氢氧化钾-钠水玻璃激发剂对碱激发矿渣胶凝材料性能的影响

采用氢氧化钾调节钠水玻璃模数制备复合碱激发剂,以钠水玻璃模数、碱掺量为变量,分析氢氧化钾对钠水玻璃激发矿渣胶凝材料性能的影响,研究氢氧化钾-钠水玻璃激发矿渣胶凝材料在流动度、凝结时间及抗压强度等方面的变化规律。结果表明,氢氧化钾-钠水玻璃复合激发剂的激发效果优于单一钠水玻璃激发剂。当钠水玻璃模数为1.2、碱掺量为8%(质量分数)时,氢氧化钾-钠水玻璃激发矿渣胶凝材料流动度可达240 mm,7 d、28 d抗压强度可达98.88 MPa和104.59 MPa,比同等条件下的钠水玻璃激发矿渣胶凝材料7 d、28 d抗压强度分别提高了16.7%和22.9%。     

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。     

碱激发矿渣/粉煤灰胶凝材料力学性能研究

采用矿渣、粉煤灰为原料,液体水玻璃、固体水玻璃、固体NaOH为激发剂,研究Na_2O掺量、模数、粉煤灰掺量、萘系减水剂掺量对矿渣/粉煤灰胶凝材料胶砂强度、凝结时间的影响。结果表明:液体水玻璃最佳Na_2O掺量6%、模数1.00,28d抗压强度63.0MPa、抗折强度12.2MPa;固体水玻璃最佳Na_2O掺量4%、模数0.50,28d抗压强度20.5MPa、抗折强度6.3MPa;随着萘系减水剂掺量的增加,胶凝材料的凝结时间增加,萘系减水剂掺量1.5%的初凝时间362min、终凝时间392min、间隔30min,缓凝效果显著。     

固废基盾构惰性同步注浆材料力学性能及抗水分散性研究

以典型固废矿渣微粉、粉煤灰、硅灰为原料制备固废基盾构惰性同步注浆材料,采用六因素五水平正交试验,开展了注浆材料力学性能及抗水分散性的试验研究。结果发现：增大碱激发剂模数,减小其掺量,则浆液抗压强度下降;水胶比、膨水比对浆液抗动水冲刷能力的影响较大;碱激发剂掺量和水胶比是影响浆液水陆强度比的主要因素。根据正交试验极差分析和综合性能平衡,确定了注浆材料的优选配合比：水胶比1.00,胶砂比0.45,膨水比0.35,减水剂掺量1.5%(质量分数),碱激发剂模数1.6,碱激发剂掺量20%(质量分数),此时注浆材料28 d抗压强度为13.02 MPa,水陆强度比为80.83%,3 h动水冲刷质量损失率为5.62%;并开展了稠度、凝结时间、泌水率和结石率等性能试验,测试指标均达到了活性浆液的要求。以上研究为工业固废在盾构注浆技术领域的应用提供了一定的研究基础和实验依据。     

碱激发镁渣胶凝材料的研究

通过改变碱掺量,碱激发剂种类,水玻璃的模数,研究了碱激发剂对镁渣复合胶凝材料性能的影响。表明加入一定的激发剂能显著提高了镁渣的活性,也提高了镁渣胶凝材料的性能;凝结时间随着碱掺量增加而变短,水玻璃的激发效果要优于KOH,NaOH;模数为1.2水玻璃在掺量为10%的激发作用最好,胶凝材料力学性能也最强。     

纳米碳纤维在预应力混凝土结构中的增强作用研究

纳米碳纤维作为复合材料增强体,可改善混凝土的强度、弹性和耐久性等方面。文章在预应力混凝土材料中掺入不同质量分数的纳米碳纤维,制备了纳米碳纤维掺量改性预应力混凝土材料,探究纳米碳纤维在预应力混凝土结构中的增强作用。结果表明：随着纳米碳纤维掺量的增加,试样的抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度呈现先上升后降低的趋势;预应力混凝土的磨损量呈现先下降后上升的趋势。当纳米碳纤维掺量为0.3%时,预应力混凝土的孔隙率和磨损量均为最低,分别为26.23%和1.2 kg/m2。因此,适量添加纳米碳纤维（质量分数为0.3%）可有效提高预应力混凝土的力学性能和磨损性能。     

抗折剂对混凝土性能的影响研究

分析了当前普通水泥混凝土路面裂缝和断板的问题,在此基础上验证了不同掺量抗折剂的混凝土与基准混凝土的抗折强度和抗裂性能,随着抗折剂掺量的增加,混凝土抗折强度先增大后降低,当掺量3%时,混凝土抗折性能最大;通过应力强度因子分析验证,抗折剂掺量3%时,混凝土抗裂应力增进率达到最大值。     

聚丙烯酸乳液改性碱激发矿渣修补材料的力学耐久性能和作用机理

针对现有碱激发修补材料无法适应于海洋工程高湿、高盐环境下混凝土腐蚀修复的难题,通过掺加聚丙烯酸乳液(PAA)调控固结体的柔韧性,研制出一种高强低缩高耐久的PAA改性碱激发矿渣修补材料,并分析其性能形成机理。结果表明：当水玻璃模数大于1.2时,碱激发矿渣修补材料的力学性能与水玻璃掺量呈正相关。水玻璃模数1.2、掺量15%是矿渣修补材料的最佳激发配比。PAA填充在碱激发矿渣修补材料无定形胶凝物质的间隙,显著增强其力学性能、粘结性能、体积稳定性能和抗硫酸盐性能。     

基于BP神经网络模型充填体粉煤灰基胶凝材料早强激发剂优化研究

为了降低充填采矿成本,金川矿利用生石灰、脱硫灰渣、粉煤灰、酒钢渣粉等废弃物,开发了适用于戈壁集料的低成本粉煤灰基胶凝材料。但该种胶凝材料不能满足下向分层胶结充填法采矿对胶结充填体早期强度要求,为此,本文开展胶凝材料早强复合激发剂研究。首先,选择促凝剂、芒硝、亚硫酸钠、萘系,开展复合激发剂配方正交试验;然后,利用正交试验结果作为训练样本,建立BP神经网络模型,进行不同配比复合激发剂的胶凝材料早期强度预测与迭代优化;最后,采用DPS和MATLAB建立优化模型进行求解,获得复合激发剂优化配比。研究结果表明,促凝剂和萘系掺量为0%,芒硝掺量为1.73%,亚硫酸钠掺量为1.1%时,早强复合激发剂成本为11.5元/m3,胶结充填体3d和7d强度分别达到0.51MPa和1.51MPa,这种强度满足金川龙首矿局部矿块下向分层胶结充填对早期强度的要求。     

基于正交及响应曲面设计的自燃煤矸石地质聚合物配体优化

为研究配体对自燃煤矸石-矿渣-粉煤灰地质聚合物活性的影响,以3d、28 d地质聚合物胶砂抗折和抗压强度为目标,首先以配体中激发剂品种、激发剂掺量和水玻璃模数为参数,进行的正交试验,根据正交试验结果确定的显著因素与水平范围,再进行二次响应曲面试验,通过对连续试验点进行优化分析,建立激发剂掺量、水玻璃模数与胶砂强度之间的回归方程,获得配体的最佳配合比.试验结果表明,激发剂品种是影响其活性的最显著因素,激发剂掺量及水玻璃模数对活性影响比较显著,建立的回归方程显著性好.以阜新新邱矿自燃煤矸石为主要原料配制的地质聚合物最佳配体配合比是:水玻璃:氢氧化钾为1∶1、激发剂掺量26.6％(占胶凝材料)、水玻璃模数1.0,此时地质聚合物28 d胶砂抗压强度达到65.13 MPa.     

超高性能混凝土的制备

采用超低水胶比和高强度水泥常温养护制备超高性能混凝土,以水胶比、钢纤维的体积掺量为变化参数分析了其对超高性能混凝土抗压强度、抗折强度及拉伸性能的影响.研究结果表明:在最大密实度的情况下,混凝土的抗压强度随水胶比的增大而降低.本文钢纤维体积掺量2％,水胶比在0.12～0.22范围内,28d抗压强度随水胶比的增大先升高后降低,水胶比为0.18时,UHPC的抗压强度最大,达152.8 MPa;钢纤维体积掺量在1.7％ ～2.9％时,随掺量的增加,抗压强度、抗折强度均呈增大的趋势,在2.9％ ～3.5％时,抗压强度和抗折强度有下降的趋势,体积掺量为2.9％时,28 d抗压强度和抗折强度达到最大值,分别为153.5 MPa和37.1 MPa.综合经济性、施工性能、力学性能来看,2％为钢纤维最佳体积掺量.在最佳掺量下,拉伸应力达到峰值8.94 MPa时,拉伸应变达0.012％.     

固体碱激发矿粉/粉煤灰注浆材料性能及机理研究

以矿粉和粉煤灰为主要原料,NaOH和Na₂SiO₃·5H₂O为固体碱激发剂,制备地聚合物注浆材料,考察激发剂的模数、掺量及养护条件对材料性能的影响。当固体碱激发剂模数为1.0,掺入量为8%(质量分数)时,注浆材料初凝时间为120 min,工作时间可达50 min,经28 d养护后抗折和抗压强度分别可达7.1 MPa和42.7 MPa。相较于非密闭养护,密闭养护有利于早期强度形成,1 d、3 d、7 d抗压强度分别提高了38.0%、38.2%和19.3%。XRD、FT-IR、SEM/EDS测试结果表明,原料水化完全,最终产物包含无定形水化产物、钙沸石、水合铝硅酸钠钙矿和C-S-H凝胶等组分。反应过程中原料的Si—O—Al、Si—O—Si发生重组生成凝胶物质,并团聚成钙沸石类球形产物,提高材料强度。     

一种环保型混凝土路面修补材料的试验研究

利用正交试验方法,研究了矿渣细度、水泥熟料掺量、水泥熟料细度和水玻璃掺量各因素对凝结时间、砂浆强度的影响规律,确定出环保型混凝土修补材料的初步配方.通过调整水玻璃的模数和水灰比对配方进行优化,研制出一种凝结时间短、抗折强度高、干缩小、粘结强度高的性能优良的环保型混凝土修补材料.     

大掺量粉煤灰砼在地下工程衬砌中的应用研究

大掺量粉煤灰混凝土用于地下工程 ,是解决目前地下工程日益增多的衬砌质量问题的有效途径。本文运用正交法设计试验 ,分析了相关因素 (硅粉、激发剂等 )对混凝土早期及 2 8d强度的影响 ,确定了早期强度高、脆性系数小、劈裂抗拉强度高的不同强度等级中高强度大掺量粉煤灰混凝土配比方案     

硅灰掺量对预制混凝土界面黏结性能影响研究

为提高砂浆垫层与预制混凝土墩柱、承台界面间的黏结性能,在连接处涂刷一层界面剂,采用水泥净浆为基准,以不同硅灰掺量为变量,研究硅灰掺量对预制混凝土界面黏结性能的影响,通过实验分别测试了抗折强度、抗压强度、劈拉强度及剪切强度。结果表明,从力学性能上看,同一龄期下,抗折及抗压强度均随着硅灰掺量的增加呈现先提升后下降的趋势,硅灰掺量为8%时的抗折与抗压强度值最大,分别为9.5,63.6 MPa,表现为力学性能最好;从黏结性能上看,劈拉及剪切强度均随着硅灰掺量的增加出现先增加后减小的现象,掺量为8%时,28 d强度值分别为1.7 MPa和1.65 MPa,黏结性能最优,28 d强度增长率较7 d分别提高了40%和65%。综合分析力学性能和黏结性能,得出硅灰掺量为8%时,界面黏结效果最优。     

钢渣微粉-粉煤灰基地质聚合物性能研究及微观结构分析

采用钢渣微粉和粉煤灰为主要原材料制备地质聚合物,以抗压强度为指标优化制备条件,探讨影响地质聚合物强度的因素,利用SEM、XRD和TG-DSC等手段对产物的微观形貌、物相组成和热稳定性进行分析表征。研究表明,地质聚合物的抗压强度随着钢渣微粉掺量和激发剂掺量增加先增加后减小,随温度增加而增加,其中养护温度影响最显著,水玻璃模数影响最小。最佳工艺条件为:水玻璃模数1.0、激发剂掺量20%(质量分数)、钢渣微粉掺量20%(质量分数)、液固比0.3、养护温度60 ℃。其3 d和7 d抗压强度高达40.11 MPa和43.03 MPa,固化Pb²⁺后对其强度影响较小,固化率在99.99%以上。地质聚合物表面致密度高,无明显裂纹,未观察到明显的钢渣颗粒轮廓,晶相结构主要为石英和莫来石,热稳定好。     

硅钙渣制备碱激发胶凝材料的实验研究

采用正交实验法对硅钙渣制备碱激发胶凝材料的配比进行了研究,探讨了水玻璃模数及其掺量、硅钙渣用量对碱激发胶凝材料强度的影响.正交实验结果表明,水玻璃掺量是影响强度的主要因素,硅钙渣用量和水玻璃模数是影响强度的次要因素;硅钙渣制备碱激发胶凝材料优化配合比为:硅钙渣70％、矿渣微粉30％、水玻璃掺量5％、水玻璃模数2.40;微观形貌分析表明,随着水玻璃模数的逐渐提高,反应产物C-(A)-S-H凝胶的数量逐渐增多,试样密实程度逐渐增高;当模数超过2.40后,随模数的增高,水玻璃溶液的粘度增大,试样制备过程中引入的气泡难以排出,从而导致试样密实程度降低.     

纤维混杂对超高性能混凝土性能影响试验研究

利用钢纤维、碳纤维及膨胀剂等制备超高性能混凝土,测试评估材料的工作性、力学性能、收缩和耐久性能及微观结构。研究表明,碳纤维替代钢纤维量1.0‰时工作性及力学性能最佳,28 d抗压与抗折强度可以达到182.9 MPa与60.9 MPa;膨胀剂4.0%掺量下效果较好,90 d膨胀率基本稳定在2?左右;水化产物微观结构致密,120 d碳化满足T-Ⅳ等级,抗硫酸盐等级大于KS60,动弹模量54.21 GPa,耐久性好。     

活性掺合料对混凝土抗碳化性能影响的研究

研究了强度等级(C30和C45)、龄期(28 d和120 d)、矿物掺和料(矿粉和粉煤灰)质量掺量对掺有脂肪族高效减水剂(SAF)的混凝土抗碳化性能的影响,并建立了C30/C45混凝土在28 d/120 d龄期的碳化深度与矿粉/粉煤灰掺量比例之间的回归模型。结果表明:水胶比的降低、养护龄期的延长都能提高水泥石的密实度,从而提高抗压强度和抗碳化性能;混凝土抗碳化性能随矿粉掺量的上升、粉煤灰掺量的下降而提高;当矿粉掺量占胶凝材料质量的37.5%时,C30混凝土的抗碳化性能最佳;当矿粉掺量占胶凝材料质量的31.9%时,C45混凝土的抗碳化性能最佳;当龄期增加时,粉煤灰掺量比例越大则碳化深度的下降幅度越大;矿粉和粉煤灰掺量的相对比例变化时,对低强度混凝土的影响程度要大于高强度混凝土。     

掺玄武岩纤维高强高钛重矿渣混凝土力学性能试验与分析

通过不同体积掺量玄武岩纤维(0.2%、0.4%和0.6%)的掺玄武岩纤维高强高钛重矿渣混凝土和普通高钛重矿渣的抗压、劈裂抗拉和抗折来分析玄武岩纤维的不同体积掺量对掺玄武岩纤维高强高钛重矿渣混凝土力学性能的影响。结果表明,玄武岩纤维可显著改善试件劈裂抗拉性能和抗折性能,对抗压性能影响不大。抗压强度和抗折强度随玄武岩纤维掺量的增加呈先增加后降低趋势,纤维掺量为0.4%时达到最大值,28d强度较基准混凝土分别增长了14.26%和28.89%,而劈裂抗拉强度随玄武岩纤维掺量的增加而持续增加,纤维掺量为0.6%时,28d强度较基准混凝土增长了39.24%。该种纤维混凝土可解决混凝土开裂的施工问题。