石膏基新型胶凝材料高强耐水机理的探讨

借助现代测试手段，通过对石膏基新型胶凝材料的性能和硬化体结构的分析，探讨了其高强耐水性的机理。     

电炉钢渣胶凝材料的研究

本文就外渗物对电炉还原钢渣活性的激发及其对混合物性能的影响进行了探讨，对比硅酸盐水泥，全面考察了钢渣胶凝材料的各项性能及其影响因素。     

钢渣-矿渣-水泥复合胶凝材料的水化性能和微观形貌

通过测定矿渣和钢渣部分取代水泥构成的钢渣-矿渣-水泥复合胶凝材料(SBC-CCM)的物相组成和80h内的水化热,研究了SBC-CCM试样的微观形貌和水化性能,并用正交试验结果分析了SBC-CCM中钢渣-矿渣的最佳掺量和比例。结果表明:SBC-CCM的水化过程和水化产物的物相组成与硅酸盐水泥的相似,矿渣在水化早期参与反应,钢渣在水化早期呈惰性;SBC-CCM的80h水化放热量和放热速率均低于水泥相应的数值;正交试验结果表明水胶比对SBC-CCM强度的影响最显著,矿渣-钢渣的最佳质量比为2∶1。     

高性能胶凝材料中石膏的优化

高性能胶凝材料主要用于高性能混凝土,具有强度高、需水量小、水化垫低和收缩小等特点。按掺高效减水剂的胶凝材料的流变性能来优化石膏的掺量是高性能胶凝材料的特有技术之一。试验研究了石膏的掺量对高性能胶凝材料的需水量、凝结时间、强度、收缩性的影响,以此作为优化石膏掺量的依据。     

高掺量磷石膏基复合胶凝材料耐水性能研究

将不同温度煅烧预处理磷石膏,与粉煤灰、石灰、普通硅酸盐水泥、外加剂等以不同配比混合制备高掺量磷石膏基复合胶凝材料。在研究其物理性能和强度的同时,重点通过软化系数、动水溶蚀率、静水溶蚀率等耐水性评价指标研究胶凝材料的耐水性。实验结果表明:随着煅烧温度的升高,磷石膏基复合胶凝材料的强度和耐水性能有提高的趋势;磷石膏掺量由80%增加到90%,对应复合胶凝材料的软化系数、动水溶蚀率等指标变差,对静水溶蚀率影响不大。     

水泥不同掺量对石膏胶凝材料性能影响的研究

石膏硬化体的缺点是强度低、耐水性差。掺入普通硅酸盐水泥后形成的低溶解度、高结合力水硬性物质——钙矾石和水化硅酸钙可以穿插生成于石膏的多孔结构中,发挥其针状结构及与其他物质交叉、共生而产生增强作用的优势,从而改善硬化体性能。     

脱硫石膏制备超硫胶凝材料

研究旨在开发一种以烟气脱硫石膏为主要原料,矿渣粉为活性成分,熟料、钢渣作为碱性激发剂的超硫水硬性胶凝材料。该胶凝体系脱硫石膏掺量高达45%,且以2%熟料激发时,3d抗压强度达20.5MPa,28d为48.7MPa;而以8%钢渣激发,分别达15.8MPa和50.7MPa。XRD和SEM分析表明,脱硫石膏-矿渣-激发剂体系的水化产物主要是钙矾石和C-S-H凝胶。脱硫石膏在水化过程中一部分参与水化形成水化产物钙矾石,其余部分被水化产物所包裹起集料骨架作用。     

低碱度钢渣基油井及地热井胶凝材料的研究——Ⅳ富铁低碱度钢渣的水热反应及胶凝性

通过XRD、DTA－TG、SEM和EPMA等手段研究了富铁低碱度钢渣的水热反应、水热产物及其胶凝性。结果表明：富铁 碱度钢渣的水热反应产物为水化钙铁石榴子石；富铁低碱度钢渣－－石英砂体系的水热反应产物以Fe-tobermorite为主，蒸压强度显著提高；富铁低碱度钢渣－－石灰体系的水热反应产物为高碱度的C2SH。     

硅灰钢纤维对混凝土性能影响的试验研究

为使混凝土具有良好的抗裂性能,在混凝土原材料中加入钢纤维、硅灰、矿渣来改善混凝土的抗裂性.用正交设计和理论分析研究不同掺量的钢纤维、硅灰、矿渣对混凝土抗裂性能的影响.试验结果表明：钢纤维对混凝土的性能影响尤为显著;掺入硅灰有利于增强混凝土的抗压强度和劈拉强度;复合使用钢纤维、硅灰、矿渣能明显改善高性能混凝土的后期强度;钢纤维、硅灰、矿渣在混凝土中的最佳掺量是10%,7%,7%。     

Effect of Fly Ash and Silica Fume on Hydration Rate of Cement Pastes and Strength of Mortars

The effect of fly ash and silica fume on hydration rate and strength of cement in the early stage was studied. Contrast test was applied to the complex cementitious system to investigate the hydration rate. Combined with mechanical strength, the influence of fly ash and silica fume during the hydration process of complex binder was researched. The peak of the rate of hydration heat evolution and the mechanical strength decreased as the ratio of fly ash increased, however, as the ratio of silica fume increased, the peak of the rate of hydration heat evolution and the mechanical strength increased obviously. When the ratios of fly ash and silica fume are 10% and 5%, the peak of the rate of hydration heat evolution is the highest. At the same time 7 days of flexural and compressive strength are the highest as 8.89 MPa and 46.52 MPa, respectively. Fly ash and silica fume are the main factors affecting the hydration rate and the mechanical property.     

硅灰与氧化石墨烯对硬化水泥浆体的复合增强效应

研究了硅灰与氧化石墨烯复掺时对硬化水泥浆体力学性能的影响. 分别进行了普通水泥浆体、内掺质量分数10%的硅灰水泥、外掺质量分数0.8%的氧化石墨烯复合聚羧酸减水剂（GOPCs）水泥浆体以及同时内掺硅灰与外掺GOPCs的水泥浆体的配制. 对4种硬化水泥浆体的抗折强度、抗压强度以及90 d龄期孔隙率进行了测定,同时采用X射线衍射仪及扫描电子显微镜对水泥水化产物进行分析,并将4种样品的力学性能进行比较. 结果表明,当掺10%硅灰时,硬化水泥浆体90 d抗压强度比空白样提高了3.6%,抗折强度提高了9.6%;当只使用氧化石墨烯复合聚羧酸减水剂而不掺硅灰时,抗压强度提高了11.9%,抗折强度提高了15.3%;当硅灰与氧化石墨烯复掺时,抗压强度提高了22.7%,抗折强度提高了38.6%. 孔隙率的变化以及XRD、SEM分析证实了这一结果. 因此,硅灰与氧化石墨烯复合聚羧酸减水剂对硬化水泥浆体具有复合增强作用.     

硅灰对水泥基材料热膨胀性能影响的研究

通过在水泥基材料中加入矿物掺合料硅灰,利用差示热膨胀测试方法对其热膨胀率进行了研究,结果表明:掺入硅灰的水泥石热膨胀率变化趋势与纯水泥石相似,均表现为随着温度的升高先增加后显著降低的规律,而硅灰的加入使水泥石在高温时产生比纯水泥石更大的收缩。借助于TG-DTA和XRD测试手段,对掺加硅灰后水泥石的热膨胀性能变化规律进行了机理分析,得出硅灰的掺入形成了大量C-S-H凝胶,高温作用下凝胶脱水使其体积明显收缩的结论。     

硅粉复合掺和材的基础研究

利用特种无机粉末的活性和较高的填充作用部分取代硅粉,研制了一种新型的高强硅粉复合掺和材,通过回归正文试验设计和优化,使得工艺参数更为合理。     

硅灰掺量对水泥基材早期收缩性能的影响

采用一种新的全自动混凝土收缩膨胀仪,连续测定了以5%、10%、15%水泥质量分数的硅灰替代水泥的混合浆体分别从终凝和24 h至168 h的自收缩值和干缩值. 试验发现:当试样中胶凝材料硅灰质量分数为5%、10%、15%时,其24 h龄期时自收缩值分别达到168 h龄期时的34.5%、57.1%、65.8%,24 h龄期时的干缩值分别达到168 h龄期时的66.7%、71.1%、75.8%,表明自收缩和干缩主要发生在24 h内. 试样在168 h龄期时,自收缩值、干缩值以及自收缩值与干缩值的比值均随硅灰掺量的增加而增加. 在96 h~150 h龄期内,自收缩速率出现了一个缓慢增加的阶段,表明硅灰与水化产物Ca_（OH）2之间发生了火山灰反应. 研究对高性能混凝土中硅灰掺量的控制以及早期的养护起到指导作用和借鉴意义.     

硅灰对水泥净浆抗硫酸盐侵蚀性能的改善作用

将水泥净浆试件在5%Na2SO4溶液中长期浸泡,用试件强度随浸泡时间的变化和试件中物相的XRD分析,研究了硅灰对水泥净浆抗硫酸盐侵蚀性能的影响.在Na2SO4溶液侵蚀下,普通硅酸盐水泥净浆试件强度随浸泡时间先增长,然后急剧降低;外观和XRD相分析表明,其原因是由于形成了膨胀性钙矾石,造成试件开裂破坏;加入硅灰的水泥净浆试件强度损失明显减小,尤其是抗折强度没有降低,其抵抗强度下降系数还略有增加;原因是由于硅灰的稀释作用和火山灰效应减少了水泥净浆中Ca(OH)2的量,从而降低了水泥净浆试件在硫酸盐溶液侵蚀下形成的膨胀性钙矾石的量.因而,硅灰对水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀性能有改善作用.     

硅灰对新型地质聚合物胶凝材料力学性能影响的研究进展

硅灰是冶炼金属硅或硅铁合金过程中产生的主要固体废弃物。目前,对硅灰的资源化利用受到了广泛的关注。根据地质聚合物所使用原料的不同,简要综述了硅灰对粉煤灰和偏高岭土基地质聚合物力学性能的影响。通过对比分析发现,硅灰掺杂能有效促进地质聚合物中N-A-S-H相的形成,从而改善其力学性能。与偏高岭土相比,粉煤灰中惰性石英相含量较高,难以活化,因此对硅灰需求量较大,这对于实际工业应用具有重要的指导作用,也为硅灰固体废弃物的高附加值利用新思路提供理论基础。     

硅灰掺量对活性粉末混凝土(RPC200)性能的影响

为了解硅灰对活性粉末混凝土性能的影响,以及硅灰在活性粉末混凝土中的增强机理,通过试验分析,讨论了活性粉末混凝土中硅灰掺量变化对混凝土密度、相对密度和抗压强度等性能的影响.硅灰的微填充效应有利于提高活性粉末混凝土的密度和相对密度,而火山灰效应有利于提高其强度.当硅灰掺量约为水泥掺量的25%~35%时,可获得性能较好的RPC200.为降低成本而又不大幅度损害活性粉末混凝土的强度,超细粉煤灰等矿物掺合料替代硅灰的量不宜超过20%.     

无机结合料稳定钢渣路用性能研究

从公路路面半刚性基层材料的要求出发,首先系统研究了钢渣的工程力学特性,同时对试验所用水泥、石灰、粉煤灰等原材料进行了分析.在此基础上,对不同配合比的无机结合料稳定钢渣材料的路用性能进行了室内试验研究,试验包括无侧限抗压强度试验、抗压回弹模量试验、劈裂试验和抗冻试验等.然后对其路用性能的变化规律作了详细的理论分析,为合理利用钢渣作为公路的基层或底基层材料,减少废钢渣的堆放占地与污染,达到废品利用提供了可靠的科学依据.