水泥改良弱胶结砂岩填料的性能研究

针对以弱胶结砂岩作为填料引起的路基病害问题,提出以水泥改良弱胶结砂岩的可行性,分别用水泥掺量为3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％改良弱胶结砂,对改良试样进行击实试验、压缩试验、直剪试验、无侧限抗压强度试验、加州承载比等试验,得到水泥改良弱胶结砂岩作为路基填料是可行的,水泥掺量为6％时,改良填料的压缩性能,填料试样的抗剪强度、各龄期的无侧限抗压强度、承载能力等路用性能均大幅度增强,所以水泥掺量为6％对弱胶结砂岩的改良效果最为明显.     

扇形水泥胶结传输测井研究

固井质量的结果,决定此井能否成功获取油气资源,扇形水泥胶结测井方法能够充分显示套管与水泥的胶结情况,为后续射孔作业,采油作业提供强有力的依据,而在水平段进行钻具传输扇形水泥胶结测井,有一定的难度,如何在水平段获取SBT资料,是非常关键的。     

基于不同粒径分布的低熟料矿渣水泥水化特征和孔结构特性

低熟料矿渣水泥(LSC)是一种水泥熟料用量低,主要由粒化高炉矿渣和石膏组成的水硬性胶凝材料.本文研究水泥不同粒径分布(对应比表面积分别为358 m2/kg、450 m2/kg和516 m2/kg)对低熟料矿渣水泥的抗压强度、电阻率和水化热、水化产物、孔结构的影响.结果表明,当比表面积从358 m2/kg增加到450 m2/kg可以提高低熟料矿渣水泥浆体的抗压强度,当从450 m2/kg增加至516 m2/kg时,强度提高甚微.低熟料矿渣水泥主要的水化产物是钙矾石和水化硅酸钙,增加水泥细度导致放热速率明显加快,电阻率变化曲线的下降段持续时间明显缩短,因而会产生更多的钙矾石.水泥细度增加,浆体的凝胶孔的体积分数增大,大孔减少,进一步提高浆体的密实度.     

镍渣掺量对硅酸盐水泥物理力学性质的影响

以水淬镍渣为原料,经机械球磨、筛分、陈化等工艺对镍渣进行预处理;将预处理后的镍渣加入到硅酸盐水泥熟料中,经二次球磨后制备镍渣水泥,研究了镍渣的掺量对水泥基本性能的影响.结果表明:镍渣掺量对水硅酸盐水泥的物理力学性能有重要影响.当将预处理后的镍渣以0％～20％等量取代水泥熟料时,水泥的标准稠度用水量下降,凝结时间增长,体积安定性良好,强度有所降低,但主要指标均满足水泥基本性能的要求.当镍渣掺量为20％时,制备的水泥胶砂试块3d和28 d抗压强度分别为23.6 MPa和40.2 MPa,抗折强度分别为5.2 MPa和8.6 MPa.     

不同含水率纯尾砂胶结充填体强度及损伤模型分析

以某金属矿山尾砂、水泥制备成的纯尾砂胶结充填体为研究对象,利用RMT-150C型液压伺服控制系统、传感器采集系统,通过单轴压缩方式进行不同含水率充填体试样变形破坏过程强度试验.试验结果表明:完全干燥状态的试样强度最大,不同含水率对充填体的强度具有明显影响,含水率越高,单轴抗压强度越低.在弹性阶段,水对充填体试样的弹性模量有很大的影响,干燥状态脆性较大,曲线斜率较大,而含水后出现明显软化;水的作用降低了粒间的黏聚力和摩擦力;单轴抗压强度与含水率的定量关系呈多项式下降.不同含水率充填体具有不同损伤特性,水对干燥充填体损伤发展有抑制作用,但含水充填体含水率的增加会促进损伤发展.     

二氧化碳影响水泥-岩石界面胶结率的实验研究

研究了不同条件下二氧化碳对水泥-岩石胶结率的影响。为了研究胶结率或脱粘率,在实验中,制备了12种不同胶结方式的岩样。为了解二氧化碳和模拟地层水对水泥-岩石及其界面的影响,让岩样在注入潮湿二氧化碳的环境下反应10 d。最后用μ-CT扫描岩样,观察界面的胶结情况和孔隙情况,并采用胶结面积定量描述界面胶结率。实验结果表明,页岩的胶结率比砂岩要高;而含有泥饼或泥浆流体覆盖的岩样具有较低的胶结率,但有泥饼的岩样比有泥浆的岩样胶结率要好。同时对比实验前后岩样的胶结率发现,胶结率变化程度不大,但经过二氧化碳实验的岩样出现了降解现象,使岩样结构变得疏松     

不同粒径电路板塑料颗流化特性

在内径56 mm、高1600 mm的冷态流化床实验装置上研究了不同粒径电路板塑料颗粒的流化特性,获得了粒径和颗粒类型对塑料颗粒流化特性的影响规律.实验结果表明,电路板塑料颗粒为Geldart A类颗粒时,粘性力大,塌落特性明显,流化性能较差,具有拟C类颗粒的流化特性;电路板塑料颗粒为B类颗粒时,塌落特征不明显,并且随着粒径的增大,最小流化速度也增大.通过比较不同公式对最小流化速度的计算结果发现,B类颗粒用Ergun公式得到的结果比其他公式更接近实验结果,b,c和d颗粒的理论最小流化速度分别为实验结果的94.5%,114%和91.8%,A类颗粒用3种公式得到的结果与实验结果均相差很大,需要进一步考虑粘性颗粒的受力情况,建立力平衡模型.     

降低球磨机一仓研磨体平均粒径对水泥质量的影响

科学选择研磨体填充率、装载量以及级配设计是提升球磨机综合产量、减少能耗的基本措施。以辊压机+球磨机联合粉磨系统为例,分析了降低球磨机一仓研磨体平均粒径对磨机粉磨效率的影响,结果表明：合理调整球磨机一仓研磨体的平均粒径,提升了磨机综合粉磨效率,减少出磨水泥筛余,保障水泥强度,符合工程建设要求。     

立式粉体干燥器中不同粒径湿颗粒流动特性研究

为了研究立式粉体干燥器内不同粒径聚甲醛颗粒流动特性,采用CFD-DEM模型耦合液桥力模块的方法,分析了含水率和颗粒粒径对聚甲醛颗粒流动特性的影响,并验证了该分析方法的正确性。研究结果表明：基于量纲分析法,结合已有实验数据拟合得出平均颗粒速度的经验关联式,计算值与实验值的最大误差为25.13%,可以较好地描述干燥单元内的平均颗粒速度变化。截面平均固含率随着颗粒直径的增大而降低,干燥单元内固含率在轴向和径向分布上分别呈现“上浓下稀”、“边壁高近流体低”的特点。当颗粒直径d_p<2 mm且含水率V_lb≥0.1%时,容易造成干燥单元入口堵塞,并且干燥单元内固含率剧减。截面平均颗粒速度随着轴向高度和颗粒直径的增大而增大,从边壁区到近流体区域的局部颗粒速度逐渐减小。当颗粒直径相同时,湿颗粒比干颗粒的颗粒速度小;当颗粒直径超过临界值2 mm时,随着含水率的增高,颗粒速度略微减小,颗粒平均停留时间和固含率总体上有所增加。     

碱式硫酸镁水泥的配料规律与基本物理力学性能研究

碱式硫酸镁水泥是一种新发明的具有优良力学性能与耐久性的节能环保型新型胶凝材料.本文研究了活性MgO(active magnesia,a-MgO)与MgSO4的摩尔比对其胶砂强度、凝结时间和安定性的影响规律,并在最佳摩尔比的基础上分别研究了粉磨工艺、养护湿度、硫酸镁结晶形态与a-MgO含量等对碱式硫酸镁水泥基本物理力学性能的影响.结果表明,碱式硫酸镁水泥宜采用a-MgO含量60％以上,f-CaO含量1.5％以下和过烧MgO含量不超过15％的轻烧氧化镁与七水硫酸镁或四水硫酸镁作为主要原材料,a-MgO/MgSO4摩尔比为8,混合工艺生产,(20±3)℃、60％土5％的湿度环境下养护.     

超细石英砂粉体的机械球磨工艺优化研究

利用长江沿岸低品位石英砂开发研制保温隔热砖,研究球磨参数对低品位石英砂粒径的影响,为制备高性能的保温隔热砖奠定原料基础。研究结果表明:随着球磨时间的延长,石英砂粒径减小;随着球磨转速的增加,石英砂粒径逐渐减小;随着球磨机装料量的增加,石英砂的粒径增加;随着球比的增加,石英砂粒径逐渐增加。综合考虑整个工艺过程性价比,确定最佳球磨参数为:球磨时间为60min,球磨转速为300r/min,球磨机装料量为200g/L,大小球质量比值为0.75。     

风积沙掺量对水泥砂浆力学性能和微观结构的影响

以普通砂作为细骨料,通过内掺风积沙替代同等质量的普通砂配制水泥砂浆,研究不同掺量风积沙对水泥砂浆各龄期抗压强度的影响,并借助电镜扫描仪细致观察水泥砂浆微观形态结构.结果表明:风积沙掺量为15％时,风积沙水泥砂浆各龄期力学性能较优;风积沙可加速水泥早期水化,提高水泥石基体密实度.     

海砂特性及海砂混凝土力学性能的研究

受河床生态环境保护的需要,可供应的建筑用河砂资源日益匮乏,海底砂已经成为我国部分沿海城市建筑用砂的重要来源.分别采用淡化海砂、原状海砂和河砂,对比分析了海砂特性及海砂混凝土的力学性能.试验研究表明,珠江口海砂及盐田海砂均属于级配良好的混凝土细集料,海砂中所含的氯离子和少量的贝壳并不影响混凝土的工作性、抗压强度、抗折强度及弹性模量,不考虑氯离子对混凝土钢筋的腐蚀时,原状海砂均也可等同于河砂使用.     

增钙液态渣的物化性能分析及代砂应用研究

通过对液态渣的物理化学性能的分析,并对液态渣进行了代砂砌筑砂浆试验,液态渣代砂作砼砌块的试验,均取得了满意的结果,其经济效益和社会效益十分可观。     

海水海砂砂浆力学与毛细吸水性能及微观结构研究

对不同龄期、水灰比的海水海砂砂浆(SSM)试块开展了抗压、抗折强度测试,通过称重法研究了水灰比、龄期及水温对SSM毛细吸水性能的影响,并基于低场核磁共振技术研究了SSM力学、毛细吸水性能与微观结构的关系,最后将基于多孔介质毛细管吸水模型计算的代表性毛细管直径与基于低场核磁横向弛豫时间估算的砂浆孔隙直径进行了对比分析与讨论。结果表明,SSM前3天强度发展较快,水灰比为0.4的SSM试块养护3 d时的抗压、抗折强度分别为养护28 d时的56.2%、70.3%。当水温从20 ℃升至40 ℃时,水灰比为0.4、养护28 d的SSM试件毛细吸水系数增大1.2倍。长期一维吸水过程中,试件单位面积累计毛细吸水量与吸水时间的0.25次幂呈线性关系。随龄期增长,SSM试件孔隙率呈减小趋势。基于毛细管吸水模型得出的代表性毛细管直径与基于低场核磁横向弛豫时间估算的砂浆孔隙直径较为接近。     

尾矿膏体胶结充填料的微观结构和力学性能研究

以低含硫量尾矿(含硫量约为0.49wt％)为主要成分,同时添加粘结剂(普通硅酸盐水泥)和絮凝剂(聚合氯化铝)制备尾矿膏体胶结充填料,并通过淋滤实验确定了粘结剂和絮凝剂配比.采用XRD、SEM-EDS、BET等分析方法,对膏体胶结充填料的微观结构和力学性能进行了深入研究.结果表明,絮凝剂的添加不仅大大地降低了粘结剂的添加量,而且改善了充填料的力学性能和耐水性.随着粘结剂和絮凝剂添加量的增加,尾矿膏体胶结充填料的比表面积逐渐增大,无侧限抗压强度也随之增大.养护龄期为28 d时,絮凝剂添加量为100 g/L的尾矿膏体胶结充填料的强度均达到2 MPa以上,能够达到满足矿山采空区回填要求.     

掺不同功能材料水泥砂浆力学与电热性能的研究

研究不同功能材料替代量对水泥砂浆力学性能和电阻率的影响,根据力学和导电性能分析炭黑的最优替代量,分析了基准砂浆和最优替代量砂浆的电热效果.用不同量的炭黑替代水泥砂浆中的碳纤维,研究表明:随炭黑替代比例增加,砂浆电阻率增大,基于力学和导电性能确定炭黑的最优替代量为25％～50％;60 V电压下,含碳纤维1％的水泥砂浆、25％及50％炭黑替代碳纤维的砂浆在90 min的平衡温度分别为63℃、61℃和44℃;通过砂浆的电热实验最终确定炭黑替代碳纤维在砂浆中的最优替代量为25％.