植物纤维增强生土材料结构与性能

在分析改性前后植物纤维表面性状差异的基础上,研究了植物纤维改性状况、种类和掺量对黄河泥沙基生土材料力学性能、耐水性和微观结构的影响.结果表明:黄麻纤维和秸秆纤维经过改性作用后,其表面积和粗糙度显著提高;当改性黄麻纤维掺量(体积分数)为0.8%~1.2%时,生土材料的力学性能和耐水性均显著提高;当掺入原状黄麻纤维时,生土材料的抗压强度随着其掺量的增加而降低;当掺入原状和改性秸杆时,生土材料的耐水性随着其掺量的增加而降低;改性黄麻纤维与基体材料之间黏结紧密,能起到增强生土材料的作用.     

氯化钙/草酸体系活化黄河泥沙的力学性能研究

以水泥、粉煤灰、生石灰为胶凝材料,制备黄河泥沙试件。通过黄河泥沙试件的抗压强度、软化系数和吸水率来衡量氯化钙、草酸和氯化钙/草酸复合激发剂对黄河泥沙的活化效果。结果表明：单独添加氯化钙或草酸都能明显提高黄河泥沙试件的抗压强度,其用量为3%（质量分数）或4%（质量分数）时黄河泥沙试件性能达到最优,抗压强度为22.2、19.6 MPa;与单一活化相比,氯化钙与草酸质量比为2∶1的复合活化更易激发黄河泥沙反应活性,其用量为3%（质量分数）时抗压强度为25.4 MPa。结合拟合曲线,确定氯化钙/草酸（2∶1）是活化黄河泥沙的最佳激发剂,用量为3.32%（质量分数）。     

自密实生土基墙体材料的试验研究

以原状黄土为基料,选用高效固化剂混掺粉煤灰作为胶凝材料,制备自密实生土基墙体材料。研究了水固比、减水剂掺量对生土基改性材料流动度、抗压强度和耐水性能的影响。结果表明:生土基改性材料拌合物流动度随水固比及减水剂掺量的增大而增大;抗压强度随水固比的增大基本呈线性降低,随减水剂掺量的增加有小幅提高;生土基改性材料吸水率低、软化系数大于0.90,具有良好的耐水性能。以0.40为基准水固比,16%高效固化剂+10%粉煤灰+1.5%减水剂制备的生土基改性材料28 d抗压强度为3.2 MPa,软化系数为0.94,具有自密实特性。     

CaCl2复合活化黄河泥沙的作用效果与机理

通过黄河泥沙的活性指数(PAI)和活性率(K)以及黄河泥沙基生土砌块的抗压强度和软化系数,来评价CaCl_2,CaCl_2与水玻璃复合激发剂对黄河泥沙的活化效果,并通过FTIR和XRD分析了CaCl_2的活化机理.结果表明:CaCl_2与水玻璃质量比为1∶1的复合激发剂能够明显改善黄河泥沙的反应活性,其用量为6%(质量分数)时,胶砂试件的活性指数达到0.63;CaCl_2通过Ca~(2+)与黏粒中Na~+的离子交换作用,加速黏土矿物的水解并释放出硅铝离子,从而提高黄河泥沙的反应活性,改善黄河泥沙基生土砌块的力学性能.     

改性脱硫建筑石膏加气砌块制备工艺参数及其对性能的影响

利用燃煤电厂烟气脱硫所产的脱硫石膏制备β型脱硫建筑石膏,在组分复合改性提高强度和耐水性的基础上,探讨了改性脱硫建筑石膏制备加气砌块的工艺参数。结果表明:当m(β型脱硫建筑石膏)∶m(生石灰)∶m(水泥)∶m(粉煤灰)=60∶12∶12∶16时,可以使复合改性脱硫石膏基胶凝材料的抗压强度达到18.7 MPa,软化系数为0.7;在水料比为50%、料浆温度为35℃、铝粉用量为0.2%工艺参数下,制备出了体积密度和抗压强度分别为668 g/cm3和2.8 MPa的加气复合改性石膏砌块,找到了为脱硫石膏资源化利用的新途径。     

玉米秸秆纤维对改性石膏基复合材料性能的影响

利用石膏基复合胶凝材料优化配合比,研究了动物蛋白发泡剂、玉米秸秆纤维对改性石膏基复合材料性能的影响,通过XRD和SEM分析了石膏基复合胶凝材料硬化体矿物相的组成、孔隙特征、玉米秸秆纤维与基体结合界面特点及各种矿物晶体发育状况。结果表明:动物蛋白发泡剂稀释液的体积掺量宜低于20%,玉米秸秆纤维适宜掺量为2%,可达到增韧和改性效果;经检测,改性石膏基复合材料的28 d抗压强度为17.2 MPa,软化系数为0.62;如果用矿渣等量取代50%粉煤灰时,28 d抗压强度为14.0 MPa,软化系数高达0.93。     

改性生土基免烧砖的制备及抗压性能试验研究

以汉中地区素土为原料,利用工业废弃物矿渣微粉、粉煤灰和天然农业废弃物剑麻纤维为改性剂制备了生土基免烧砖,通过试验分别研究了生土与矿粉和粉煤灰的质量比、矿渣微粉与粉煤灰质量比及添加天然剑麻纤维对生土砖力学性能的影响。结果表明:在矿粉与粉煤灰质量比一定时,随着m(生土)∶m(矿粉+粉煤灰)从2.0增大到3.0,改性生土砖的抗压强度降幅最大为29.66%;在m(生土)∶m(矿粉+粉煤灰)一定时,随着矿粉与粉煤灰质量比的减小,改性生土砖的抗压强度降幅最大为18.80%;掺入0.5%的剑麻纤维时,生土基免烧砖的抗压强度降幅最大为14.80%,但添加剑麻纤维的生土砖抗压破坏表现出明显的塑性特征。     

改性方法对生土材料水分传输特性的影响

通过未改性生土材料、水泥改性生土材料、黄麻改性生土材料和水泥/黄麻复合改性生土材料的毛细吸水试验,研究了改性方法对生土材料毛细吸水速率、毛细吸收系数和表面渗入深度等水分传输参数的影响及其作用机理.结果表明:生土材料的毛细吸水量与时间平方根呈线性关系;水泥改性生土材料的毛细吸收系数和初始吸水速率较未改性生土材料的毛细吸收系数和初始吸水速率分别降低19.8%和25.3%,而黄麻改性生土材料的毛细吸收系数和初始吸水速率分别提高了43.4%和26.2%;黄麻纤维明显提高了生土材料水分的表面渗入深度;水泥改变了黄土颗粒表面状态和生土材料的孔结构,从而影响了生土材料的水分传输特性.     

磷石膏/生土复合调湿材料研究

以磷石膏、生土为原材料,经无机掺合料改性,制备磷石膏/生土复合调湿材料。通过试验研究了材料的力学性能、耐水性及调湿性能。结果显示,将磷石膏掺量控制在5%~9%,复合调湿材料的60 d抗压强度为4.48~5.83 MPa;软化系数为0.71~0.82;最大吸湿速率达到0.0472~0.0516 kg/(kg·d);最大放湿速率达到0.0380~0.0434 kg/(kg·d)。微观分析显示,磷石膏本身具有胶凝作用,无机改性掺合料与原材料中的SiO_(2)反应,生成二水石膏、C-S-H凝胶、伊利石和钙沸石等物质,提高材料的强度和耐水性;复合调湿材料孔隙结构丰富,可通过毛细孔道效应、表面物理及化学吸附对水分子产生作用力,调湿性能优异。     

改性矿渣水泥-渣土免烧砖的制备与性能表征

以改性矿渣水泥为渣土固化的胶凝材料制备了性能稳定的免烧渣土砖,研究了改性矿渣水泥与渣土的质量比(胶渣比)对免烧渣土砖抗压强度、吸水率、软化系数、冻融循环稳定性、干湿循环稳定性的影响,分析了免烧渣土砖的固化机制。结果表明:胶渣比为1∶4时所制备的免烧渣土砖抗压强度和软化系数最高,分别为15.81 MPa和0.80;吸水率和15次干湿循环后的质量损失率最小,分别为8.12%和0.61%。XRD和SEM分析显示,改性矿渣水泥和水掺入渣土后(经过均匀混合和高压成型),反应物的水化速度加快,使渣土材料快速硬化,获得较高的早期强度。     

滩涂光伏电站软基原位加固用胶凝材料的固化性能

以矿渣、钢渣、脱硫灰和水泥为主要原料的新型胶凝材料用于滩涂地区软基原位加固。研究了水灰比、胶凝材料与干土质量比对固化土性能的影响,并探讨了胶凝材料的固化机理。结果表明,水固比为0.5时,所制备固化土试样的抗压强度和软化系数均随胶凝材料与干土质量比的减小而降低,当胶凝材料与干土质量比≥1∶4时,试样28 d抗压强度≥3.7 MPa,软化系数0.85。胶凝材料以其水化产物形成三维网状骨架固化淤泥质土。     

磷酸对黄河泥沙石灰土的激活效果及作用机理

采用磷酸对黄河淤积泥沙进行活性激发,再将其与石灰和河砂混合、压制成活化石灰土,并对其力学性能和微观结构进行了研究,探讨了磷酸对黄河淤积泥沙的活化效果和作用机理.结果表明：4%（质量分数）的磷酸对黄河淤积泥沙的活化效果最佳,以其为主要原料制成的活化石灰土,抗压强度、软化系数可分别达到19.3MPa和0.96,较未活化石灰土分别提高了150%和50%;磷酸使黄河淤积泥沙中—OH基团含量提高,还能与其表面的碳酸钙反应生成丝状磷酸钙晶体,从而起到活化和固结作用;活化石灰土的微观形貌与普通混凝土类似,氢氧化钙和磷酸钙晶体包裹在沙粒表面起到胶凝作用.     

脱硫建筑石膏胶凝材料的改性研究

利用硫铝酸盐水泥熟料(SAC)单掺和SAC与磨细高炉矿渣粉(BFS)复掺对脱硫建筑石膏(DCG)进行改性,提高其强度和耐水性。实验结果表明,SAC单掺和SAC与BFS复掺均可以显著改善DCG材料的强度和耐水性。DCG中内掺15%SAC,可以使7 d抗折、抗压强度和软化系数分别提高了64%、86%和50%;在内掺15%SAC的DCG-SAC复合胶凝材料中,加入15%的BFS取代DCG,可以使DCG-SAC复合胶凝材料7 d抗折、抗压强度和软化系数分别增大28%、50%和15%。     

黄河淤泥制备黏土基墙体材料性能研究

分析了黄河淤泥的特性,通过离子交换激发黄河淤泥活性,讨论了不同激发剂的活化效果.以活化土为主要原料,掺入无机固化剂、有机固化剂及黄麻纤维制备黏土基墙体材料,并研究了固化强化措施对其性能的影响.结果表明,2％的复合激发剂(水玻璃/氯化钙=1/1)能有效活化黄河淤土,采用活化土∶无机固化剂∶砂=65∶25∶10的配合比,辅以1.8％聚丙烯酸钙和0.8％的黄麻纤维即可制备出满足MU10等级要求的黏土基墙体材料.     

生土基抹面材料改性试验研究

通过对比聚合物乳液、PP纤维、稻秸秆纤维对水泥矿渣改性生土基抹面材料抗压强度、拉伸粘结强度的影响,研究了生土基抹面材料改性方法及外掺料合理掺量。结果表明:随聚合物乳液掺量增加,抹面材料粘结强度基本呈现线性增长趋势,抗压强度略微降低后保持不变,适宜掺量为0.9%;掺加PP纤维能够明显改善抹面材料拉伸粘结强度,对抗压强度的影响则存在较大的离散性,适宜掺量为0.3%;稻秸秆纤维能提高抹面材料拉伸粘结强度,适宜掺量为0.3%。     

燃煤电厂脱硫废弃物用于改性生土材料的研究

使用煅烧脱硫石膏和流化床固硫灰改性生土材料,可利用煅烧脱硫石膏凝结硬化快的特点实现快速生产,利用固硫灰的水硬性提高生土材料的强度和耐水性.随着煅烧脱硫石膏和固硫灰掺量的增加,生土材料抗压强度明显提高,干燥收缩显著降低,耐水性大幅提高.脱硫废弃物掺量40%的生土材料,28 d抗压强度可达到4.0 MPa,抗折强度超过1.0 MPa,相比传统生土材料提高1倍以上,28 d干燥收缩低于1.0 mm/m,软化系数可达到0.5.     

新材料乙烯基无水硫酸钙制备方法研究

为了得到有机改性的无机胶凝材料,普遍采用在无机胶凝材料中混入有机树脂组分的方案,例如可再分散胶粉、醋酸聚丙烯丙烯乳液、107胶等,但这种混入的方法并未实现无机物与有机物的键合,因此在强度等物理指标上并没有实际性的突破。为了得到一种键合的有机物改性无机胶凝材料,本文介绍了使用石膏作为无机胶凝材料,与乙氢基二甲基乙烯基硅烷在微波和短波红外辐射条件下实现了无机胶凝材料与乙烯基的键合,得到了真实意义上的有机改性的无机胶凝材料。     

无机聚合物混凝土路面板不同龄期抗压性能试验研究

无机聚合物作为绿色环保的新型材料一直是工程研究的热点问题。以矿粉、粉煤灰为主要原料,在碱激发剂作用下形成无机聚合物,并以此为胶凝材料制备无机聚合物混凝土路面板。研究了无机聚合物混凝土路面板在自然养护条件下,龄期分别为1、3、7、28、60、90、180、210 d的芯样抗压强度变化规律和破坏特征,并对破坏后的试件进行扫描电镜分析。试验结果表明,无机聚合物混凝土路面板达到公路路面设计指标,抗压强度增长集中在前期,后期强度基本无增长;集料和胶凝材料之间无明显的界面过渡区,胶凝材料黏结强度高,为此种材料在路面工程中的应用奠定基础。     

镁渣节能墙体材料的研究

利用前期实验所配制的镁渣胶凝材料作为胶结料,与EPS超轻集料及其它外加剂所制成的墙体材料具有优良的性能.研究了各种因素对墙体材料性能的影响.镁渣节能墙体材料的最佳配合比为:m(镁渣胶凝材料):m(改性乳液):m(PP纤维):m(引气剂):m(EPS颗粒):m(水)=1:0.05:0.0015:0.0001:0.02:0.5,其28 d抗压强度达6.5 MPa,吸水率10%,导热系数0.13 W/(m·K),在-5～25℃条件下25次冻融循环的质量损失小于1%、强度损失为10%.     

超早强聚合物快速修补砂浆研制及粘结耐久性能研究

以快硬低碱度铝酸盐水泥为主要胶凝材料,通过调控水泥水化抑制剂和水化硬化剂的措施,结合高性能减水剂、聚合物改性及纤维抗裂等技术,研制出超早强聚合物快速修补砂浆材料。试验结果表明,超早强聚合物快速修补砂浆具有快硬而不速凝及高承载的特性,3 h抗压强度可达到28.5 MPa,7 d拉伸粘结强度为2.89 MPa;粘结耐久性系数可达到95%以上,经200次冻融循环后粘结强度仍能保持在2.5 MPa以上;具有良好的体积稳定性,且其线膨胀系数与普通混凝土材料线膨胀系数基本一致,适合用于普通混凝土表面缺陷的快速修补。