碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的性能与硬化浆体结构

为充分利用磷渣和粉煤灰两种工业废渣生产高性能胶凝材料,研究了不同磷渣/粉煤灰配合比的碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料性能,并用扫描电子显微镜和压汞仪分析了硬化浆体的细观结构和孔结构.结果表明:碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的凝结时间正常,在粉煤灰掺量为0～30 %(质量分数)范围内,随粉煤灰的掺量的增加,碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的凝结时间略有延长.与普通硅酸盐水泥相比,碱-磷渣胶凝材料的抗压强度较高,其3d和28d抗压强度分别可达到30.9MPa和98.8MPa,但其抗折强度相对较低.掺加粉煤灰后碱胶凝材料的抗压强度降低,而抗折强度提高.碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的耐蚀性和抗冻性能均显著优于硅酸盐水泥,其干缩比硅酸盐水泥的大.用部分粉煤灰取代磷渣粉可一定程度减小干缩.碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料硬化浆体的结构非常致密,其孔隙率和平均孔径均小于普通硅酸盐水泥硬化浆体.     

碱活性磷渣掺量对水泥浆体性能和结构的影响

本文研究了经混合碱激发活性的磷渣,以不同比例取代水泥制得碱激发矿渣水泥浆体的凝结性能和抗压强度,并用扫描电子显微镜观察其硬化浆体的微观结构。研究表明:随着碱活性磷渣掺量的增加,浆体的凝结时间延长,各龄期抗压强度均下降,其中早期强度降低幅度较大,后期强度降低不明显。当碱活性磷渣掺量为30%时,浆体28d强度和纯水泥浆体的最接近。碱活性磷渣的掺入能有效地改善硬化浆体水化后期的微观结构,主要起到活化作用。     

大掺量超细矿渣粉水泥基胶凝材料的性能与结构及磷石膏的影响

研究了用50%～80%(质量分数,下同)超细矿渣粉和20%～50%的P·Ⅱ42.5水泥配合的胶凝材料的性能及添加磷石膏对其性能的影响.结果表明:用50%～80%超细矿渣粉等量取代水泥,对水泥的凝结时间影响不大,但会较大幅度降低其3 d和7 d的抗压强度和抗折强度:而超细矿渣粉的取代量为50%～60%时,胶凝材料的28d强度与硅酸盐水泥持平甚至超过后者,并可减小胶凝材料的早期收缩:掺加超细矿渣粉量的2%～3%的磷石膏可以较大幅度提高大掺量超细矿渣粉胶凝材料的早期强度,而对其后期强度和干缩性能无不利影响,对大掺量超细矿渣粉胶凝材料硬化后期浆体水化产物和结构也无显著影响.     

碱-磷渣胶凝材料的结构与性能研究

本文研究了以NaOH和硅酸钠溶液激发磷渣制备碱胶凝材料，并对硬化碱磷渣水泥石孔结构及其水化程度进行了研究。结果表明：硅酸钠的激发效果明显优于NaOH,28d的抗压强度比NaOH高约20MPa，并且其28d硬化浆体总孔隙率仅为2.65%，有利于提高其耐久性能。     

原状磷石膏-富镁镍渣基胶凝材料制备及性能评价

磷肥工业废弃物磷石膏和冶金工业废弃物富镁镍渣每年的排放量较大,由于二者具有胶凝活性较低和安定性差等缺点,导致其利用率较低。本文将原状磷石膏和富镁镍渣协同利用制备胶凝材料,研究了磷石膏-富镁镍渣基胶凝材料基础性能。通过对浆体的流动度、硬化体的力学性能,以及28 d吸水率和软化系数进行评价,为原状磷石膏和富镁镍渣协同综合利用提供实验支持。研究结果表明：磷石膏-富镁镍渣胶凝材料硬化体抗压强度28 d强度可达31.7 MPa,且耐水性好吸水率为2.46%,软化系数为0.91。将制得的磷石膏-富镁镍渣基胶凝材料硬化体与32.5普通硅酸盐水泥进行对比,性能相接近。     

基于灰色系统理论的磷建筑石膏基胶凝材料组分优化设计研究

以云南磷石膏为主要原料制备磷建筑石膏基胶凝材料.通过应用灰关联分析法分析磷建筑石膏基胶凝材料的组分(复合硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰、磷建筑石膏)对其绝干抗压强度的影响,确定了掺合料最佳组合为粉煤灰、矿渣硅酸盐水泥、硅灰;并运用多目标智能加权灰靶决策模型综合考虑抗压强度、抗折强度、初凝时间、终凝时间、软化系数、孔隙率六个指标,确定了其最佳配合比.试验表明:当粉煤灰:矿渣硅酸盐水泥:硅灰:磷建筑石膏的配合比为6%:5%:3%:86%时,其综合性能最好,绝干抗压强度为14.11 MPa,抗折强度为2.58 MPa,初凝时间为16 min,终凝时间为43 min,软化系数为0.51,孔隙率为23%.     

磷酸钾镁水泥基材料与硅酸盐水泥混凝土的粘结性能研究

为了研究磷酸钾镁水泥基材料与硅酸盐水泥混凝土的粘结性能,测试了磷酸钾镁水泥基材料浆体的抗压强度,同时测试了磷酸钾镁水泥基材料浆体与不同状态的硅酸盐水泥砂浆的粘结抗折强度和收缩变形,分析了磷酸钾镁水泥基材料硬化体的物相组成、微观形貌以及与硅酸盐水泥砂浆基体的粘结界面结构.结果表明:双掺粉煤灰和石灰石粉,使磷酸钾镁水泥基材料硬化体的结构更完善,抗压强度、粘结抗折强度和体积稳定性均明显提高.保持硅酸盐水泥砂浆基体的龄期大于7d和气干含水状态,磷酸钾镁水泥基材料与硅酸盐水泥砂浆界面的结合力加强,粘结抗折强度明显提高.     

碱磷渣-绿色胶凝材料干缩性的研究

本文主要以工业废渣—磷渣（钢渣作为细集料）为主要原料,通过球磨机将磷渣细磨至一定细度作为胶凝材料原料粉,添加固体或液状化学激发剂而制备出的一类绿色胶凝材料。针对此类胶凝材料干缩率较大的缺点,通过掺加自制的膨胀剂AG、SG、CaO等有效地降低了碱磷渣胶凝材料的干缩性; 另外,随着MgO系膨胀剂掺量的增加,有一定的补偿干缩效果,但其补偿干缩效果相对于钙矾石系的膨胀剂较差; 减缩剂-A对于碱磷渣胶凝材料的干缩有一定的效果,但相对于钙矾石系的膨胀剂产生的补偿效果较差。     

偏高岭土和粉煤灰对碱-矿渣复合胶凝材料的凝结时间及早期力学性能的影响

研究了水胶比为0.4,水玻璃模数为1.4及Na2O含量为10％(质量分数)时,单掺偏高岭土与复掺偏高岭土和粉煤灰对碱-矿渣复合胶凝材料的凝结时间和早期力学性能的影响.结果 表明,两种复合方式对碱-矿渣复合胶凝材料均有缓凝作用,但复掺时的缓凝效果更明显.单掺时,碱-矿渣复合胶凝材料的早期抗折、抗压强度和折压比基本不随偏高岭土掺量的变化而变化,但其28 d粘接强度随偏高岭土掺量的增加而增大.复掺时,碱-矿渣复合胶凝材料早期抗压强度随粉煤灰掺量的增加而减小;与单掺时相比,该复合胶凝材料72 h抗折强度和折压比分别提高了40％和64％.除此之外,复掺时该复合胶凝材料28 d粘接强度比单掺时提高了45％,但粉煤灰掺量的影响较小.     

等28d抗压强度条件下粉煤灰和矿渣对C50混凝土后期性能的影响

在28 d抗压强度相近的前提下,制备了纯水泥混凝土、大掺量粉煤灰混凝土、大掺量矿渣混凝土,测定了不同混凝土的后期抗压强度、抗氯离子渗透性,以及胶凝材料的化学结合水、硬化浆体中的Ca(OH)2含量.结果表明:含大掺量矿物掺合料的混凝土的后期强度和抗氯离子渗透性均明显高于纯水泥混凝土;大掺量矿渣混凝土的后期强度高于同掺量的大掺量粉煤灰混凝土;复合胶凝材料的后期水化程度增长率明显高于纯水泥;复合胶凝材料硬化浆体中后期Ca(OH)2含量明显低于纯水泥硬化浆体.     

磷石膏-矿渣基胶凝材料的制备及其性能研究

针对磷石膏基胶凝材料强度低、耐水差的缺点,运用碱激发剂改善磷石膏基胶凝材料的力学性能和耐水性。采用扫描电镜、X射线衍射和压汞法分析磷石膏基胶凝材料水化产物和孔结构。结果表明：将磷石膏在140 ℃条件下热活化4 h后得半水石膏,按m（半水石膏）∶m（矿渣）∶m（生石灰）=60∶40∶4配制粉料,水胶质量比为0.6,掺1%（质量分数）的碱激发剂,磷石膏基胶凝材料抗压强度和抗折强度分别为40.6 MPa和11.3 MPa,软化系数为0.84;硬化体中二水石膏和钙矾石为基本骨架,C-S-H凝胶包覆各组分形成致密网状结构,保证材料高强高耐水性。     

碱激发矿渣胶凝材料的试验研究

影响碱激发矿渣胶凝材料性能的因素有很多,该文系统地探讨了水玻璃模数、水玻璃掺量、水灰比、养护条件及复合粉料比例等因素对碱激发矿渣胶凝材料凝结时间和强度的影响规律.结果表明:碱胶凝材料凝结时间主要取决于溶液中碱离子浓度;水玻璃模数为1.4,掺量为8％时,碱胶凝材料强度最高;提高养护温度有助于抗压强度的增长,普通硅酸盐水泥与水玻璃配合,可作为复合激发剂使用.     

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。     

磨细粉煤灰对水泥基复合胶凝材料流变性能及硬化性能的影响

本文主要研究磨细粉煤灰对水泥基复合胶凝材料的流变性能及硬化性能的影响.研究结果表明:磨细粉煤灰较小的颗粒能够弥补水泥粉体颗粒中8μm以下较小颗粒的缺乏,使磨细粉煤灰-水泥复合胶凝颗粒形成良好的级配,在掺量适宜的情况下对复合水泥浆体的流动度会略有改善,但掺量过大,会显著降低复合水泥浆体的流动度;与Ⅰ级粉煤灰相比,磨细粉煤灰的颗粒粒径更小,火山灰活性更大,火山灰活性对强度的贡献在3d时开始显现,且随着龄期增长越来越大,能显著提高硬化浆体中后期抗压强度;与抗压强度相比,磨细粉煤灰更利于提高抗折强度,且掺量越大,中后期抗折强度越高.     

电石渣激发矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的作用机制

为探究矿渣、粉煤灰及电石渣的资源化利用,以电石渣作为碱激发剂,研究了矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的水化产物组成及强度特征。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重-差示扫描热(TG-DSC)、扫描电子显微镜及能谱(SEM-EDS)等微观测试技术,分析了复合胶凝材料的晶体结构、热化学性质以及微观形貌等特性,研究了电石渣激发矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的作用机制。结果表明：电石渣作为碱激发剂时能为矿渣-粉煤灰复合胶凝材料提供初始水化所需要的强碱环境,驱动矿渣和粉煤灰发生水化反应。随着矿渣掺量的增加,复合胶凝材料的强度发展呈先增加后减小的变化趋势,在粉煤灰与矿渣掺量质量配比为4∶6、外掺电石渣质量分数为4%时,复合材料浆体经4 d常温养护+32 h高温蒸汽养护后抗压强度达到25.9 MPa;矿渣-粉煤灰复合胶凝体系中水化产物分布不均,主要组成为水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化硅铝酸钙等凝胶。电石渣作为矿渣-粉煤灰体系的碱激发剂使用时效果良好。     

基于电解锰渣-磷石膏复合胶凝材料的制备与表征

为了有效提高电解锰渣资源化利用水平,针对电解锰渣化学成分和矿物组成特点,以电解锰渣为主要原料,通过辅加磷石膏、水泥、矿粉制备胶凝材料;在固定矿粉与水泥掺量的基础上,通过改变磷石膏的掺量,研究不同硫酸盐掺量对复合胶凝材料力学性能的影响。研究结果表明,制备的复合胶凝材料中电解锰渣、磷石膏、矿粉、水泥最佳质量配比为50:20:20:10,其硬化体14 d抗压强度可达20.62 MPa,而软化系数为0.80。电解锰渣-磷石膏复合胶凝材料的水化产物主要是钙矾石、C-S-H、和C-A-S-H。水化14 d后的硬化体浸出液中污染物浓度均在《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅴ类水体标准的限值内,其中Cr、Cu、Zn、As、Pb、Cd等重金属浓度可达到Ⅰ类水体的标准,硬化体具有良好的环境稳定性。     

典型硫酸盐固废复合胶凝材料制备与微观特性研究

硫酸盐类工业固废造成的环境污染和资源浪费问题引起了国内外学者的广泛关注,当前中国两种典型的硫酸盐类固废(电解锰渣和磷石膏)堆存量巨大,造成严重的环境污染,其无害化与资源化利用刻不容缓。依据电解锰渣、磷石膏两种固体废弃物的特性,利用电解锰渣和磷石膏结合矿渣制备复合胶凝材料,探究了磷石膏和水泥不同掺量对复合胶凝材料硬化体力学性能的影响。通过XRD、SEM和EDS分析了硬化体的物相组成和微观形貌变化特征,同时对硬化体进行毒性浸出测试。结果表明：硬化体各龄期强度随着水泥掺量增加而增大,硬化体各龄期强度随着磷石膏掺量增加而减小。复合胶凝材料较优配合比(质量分数)为电解锰渣为50%、磷石膏为20%、矿渣为30%,水泥外掺12%的硬化体28 d抗压强度为27.1 MPa,硫酸盐固废复合胶凝材料的水化产物主要为水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和钙矾石(AFt)。养护至28 d的硬化体浸出液中可溶性Mn²⁺、NH₄⁺-N、PO₄^3-和重金属离子浓度稳定后满足GB 8978—1996《污水综合排放标准...     

磷渣基地聚合物胶凝材料固化微细粒铁尾矿

用磷渣基地聚合物胶凝材料对65%的微细粒铁尾矿浆体进行固化处理,考察了胶凝材料掺量对尾矿固化体各项力学性能的影响,分析了尾矿固化体的微观结构.结果表明,尾矿固化体的力学性能受胶凝材料掺量影响显著,固化28 d后尾矿固化体的抗压强度在胶凝材料掺量为3%(w)时达0.2 MPa,掺量为14%(w)时大于3.0 MPa;不同胶凝材料掺量的尾矿固化体渗透系数均小于1×10~(-4)cm/s.胶凝材料水化产生的水化凝胶可将尾矿中的各组分胶结在一起形成具有一定承载力和水稳性的硬化体,磷渣基地聚合物胶凝材料可作为尾矿固化的一种潜在固结剂.     

硅酸盐水泥和铝酸盐水泥复合性能研究

对不同比例硅酸盐水泥和铝酸盐水泥复合胶凝体系凝结时间、力学性能和干缩性能进行了研究.结果表明,硅酸盐水泥和铝酸盐水泥复合胶凝体系中凝结时间、力学性能和干缩性能协调的区间为铝酸盐水泥掺量0～20％或80％～100％.     

水泥–粉煤灰泡沫混凝土抗压强度与气孔结构的关系

研究了粉煤灰和泡沫掺量对水泥–粉煤灰泡沫混凝土的干体积密度和抗压强度的影响,用读数显微镜和图像分析软件分析了泡沫混凝土的气孔结构,重点研究了泡沫混凝土的抗压强度与气孔结构关系。结果表明用粉煤灰取代水泥会降低泡沫混凝土的抗压强度,但其影响程度随混凝土气孔率的增大而减小:当粉煤灰取代率从20%(质量分数,下同)增加到50%时,不添加泡沫的混凝土的抗压强度从58.9MPa降低到了40.2MPa;气孔体积分数为0.27～0.30的1kg干胶凝材料(水泥加粉煤灰)添加600mL泡沫时,混凝土的抗压强度从32.7MPa降低到了23.6MPa,而气孔体积分数为0.62～0.66左右的1kg干胶凝材料添加2L泡沫时,混凝土的抗压强度仅从3.06MPa降低到2.47MPa,强度降低率分别为32.0%,28.0%和19.3%;泡沫混凝土的抗压强度与其基体的硬化水泥浆体强度、Feret孔径大于10μm的气孔的体积分数和形状因子具有良好的相关性。建立了泡沫混凝土的抗压强度与气孔结构参数的数学关系式。