化学固沙材料研究进展

简要介绍了土地沙漠化的基本情况以及几种主要的固沙方式，较系统的介绍了现阶段国内外化学固沙材料的研究现状与存在的问题，最后提出了新型有机—无机复合固沙材料。     

张家口公路以及行车安全防风固沙设计参数的数值模拟

为了研究适应于张家口地区地公路气候环境、地质条件等因素下的新型防风固沙模式,以保障侧风作用下的行车安全,结合当地地貌等条件采用不同孔隙率的防风栅栏作为防风固沙的第一层保障,固沙砖作为屏障的联合固沙形式.通过模拟软件ANSYS FLENT,模拟出流场中的风速云图以及风速矢量图,分析孔隙率分别为0％、20％、40％的防风栅...     

膨胀珍珠岩保温材料的制备与性能

目的研究膨胀珍珠岩保温材料的制备工艺,解决传统珍珠岩保温材料吸水严重等问题．方法以膨胀珍珠岩为主要原料,添加无机-有机胶黏剂,用40mm×40mm×120mm模具在SVC-4500VA压力机上模压成型,在干燥设备内烘干制得试样．测试其导热系数、抗压强度、憎水率等性能,初步探索制作工艺．结果试验表明在胶黏剂掺量为7％～10％,成型压力为0．36MPa时,试样的导热系数为0．058W／（m·K）,抗压强度为0．4MPa,憎水率为98％,防火等级为A级,符合GB／T5464—2010／ISO1182：2002中的规定．结论胶黏剂的掺量是制备试样强度的主要因素,随着胶黏剂掺量的增加,试样的强度和导热系数均逐渐增加;随着胶黏剂中有机组分的增加,试样的憎水率逐渐提高;在一定范围内,试样的导热系数随着成型压力的增加而降低,当超过某一阈值时,随压力的增加而增大．     

利用淤泥和秸秆制备蓄水用轻集料的研究

以淤泥为原料,秸秆为造孔剂,废弃玻璃粉作为高温液相促进剂,硅酸钠作为塑性增强剂,高温烧结制备蓄水用轻集料。测试了轻集料的蓄水性能,用XRD分析了试样在烧结时的物相变化,用SEM分析了烧结温度对试样内部结构的影响。结果表明:用淤泥制备蓄水用轻集料时,最合适的秸秆掺量为30%,废玻璃粉为2.5%,硅酸钠为0.5%,在900℃下烧结20min,所得样品蓄水率达到80%以上。随着烧结温度的提高和保温时间的延长,蓄水材料的吸水率逐渐减小,抗压强度逐渐增加。XRD分析显示烧结试样中主要晶相为石英、钙长石和硅酸三钙。SEM分析表明烧结温度升高使得试样内部结构变得致密。     

粉煤灰-矿渣复合基地质聚合物力学性能的影响因素

地质聚合物作为一种新型的绿色胶凝材料,与硅酸盐水泥相比,地质聚合物具有环境友好、耐高温、耐久性好等优点.本实验采用工业固体废物粉煤灰和矿渣,配以石英砂和碱硅酸盐激发剂,制备得到地质聚合物材料.以制品抗压强度为指标,研究了粉煤灰与矿渣复合比、碱硅酸盐激发剂的模数与固含量、以及液胶比对地质聚合物性能的影响规律.结果表明:随着粉煤灰占总胶凝材料比例的增加,体系中CaO的含量降低,地质聚合物的抗压强度逐渐降低;当碱硅酸盐激发剂固含量为32%时,地聚物抗压强度随其模数的增大表现为先增大后减小,当模数为1.2时,试样7d抗压强度达到94.9 MPa;对于液胶比,随液胶比的增大,地聚物的抗压强度先增大后减小,液胶比为0.48时,抗压强度最大.     

激发剂在尾矿固化中的应用研究

以采用工业粉状废物为主要原料配制的无水泥固结剂对细粒铁尾矿膏体进行固化处理,以三乙醇胺、氯化钙、水玻璃为激发剂来提高固结剂的活性,重点研究这3种激发剂在单掺或复掺时对固结体抗压强度的影响。结果表明,激发剂单掺时,水玻璃的激发效果要明显优于三乙醇胺和氯化钙,水玻璃掺量为0．75％时,其激发效果最好,固结体7 d抗压强度比不掺激发剂时提高了29％;水玻璃与三乙醇胺复掺时的激发效果最优,当水玻璃掺量为0．75％、三乙醇胺掺量为0．035％时,固结体7d抗压强度达到1．4MPa,比单掺水玻璃时提高了16％。     

碱当量对铜渣基透水混凝土性能的影响

以磨细铜渣为活性材料、水玻璃为激发剂、偏高岭土为掺和料、玄武岩为骨料,研究了铜渣基透水混凝土的性能。调整激发剂的碱当量,按照体积法配制不同碱当量的铜渣基透水混凝土,分别对试样进行单轴抗压强度、透水系数和连续孔隙率测试。当碱当量为4%～10%时,铜渣基透水混凝土的连续孔隙率和透水系数随着碱当量的增加而减小,透水性能满足规范要求;相反,试样的单轴抗压强度随着碱当量的增加而增加,28 d最大抗压强度达到10.01 MPa。     

不同钙质原料对干式振动料性能的影响

采用新型环保复合结合剂和引入无水化钙质材料（石灰石、白云石、消石灰等）作为CaO源原料,研究开发环保型抗水化镁钙质干式料。结果表明,钙质原料的种类、粒度和数量对干式料性能影响很大。加入部分石灰石颗粒,采用环保型结合剂可制得具有较好物理性能的干式料,其中粒度为3～1mm和1～0mm的石灰石加入量分别为5％和30％时,试样获得了较好的综合性能,是一种理想的CaO源材料。     

复相凝水膨胀材料充填性能影响因素实验研究

复相凝水膨胀材料是一种新型矿山充填材料。以复相凝水膨胀充填材料的抗压强度、非固相体积率、膨胀率和表征耐水性能的强度损失率为主要研究对象,通过单因素实验法、随机实验法等,调整外加剂的掺量,研究了各外加剂掺量分别对复相凝水膨胀充填材料充填性能的影响规律以及外加剂复合作用下复相凝水膨胀充填材料充填性能的变化规律。以随机实验法所获得的大量实验数据建立3D可视化模型,对多因素复合作用下复相凝水膨胀充填材料的充填性能变化规律进行了研究,并采用多项式逼近法建立了不同充填性能对应的多元非线性回归模型。结果表明：随着非晶相凝水剂（SAP）掺量的增加,充填体抗压强度和耐水性能逐渐降低;增加气相引入剂（GPA）的掺量能显著增加充填料浆的膨胀率,但会降低充填体的强度和耐水性;增大表面疏水剂（HA）掺量能降低充填体的强度损失率;复相凝水膨胀材料的3 d抗压强度性能受GPA掺量的影响最大,非固相体积率性能主要受SAP掺量的影响,膨胀率性能主要受GPA掺量的影响,强度损失率主要受HA掺量的影响。     

无碱无氯液体速凝剂的性能及其作用机理

对实验室制备的一种新型无碱无氯液体速凝剂进行了凝结时间、抗压强度等宏观性能的检测,并利用XRD、SEM等现代测试手段进行了微观机理分析.结果表明,当速凝剂掺量为4.0％～6.0％时,试样凝结时间、1d抗压强度及28 d抗压强度比均满足JC477-2005《喷射混凝土用速凝剂》标准的要求;同时,速凝剂掺量为4.0％～4.5％时,试样后期(28 d)强度基本不损失;速凝剂的掺入加快了水泥早期水化,消耗了大部分水泥水化生成的氢氧化钙,同时生成大量结晶程度良好的钙矾石晶体,促进早期强度的发展.     

C40特细砂混凝土和易性和抗压强度研究

利用邯郸当地的原材料制备C40特细砂混凝土,采用正交设计方法,试验研究了水胶比、粉煤灰取代率、砂率对特细砂混凝土28d抗压强度及和易性的影响。结果表明,粉煤灰取代率是影响混凝土28d抗压强度的最主要因素,砂率是影响混凝土和易性的最主要因素;适当的粉煤灰取代率能提高混凝土28d抗压强度;随着砂率的增加,塌落度大幅下降而强度略有降低;水胶比为0．45,粉煤灰取代率为10％,砂率为30％,通过添加1．2％的高效减水剂可配制出28d强度达59．1MPa、塌落度为60ram的混凝土。     

盾构隧道同步注浆浆液配合比优化设计

盾构法施工过程中,盾尾同步注浆对控制隧道轴线上浮和地面沉降起着至关重要的作用.为使盾构隧道同步注浆浆液具有较好的工作性能,选用水泥、粉煤灰、膨润土、砂、水作为原材料,采用正交设计的方法进行试验,探讨了浆液各原材料对浆液稠度、凝结时间、泌水率、7d抗强度等指标的影响规律及同步注浆浆液配比的优化方向.试验表明:水泥是影响凝结时间和抗压强度的主要因素,水泥的加入能够缩短凝结时间、增大抗压强度和降低泌水率;粉煤灰能改善浆液和易性;膨润土有增稠、保水的作用,能提高浆液稳定性,但掺量要控制在一定范围内;砂作为浆液骨料起填充作用,主要影响浆液稠度,砂的用量与浆液稠度大小呈反比趋势;水是影响泌水率的主要因素,用水量增加导致浆液泌水率、稠度增大,凝结时间变长.最优的配合比为:水泥∶粉煤灰∶膨润土∶砂∶水为160∶400∶50∶830∶360,制备的浆液稠度为11~12cm,凝结时间为10~13h,泌水率不高于3%,7d抗压强度不低于2MPa.     

自悬浮与普通支撑剂裂缝导流能力实验研究

开展了自悬浮支撑剂与“支撑剂+携带液”裂缝导流能力对比实验研究,并进行了机理分析。结果表明,无论是自悬浮支撑剂还是“支撑剂+携带液”,随闭合压力增加,裂缝导流能力均减小。随填砂浓度增加,裂缝导流能力均增加。与石英砂相比较,陶粒抗压和裂缝导流能力明显较高。聚合物类携带液一方面可以增强支撑剂抗压能力,降低破碎率,进而增加裂缝导流能力。另一方面,携带液在支撑剂颗粒间隙中会发生滞留,致使渗透率减小,这会降低裂缝导流能力。因此,最终裂缝导流能力是渗透率和破碎率共同作用的结果。与“支撑剂+携带液”相比较,自悬浮支撑剂破碎率略高,对裂缝导流能力未造成明显影响。由此可见,自悬浮支撑剂加工过程中并未对支撑剂抗压能力和裂缝导流能力造成影响。     

复配型环氧树脂地层灌浆材料的研制

针对内蒙古某煤矿巷道岩石遇水粉化的实际问题，研制了一种新型的复配型环氧树脂作为地层灌浆材料，考察了固化剂、稀释剂、填料等对抗压强度的影响且进行了优化配比。结果表明，研制的灌浆材料抗压强度大于2MPa，固化时间在2h以内，固化后遇水强度有所增加，能较好地解决该矿岩石遇水粉化的突出问题。当酚醛胺与低分子聚酰胺比例为2：1时，固化效果较好；选用糠醛丙酮作稀释剂，当其用量大约为环氧树脂的l0％时，对凝固时间影响不大且可降低浆液的粘度，提高浆液的可灌性；当细砂、水泥、乳化环氧树脂的比例为1．5：1：1时抗压强度最大。     

早强剂复配和砂的级配对超早强灌浆料性能影响

目的探讨硫酸钠、三乙醇胺和早强组分A复合对超早强灌浆料终凝时间、抗折强度和抗压强度等性能与结构的影响.为实际工程中的应用提供理论依据.方法对石英砂的级配进行了较系统的研究.采用行星式搅拌机将原材料搅拌均匀,用贯入阻力法测定凝结时间,用水泥压力试验机测试力学强度,用电子显微镜分析砂胶比1.0的微观结构.结果单掺0.05%三乙醇胺,0.8%硫酸钠或0.1%早强组分A,超早强灌浆料的各项指标基本满足要求.将硫酸钠、三乙醇胺和早强组分A按合理比例复合;石英砂的最佳质量级配为5∶5∶2,且砂率范围1.0~1.5;超早强灌浆料的终凝时间为50~60 min,初始流动度大于320 mm,0.5 h流动度大于280 mm,2 h抗压强度达35.6 MPa,1 d抗折大于12 MPa,28 d抗压强度大于90 MPa.结论采用砂的最佳级配,将硫酸钠、三乙醇胺和早强组分A复合掺入后,胶凝材料的水化早期的水化程度的增幅最大,后期保持稳定增长.提出复合早强剂最佳配比和砂的最佳级配.     

用水量对胶凝砂砾石抗压强度的影响

胶凝砂砾石材料是一新型筑坝材料,拥有广阔的发展前景。用水量是影响胶凝砂砾石强度的重要因素。通过抗压强度试验分析用水量对胶凝砂砾石抗压强度的影响,得出:最优用水量随胶凝材料掺量的增大而增大,随砂率的增大而增大,最优用水量为85~125 kg/m~3;最优水胶比随胶凝材料用量的增加而减小,随龄期的增加呈减小的趋势,最优水胶比为0.95~1.35。用水量对抗压强度的影响仅次于水泥用量,在施工过程中,应将其作为胶凝砂砾石材料的一项重要参数来控制,以保证胶凝砂砾石材料的性能。     

基于砂率的富含砖粒再生混凝土基本性能试验研究

为探究富含砖粒再生混凝土阻尼性能、抗压及劈裂强度与砂率的关系,选用全再生富含砖粒粗骨料,以砂率为研究参数,设计制作砂率为25%～50%的6组不同配合比再生混凝土梁、抗压及劈裂试件。通过试验研究砂率对富含砖粒再生混凝土梁阻尼性能、抗压及劈裂强度的影响规律。研究结果显示,随砂率的增大,富含砖粒再生混凝土抗压及劈裂强度均减小,而阻尼比随砂率的增加先增大而后略有降低。     

抗渗抗冻混凝土的配合比设计及应用研究

利用膨胀剂、引气剂型高效减水剂、河砂、水泥、碎卵石、粉煤灰、矿粉等原料,配制出了C 30P8F200混凝土。C30P8F200混凝土在很多冷却塔的施工中被广泛应用,经多次试验,其抗压强度、抗渗性能、抗冻性能、均能达到理想效果,且能满足施工技术要求。     

稻草纤维增强泡沫混凝土物理力学性能试验研究

为了研究稻草纤维增强泡沫混凝土的性能,以普通硅酸盐水泥为主要胶凝材料,硅灰、偏高岭土和粉煤灰为辅助胶凝材料,稻草纤维为增强材料,采用物理发泡法制备纤维增强泡沫混凝土;通过全因子试验,研究在不同水胶比和发泡剂掺量下,稻草纤维掺量对泡沫混凝土的密度、吸水率、抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和抗冻性能的影响。结果表明：对于不同水胶比和发泡剂掺量,泡沫混凝土的密度、抗压强度和劈裂抗拉强度均随纤维掺量的增加呈现出先增加后降低的变化规律;抗压强度随密度增加呈幂函数增加关系;劈裂抗拉强度随抗压强度的增加呈指数函数增加关系;当水胶比为0.45时,抗折强度随纤维掺量的增加先增加后降低,当水胶比为0.50时,抗折强度随纤维掺量的增加而增加;纤维的掺入增大了泡沫混凝土的泡孔尺寸和吸水率,降低了其抗冻性能。     

再生砖骨料混凝土架构模型试验研究

通过试验研究水灰质量比、粒径级配、再生砖骨料和砂体积分数对混凝土抗压强度的影响以及灰砂质量比对水泥石抗压强度的影响,分析骨浆体积比、灰砂质量比、再生砖骨料和砂体积分数对混凝土架构贡献强度的影响. 结果表明,再生砖骨料混凝土的抗压强度随着水灰质量比的减小而增大,当骨料粒径为19~26.5 mm时抗压强度达到最大值;当再生砖骨料体积分数为30%~43.2%时,混凝土抗压强度和再生砖骨料构架贡献强度都随着再生砖骨料体积分数的增大而增大,且都随着砂体积分数的增大而增大;当灰砂质量比为0.33~1.33时,水泥砂浆试件的抗压强度随着灰砂质量比的增大而增大;当再生砖骨料体积分数为40%和43.2%时,灰砂质量比与再生砖骨料架构贡献强度以及骨浆体积比与再生砖骨料架构贡献强度均高度线性相关;再生砖骨料架构贡献强度高于混凝土强度,主要集中在再生砖骨料体积分数为40%~43.2%,特别是再生砖骨料体积分数为43.2%、砂体积分数为18%~26%.