镜分析研究其水化产物组成及微观形貌。结果表明：当胶结材料配比为磷石膏∶固硫灰∶水泥熟料=30∶63∶7，外掺水玻璃1.1%，胶砂比1∶2，质量浓度为78%时，成本较低，其工作性能良好，7、28 d无侧限抗压强度分别为1.06、4.48 MPa。     

高铝水泥对脱硫建筑石膏的改性研究

研究了高铝水泥对脱硫建筑石膏的标准稠度用水量、凝结时间及力学性能的影响,并结合复合胶凝材料的微观结构进行了机理分析。试验结果表明:高铝水泥的添加减小了脱硫建筑石膏的标准稠度用水量,延长了凝结时间,并且提高了试件的力学性能和耐水性。当掺量为20%时,试件的28 d抗折、抗压强度分别为6.03、11.05 MPa,比纯石膏提高了99.67%和80.56%,软化系数达0.70,比纯石膏提高了59.09%。通过微观表征可知,掺入高铝水泥后,石膏晶体表面生成了强度高且不溶于水的C-S-H凝胶和钙矾石,这是高铝水泥能提高脱硫建筑石膏力学强度和耐水性的原因。     

带水施工修补材料研发及其在渗水路面修补中的应用

为解决渗水路面修补存在的工序复杂、工期长、施工质量不佳等问题，研发了一种可带水施工、耐水性好、强度高、固化快的改性树脂类胶黏剂，并以其为胶结料与由中砂、瓜米石组成的骨料复合形成快速修补材料（SER）。对SER与浸水水泥混凝土基面的粘接强度及耐久性、抗压强度、抗折强度等进行研究。结果表明，SER对浸水混凝土基面的粘接强度达3.12MPa，且破坏形式为混凝土破坏；80℃水煮14d后，SER对浸水混凝土基面的粘接强度仍达2.79MPa，破坏形式仍为混凝土破坏；SER在23℃下养护3h的抗压强度为21.6MPa，抗弯拉强度为5.4MPa，均显著大于水泥混凝土。     

高延性水泥基复合材料抗压强度尺寸效应的正交试验研究

高延性水泥基复合材料(ECC)具有准应变硬化和多裂缝开展的性能,能够明显改善混凝土结构的抗震性能和耐久性。通过对32组192个试件进行抗压强度正交试验,研究ECC材料的立方体受压破坏过程,研究水胶比、纤维掺量、粉煤灰掺量和砂胶比4种因素对ECC立方体抗压强度尺寸效应的影响。试验结果表明:聚乙烯醇PVA纤维掺量增大,ECC抗压韧性明显提高;水胶比和纤维掺量是影响ECC抗压强度和尺寸效应的主要因素;水胶比增大,ECC抗压强度降低,尺寸效应系数增大;纤维掺量增大,试块抗压强度增大,尺寸效应系数增大。抗折试验表明,随着纤维掺量的增加,ECC材料的抗折强度显著提高。     

全尾砂新型胶凝材料的胶结作用

以水淬高炉矿渣为主要材料,石灰加脱硫石膏为复合激发剂,添加少量外加剂,制备了全尾砂新型胶凝材料.探讨了不同掺量复合激发剂对全尾砂新型胶凝材料充填体抗压强度的影响;通过X射线衍射分析和扫描电镜分析研究了全尾砂新型胶凝材料水化产物的组成和微观形貌.结果表明：当全尾砂新型胶凝材料中石灰、脱硫石膏、外加剂、水淬高炉矿渣的掺量（质量分数）分别为40%,17.5%,0.5%,78.0%,胶砂比（质量比）为1∶8,充填料浆浓度（质量分数）为68%时,全尾砂新型胶凝材料充填体28d抗压强度可达到3.09MPa,是充填料浆浓度、胶砂比和外加剂掺量相同条件下42.5R水泥充填体28d抗压强度的7.2倍.在全尾砂胶结充填中全尾砂新型胶凝材料能完全取代水泥作为胶凝材料.全尾砂新型胶凝材料的主导水化产物为AFt晶体和无定形C S H凝胶.     

低能耗石膏复合胶凝材料的制备及性能研究

以脱硫石膏和氟石膏为主要原料,开发高强度低能耗石膏复合胶凝材料;通过对脱硫石膏、氟石膏、矿渣粉及外掺激发剂配合比的试验研究,确定石膏复合胶凝材料配比及养护条件。结果表明,按照脱硫石膏40%、氟石膏40%、矿渣粉20%、生石灰2%(外掺)配比制备的石膏复合胶凝材料在标准养护条件下,其28 d抗压强度可达到35.3 MPa。     

表面改性废旧轮胎橡胶粉对水泥胶砂力学性能的影响

为解决废旧轮胎橡胶粉与水泥等材料的融合能力差和掺入水泥胶砂中会导致试件强度降低等问题,选用司班40(山梨糖醇酐单棕榈酸酯)对废旧轮胎橡胶粉进行表面改性。通过水泥胶砂力学性能试验和微观角度分析,研究了不同粒径和掺量的改性、未改性橡胶粉对不同龄期水泥胶砂的抗折强度和抗压强度的影响。结果表明:水泥胶砂试件强度随橡胶粉掺量的增加而减小,且抗压强度的减小幅度大于抗折强度;改性橡胶粉的亲水性明显增强,表面更圆润、连续,与水泥胶砂的融合能力有所提高;改性橡胶粉水泥胶砂试件的抗压强度和抗折强度有所提高。     

石灰石粉对高铝水泥性能的影响

研究了石灰石粉对高铝水泥胶砂试件强度及孔结构的影响,分析了石灰石粉在高铝水泥水化过程中的作用.结果表明:高铝水泥胶砂试件抗折强度和抗压强度均随石灰石粉掺量(质量分数,下同)的增加呈现先升高后降低的趋势,各龄期(1,3,7,28d)胶砂试件的抗折强度与抗压强度均在石灰石粉掺量为3%时达到最大值;适量石灰石粉掺入高铝水泥中可生成单碳型水化碳铝酸钙和氢氧化铝,提高胶砂试件的密实度和强度;高铝水泥胶砂试件28d总孔隙率、大孔孔隙率和小孔孔隙率均随石灰石粉掺量的增加呈现先减小后增大的趋势,当石灰石粉掺量为3%时,胶砂试件各孔隙率均最小.     

水泥-石灰石粉胶凝材料在硫酸盐和氯盐共同作用下的腐蚀破坏

采用硫酸钠和氯化钠复合溶液,对水泥一石灰石粉胶砂试件开展了长期浸泡腐蚀试验.测试了试件强度,并用x射线衍射和扫描电镜分析研究了浸泡试件.试验结果表明:在硫酸盐和氯盐共同作用下,水泥-石灰石粉胶砂试件比纯水泥胶砂试件的腐蚀破坏更加严重.其生成产物主要有CaSO4·2H2O,CaCI2以及中间产物CaAI2(co3)2(OH)4·6H2O和氯铝酸钙;水泥-石灰石粉胶砂试件因产生石膏,石膏膨胀造成开裂,从外到里而破坏.腐蚀后期,CaAI2(CO3)2(OH)4·6H2O和氯铝酸钙分解以及CaCI2溶解进一步加剧了腐蚀破坏.     

磷石膏改性生土材料试验研究

磷石膏是生产磷酸的工业副产品,文中采用磷石膏与粉煤灰、石灰及水泥对生土材料进行改性试验,通过浇筑成型制备试块。分别探究了单掺、双掺及复掺情况下对不同龄期试件的无侧限抗压强度的影响。结果表明:单掺水泥时,改性生土材料强度随掺量的增加而提高;复掺10%水泥,5%磷石膏时,改性生土材料抗压强度达到4.21MPa;复掺10%水泥,5%磷石膏,20%粉煤灰和5%石灰时,改性生土材料强度达到4.50MPa。磷石膏,粉煤灰和石灰的掺入能使得生土材料的抗压强度增大,经济效益提高。     

高强套筒灌浆料的制备及性能研究

研究了水胶比、胶砂比、矿物掺合料及纳米材料对高强套筒灌浆料性能的影响。结果表明,随着水胶比的减小、胶砂比增大,高强套筒灌浆的初始及30 min流动度降低,各龄期抗压强度提高;氧化石墨烯对套筒灌浆料的流动性影响最小,抗压强度提高最明显。高强套筒灌浆料的优化配合比为:胶凝材料由85%水泥+2%石膏+3%粉煤灰+5%精细沉珠+5%硅灰组成,水胶比为0.08,胶砂比为1.86,聚羧酸减水剂、HPMC、硼酸掺量分别为胶凝材料质量的0.55%、0.12%、0.10%,氧化石墨烯掺量为0.3%。此时制备的高强套筒灌浆料的56 d抗压强度达到141.62 MPa。     

富水砂层盾构高性能同步注浆材料组成设计优化

研制了一种适用于富水砂层的高性能注浆材料,分析了水胶比、胶砂比对浆液性能的影响,并检验了高性能注浆材料的工程适用性。结果表明：水胶比为0.45、胶砂比为0.6的浆液具有强度高、易泵送、泌水率小、结石率高、抗水分散性较好等特点,使用该配比浆液的施工段沉降值与普通施工段相比减小了10 mm以上;随着水胶比和胶砂比的增大,注浆材料的湿表观密度逐渐减小;而水胶比增大能增大浆体的稠度,但其稠度更容易损失;随着胶砂比增大,注浆材料的稠度增大,且凝结时间呈逐渐延长的趋势;注浆材料的抗压强度随胶砂比的增大而逐渐提高。     

磷石膏-粉燥灰-石灰-水泥胶凝体系性能研究

利用正交试验获得磷石膏-粉煤灰-石灰-水泥胶凝体系的优化配合比为m(磷石膏):m(生石灰):m(水泥):m(粉煤灰)=40:15:10:35.并通过XRD、SEM微观分析手段和试件强度探讨了养护制度对胶凝体系性能的影响.结果表明,该胶凝体系在90℃下蒸养10 h,然后自然养护,28 d抗压强度达36.0 MPa,凝结时间正常,耐水性良好.胶凝体系强度随养护温度的升高而增大,尤其在70～90℃,强度增加更明显.90℃下,胶凝体系强度随蒸养时间的增加而增大,此温度下蒸养13 h所得制品7 d抗压强度达34.1MPa.