转炉钢渣粉粒度分布的分形特征

采用Mastersizer2000激光衍射粒度分析仪对球磨转炉钢渣粉粒度分布进行了测试,运用分形几何理论分析了钢渣粉的分形维数,探讨了分形维数与球磨时间、比表面积、特征粒径、均匀性系数及胶砂性能之间的关系.结果显示:球磨转炉钢渣粉粒度分布具有分形特征;分形维数在2.2～2.5之间,其值大小反映了钢渣粉的细度和分布宽度;分形维数越大,钢渣粉越细,粒度分布越宽;分形维数与球磨时间、比表面积、特征粒径、均匀性系数以及胶砂(w(标准水泥)∶w(钢渣)=70∶30)流动度之间存在良好的线性相关,相关系数在0.95～1之间.在本实验条件下,存在一个最佳分形维数2.41,在此分形维数下砂浆各龄期抗压强度最高.     

掺减水型减缩剂水泥胶砂力学性能分形表征

由甲基烯丙基聚氧乙烯醚(HPEG-2400)、甲基烯丙醇聚氧乙烯(VPEG-2400)、减缩醚类单体、丙烯酸(AA)等制备了一种减水型减缩剂(PCA-R)。以分形理论为基础,计算空白试样与掺PCA-R的水泥胶砂在龄期3 d、7 d、28 d的分形维数,分析分形维数与力学性能的关系。试验结果表明,水泥水化产物具有自相似性,利用Matlab软件和相关计算方法可以计算出水泥胶砂的分形维数,更深入的揭示了水泥胶砂微观结构对力学性能的影响,为水泥水化产物模型构造提供重要依据。计算所得水泥胶砂分形维数与力学性能之间具有线性相关特性     

水泥颗粒群粒度分布宽度的表征及其应用研究

用分形理论阐述了将水泥颗粒群粒度分布的分形维数作为定量表征其粒度分布宽度的正确性和可行性,测量了16种水泥颗粒群的粒度重量累积分布,在双对数条件下,水泥颗粒群的粒度重量累积含量与粒径之间呈直线关系,表明水泥颗粒群粒度分布结构具有分形特征,其分形维数可以定量表征水泥颗粒群粒度分布宽度;研究了水泥颗粒群粒度分布宽度与其空隙率的关系,结果表明,随着水泥颗粒群粒度分布宽度的增加,其空隙率减小,二者呈负相关。     

高钙灰-水泥颗粒群匹配与强度关系研究

本文将不同颗粒群分布的高钙灰、水泥按5:5比例混合,制成高钙灰水泥,测其3d、28d胶砂抗折、抗压强度。用激光粒度仪分别检测高钙灰、硅酸盐水泥的颗粒群分布。运用Rosin-Rammler公式对高钙灰、硅酸盐水泥及高钙灰水泥进行拟合。应用Origin软件,以宏观性能指标为z轴,水泥与高钙灰特征粒径之差为x轴,水泥与高钙灰复合胶凝粉体的特征粒径De 为y轴,进行三维区域图分析。给出强度发展趋势与水泥、高钙灰的相对位置以及复合胶凝体系总体细度的相互关系。     

生物质灰对水泥硬化浆体抗压强度影响的试验研究

对比研究了生物质灰与普通粉煤灰在粒度分布、颗粒形态、化学组成、活性指数等方面的不同,并开展了不同掺量生物质灰对水泥硬化浆体抗压强度的影响研究.结果表明:生物质灰颗粒形状不规则、平均粒径及粒径分布范围较大,具有特有的细长纤维状颗粒,且其活性组分Al2O3不足普通粉煤灰的三分之一;生物质灰的火山灰活性小于普通粉煤灰;相同掺量下,生物质灰-水泥复合胶砂各龄期的抗压强度均小于普通粉煤灰-水泥复合胶砂,生物质灰掺量越大,复合胶砂的强度相比纯水泥组下降程度越大;与普通粉煤灰相比,掺加生物质灰的硬化水泥浆体微观结构更为疏松多孔,特别是其特有的细长纤维状颗粒的存在.     

颗粒分布、比表面积、化学组成对水泥强度的影响

水泥的化学组成、细度决定着水泥的力学性能.根据已有的关于水泥颗粒的粒度分布和比表面积的数学模型,对4个不同水泥厂的水泥数据进行了分析,发现这些数据与模型之间没有很好的对应.利用120组数据建立了水泥颗粒的粒度分布与比表面积新的数学模型及28 d抗压强度与4种矿物组成的数学关系式,并把水泥的抗压强度用水泥颗粒大小、比表面积和化学组成表示出来了.     

醇胺类助磨剂对硅酸盐水泥水化及胶砂强度影响的研究

研究了C和D两种醇胺类助磨剂对硅酸盐水泥水化过程及胶砂强度的影响。化学结合水、水化热分析、综合热分析及XRD结果表明,C加快了水泥3d水化放热和28d水化速度及水化放热,促进了铁铝酸盐矿物的水化;D加快了水泥3d水化速度和水化放热：C、D复合加快了水泥3d和28d的水化,且复合作用优于两者的叠加效应。胶砂强度结果表明,C对水泥28d胶砂抗压强度提高幅度显著;D的加入有利于提高水泥3d胶砂抗压强度;C和D复合对28d抗压强度的增幅远高于两者的叠加效应。     

助磨剂对矿渣硅酸盐水泥性能影响的研究

实验采用有机化合物复配无机盐的方式,制成三种液体复合助磨剂,通过测定矿渣硅酸盐水泥细度、标准稠度、凝结时间、安定性和胶砂强度,研究不同助磨剂及助磨剂不同掺量对矿渣硅酸盐水泥物理性能的影响,并利用激光粒度仪和扫描电镜测试与分析了水泥的粒度分布和颗粒形貌.结果表明:三种助磨剂均能不同程度降低水泥筛余,提高水泥比表面积,提高幅度为2.9％～18.3％;掺入助磨剂后,水泥的颗粒形貌趋向于圆球形,水泥粒度分布发生变化,3～32 μm颗粒含量显著增加,中位粒径降低,其中B3水泥试样中位粒径为18.94 μm,降低了5.21μm;水泥凝结时间缩短,标准稠度变化不大,安定性符合国家标准;助磨剂能显著提高水泥各龄期胶砂强度.B3试样3d抗折强度为4.3 MPa,3d抗压强度为15.1 MPa,符合P·S 32.5R级标准要求.     

机械力活化对钢渣粒度分布和胶凝性能的影响

测试了不同粉磨时间的钢渣的粒度分布,计算了钢渣粉粒度分布的分形维数,并研究了其与比表面积、粉体活性的关系.结果表明:粉磨时间增加,钢渣粉粒度变小,小颗粒所占比逐步提升,粒度分布的分形维数也随之增大,粉磨一定时间后,其粒度分布的分形维数增长速度趋于平缓.粒度分布的分形维数与颗粒的比表面积、水化反应活性线性正相关.机械力活化能够激发钢渣的胶凝性能.钢渣胶凝材料的水化产物以钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶为主.     

天然浮石混凝土孔结构对其抗压强度影响的研究

为了研究天然浮石混凝土孔结构对抗压强度的影响,采用核磁共振与压汞相结合对比进行,引入分形维数理论研究0.2μm以上的孔体积分形特征,建立分形维数与抗压强度、分形维数与孔隙率的关系模型.结果表明:天然浮石混凝土的孔结构特征与其抗压强度之间存在一定的关系;养护龄期7～28 d内,孔径大于0.2μm的有害孔分形维数增加,孔结构分布更加复杂,抗压强度变化较大;养护龄期28～90 d内,孔径大于0.2μm的有害孔分形维数变化很小,抗压强度变化也趋于平稳.     

水泥粒度分布的分维评价研究

对比分析了7种水泥样品的粒度分布实测值与Fuller曲线计算值，结果表明：所研究的水泥样品中较细颗粒的含量与较粗颗粒的含量均偏少，而中间段颗粒的含量偏多；测算了水泥样品实测粒度分布分维与Fuller曲线计算粒度分布分维，将两者分维的差值作为表征水泥粒度分布偏离最佳粒度分布程度的参数。研究发现：7种水泥样品的粒度分布均偏离了最佳粒度分布，随着分维差值的减小，样品空隙率降低。     

水泥颗粒微观分维与宏观流动性关系的研究

将微观分维作为表征水泥颗粒的形态参数；用数字显微系统测算了5种水泥颗粒样品的微观分维，研究了水泥微观分维及其与粉体流动性指数的关系，结果表明：水泥粉体微观分维与其流动性指数呈线性负相关。     

颗粒群粒度分布宽度表示方法的研究

总结了传统的粒度分布宽度的表示方法,分析了它们的适用场合。通过理论推导,提出了一种表示粒度分布宽度的新方法--颗粒群的分形维数。颗粒群的分形维数D可定量描述粒度分布宽度。分形维数D越大,颗粒群的粒度分布越宽。     

分选与磨细粉煤灰对水泥胶砂性能的影响

研究了分选与磨细粉煤灰的颗粒分布与形貌的差异及对水泥胶砂性能的影响。研究结果表明:当勃氏比表面积相近,磨细粉煤灰的中位粒径大于分选细粉煤灰,其圆珠状颗粒较少,表面较为粗糙。在相同水胶比的条件下,掺分选粗粉煤灰的水泥胶砂流动度及强度均低;分选粗粉煤灰磨细后,不仅减少了颗粒的粘连,增加了比表面积,而且提高了粉煤灰的反应活性和水泥胶砂流动度及强度,虽其水泥胶砂流动度仍小于掺分选细粉煤灰的水泥,3d水泥胶砂强度也略低,但其28d水泥胶砂强度略高于掺分选细粉煤灰的水泥;在相同水泥胶砂流动度的条件下,掺磨细粉煤灰配制的水泥胶砂3d强度低于掺分选细粉煤灰的水泥,但随着水化龄期的增长,其差距逐步缩小,至60d时可超过后者。     

粉煤灰-水泥浆体的孔体积分形维数及其与孔结构和强度的关系

采用压汞法对不同龄期粉煤灰-水泥浆体的孔分形结构进行了实验研究，测定了复合浆体孔体积分形维数，探讨了孔体积分形维数与孔隙率，孔表面积、平均孔径、孔分布及宏观力学性能的关系。实验结果表明：粉煤灰-水泥浆体的孔结构具有明显的分形特征，孔体积分形维数在3．3～3．5之间；孔体积分形维数越大，浆体的孔径越小、孔隙率越低，孔表面积越大，小于20nm的微孔越多，大于100nm的大孔越少，而且复合体系的抗压及抗折强度也越高。     

熟料和粉煤灰的颗粒尺寸分布与水泥性能的灰色关联分析

将不同比表面积的熟料和粉煤灰分别混合制得不同比表面积的粉煤灰水泥,分别测定粉煤灰水泥胶砂强度和熟料、粉煤灰的颗粒尺寸分布.运用灰色系统原理分别就熟料和粉煤灰的颗粒尺寸分布对水泥强度的影响进行数学分析.研究表明:熟料颗粒粒径在0～30 μm为正关联,>30 μm为负关联,其中10～20 μm颗粒对水泥强度的影响最大;粉煤灰颗粒粒径在0～40 μm为正关联,且其活性较高,>40 μm颗粒为负关联,其活性没有得到充分发挥.     

纳米SiO2的分散性对水泥胶砂强度的影响

采用手工搅拌、机械搅拌以及超声波作用对纳米SiO2进行分散处理,通过纳米粒度Zeta电位仪测定纳米SiO2胶体粒径及粒径分布,研究了纳米SiO2的分散性及其对水泥胶砂强度和毛细吸水的影响.研究结果表明,比较三种分散效果,超声波作用最好,机械搅拌次之,手工搅拌最差;增加超声波作用时间,纳米SiO2胶体平均粒径降低,分散性提高,超声波作用超过10 min,纳米SiO2胶体小颗粒增多,但粒径分布曲线整体向大颗粒方向偏移,分散性提高不明显;水泥胶砂强度和毛细吸水性与纳米SiO2的分散性有关,随纳米SiO2分散性的提高,水泥胶砂强度增大,毛细吸水系数降低,胶砂试件的密实度提高.     

掺煤矸石的水泥性能与颗粒群分布的关系研究

将不同细度的煤矸石、纯硅酸盐水泥分别按30％和70％的比例混合，测其胶砂流动度、净浆标准稠度用水量和3d、28d胶砂抗压强度。以宏观性能指标为z轴，水泥与煤矸石的中位径D50之差为x轴，水泥与煤矸石混合样的中位径D50为y轴，进行三维区域图分析。给出各项性能指标发展趋势与水泥、煤矸石的相对位置以及混合体系总体细度的相互关系。