再生石膏的性能及发展规律的研究

本文通过对再生石膏的力学强度、凝结时间、标稠需水量、吸水率等性能指标的测试，系统地研究了石膏的再生次数与物理性能之间的变化规律；并通过扫描电子显微测试分析，对多次再生石膏性能下降的原因进行了探讨。     

粉煤灰-水泥基胶结充填体早期强度及水化机理研究

针对粉煤灰降低胶结充填体早期强度的问题,对不同粉煤灰掺量的充填试块早期强度进行测试,并采用电镜扫描和进行能谱分析,从宏观、微观上研究粉煤灰胶结体早期强度及水化反应.结果表明:粉煤灰掺量会不同程度地降低胶凝充填体早期强度.粉煤灰掺量代替10％的水泥时,胶结体早期强度降幅最大达到48.5％.随着粉煤灰掺量比例提高,充填体试块内部紧密程度降低,针状钙矾石(AFt)不能错落相叉形成网状紧密结构,整体上充填体试块内部孔隙增多,不能组成致密结构,在物化角度说明了粉煤灰-水泥基胶凝充填试块早期强度低的原因,对提高粉煤灰胶结充填材料早期强度具有一定的理论意义.     

刀具强度及切削过程数值模拟研究

刀具的整体结构、几何形状都会直接影响工件加工质量和刀具使用寿命。以车刀为研究对象,在有限元软件下模拟加载,得到了静态情况下刀具内部应力应变分布;通过模拟切削过程中材料分离,得到了刀具变化的应力分布情况。分析结果为加工过程中合理选择刀具,改善刀具内部受力状态等提供理论依据,也为研究其它刀具提供了技术实施途径。     

热活化锂渣-水泥胶砂力学强度及水化性能研究

研究了热活化锂渣-水泥复合胶凝体系力学强度及水化性能。结果表明,对锂渣进行热活化处理可提高锂渣水化活性,其中煅烧温度为800℃,锂渣水化活性最大,复合胶凝体系水化放热量及放热速率最大,其二次水化反应消耗较多氢氧化钙(CH)量,生成更多水化硅酸钙(C-S-H)及水化铝酸钙(C-A-H)凝胶,硬化浆体28 d龄期孔隙率相较纯硅酸水泥浆体下降0.83%,使得复合胶凝体系微观结构更加密实,相对原始锂渣复合水泥胶砂28 d抗压强度提高17.2%。     

水浸煤岩体强度变化研究

以李家壕煤矿地下水库为背景,从3^-1号煤层取煤岩样进行加工,对煤岩样浸水处理,采用CMT5305微机控制电子万能试验机对煤岩样进行抗压强度和抗拉强度实验,得出平均值。根据煤岩样自然状态和浸水一周平均抗压和抗拉强度实验数据分析水对煤岩的软化作用,得出煤岩的颗粒构成、矿物成分、坚硬程度等因素决定了水对煤岩强度的损伤及其软化程度,煤样和岩样浸水弱化表现不同,岩样较煤样强度弱化程度更大。煤岩遇水后强度降低的现象为水对岩石的软化作用,软化作用形成的原因有化学作用、物理作用或力学作用。分析水浸煤岩体的强度,对水库坝体的稳定性和水库建成后安全运行具有重要的意义。     

碱激发粉煤灰基胶凝材料的水化过程及力学性能

为分析碱激发粉煤灰胶凝材料的力学性能,在实验室开展了不同碱激发条件下粉煤灰胶结充填体的抗压强度试验,系统分析了激发剂类型、激发剂掺量及粉煤灰掺量对充填体强度的影响规律。结果表明:当粉煤灰掺量为10%～20%时,粉煤灰基胶结充填体抗压强度均随着粉煤灰含量增加而不断增大,并且添加碱性激发剂能有效提高强度指标;添加了激发剂的粉煤灰基胶结充填体强度在各龄期段的增长速率明显高于未添加激发剂的充填体强度增长速率;粉煤灰基胶结充填体抗压强度随着激发剂掺量增加均表现出先增大后减小的趋势,并且在激发剂掺量为3%时达到最大值;此外,添加Na OH的充填体强度明显高于添加Na2Si O3的充填体抗压强度,并且对28 d抗压强度的改善效果优势更为突出;随着养护时间增加,水化反应生成的凝胶物质也逐渐增多,水化产物填充了孔隙结构从而促使充填体具有较好的承载性能。     

电解水对生石膏超细磨的影响及作用机理

利用电解水改善胶体磨对生石膏的超细粉磨效果,并采用FTIR等手段对溶液和超细磨产品进行了表征。结果表明,电解改性水对生石膏超细磨效果的改善作用明显。在料浆质量浓度为16%、超细磨时间为25 min的条件下,利用电解20 min的改性水可使生石膏超细磨产品的d₉₀从54.6 μm减小至2.21 μm,比表面积则从203 cm2/g增大至2265 cm2/g。当水经电解处理20 min时,水体中自由水的羟基总含量增大了2.42百分点,强化了生石膏表面钙离子活性点与水之间的亲和作用,导致生石膏料浆黏度减小了16.74 mPa·s。上述作用可改善生石膏料浆的流动性并强化胶体磨齿轮对生石膏的剪切作用,使生石膏超细磨产品内部裂纹增多并有利于改性水渗入生石膏内部,使其最强峰面间距、微观应变和位错密度增大而结晶度和晶粒尺寸变小,最终提高了生石膏超细磨效率。      

温度对白云石粉砂浆强度和水化产物的影响

将白云石粉与石灰石粉水泥砂浆分别采用20℃、40℃和60℃的温度进行养护,对比分析白云石粉和石灰石粉对水泥砂浆强度的影响规律,同时采用X射线衍射仪(XRD)和差热分析仪(DSC)对白云石粉水泥的水化产物进行分析。结果表明:当白云石粉或石灰石粉掺量小于10%时,砂浆强度未明显下降。20℃和40℃养护时,石灰石粉砂浆强度要高于白云石粉砂浆,而在60℃下白云石粉砂浆则要优于石灰石粉砂浆。20℃养护的白云石粉水泥和石灰石粉水泥均可生成单碳铝酸钙,但龄期延长到60 d时,水化产物中的钙矾石含量明显降低。而60℃养护的白云石粉水泥则主要生成水滑石,且水滑石的形成有效稳定了钙矾石的含量,从而更有利于促进砂浆强度的发展。     

脱硫石膏基自流平砂浆耐水性改善及机理研究

研究掺入粉煤灰和水泥对脱硫石膏基自流平砂浆基本性能的影响,重点考察了对耐水性的影响,采用压汞法测试了孔隙率及孔径分布情况。结果表明:掺入粉煤灰和水泥对砂浆拌合物的流动度、凝结时间及早期力学性能有不同程度影响,综合考虑施工性能和力学性能,建议粉煤灰和水泥适宜掺量分别为20%以内和10%以内;粉煤灰和水泥分别通过物理作用和化学作用实现了砂浆孔径细化,水泥的细化效果更明显,相较空白样,水泥掺量8%的砂浆3 000~10 000 nm孔径范围内占比下降90%以上,宏观上表现为耐水性的显著改善。     

磷石膏人造骨料组分优化及耐水性改善研究

针对磷石膏占用大量耕地资源、易产生环境污染等问题,使用磷石膏、矿渣、粉煤灰、水泥等材料制备人造骨料推动磷石膏资源化利用。通过正交设计得到最佳配比：9%（质量分数,下同）矿渣粉,10%粉煤灰,5.5%水泥,75.5%磷石膏,并通过压制制备人造骨料。人造骨料28 d筒压强度最高可达7.2 MPa,1 h吸水率低于10%。分析其固化机理可知,胶凝体系各物料相互之间反应、物料激发部分磷石膏发生水化反应生成钙矾石、水化硅酸钙凝胶等水化产物,水化产物逐渐填充颗粒间空隙,颗粒间结合更加紧密使得磷石膏基骨料强度持续发展。采用直接掺混、预处理磷石膏、浸泡包衣3种不同改善方法对其开展耐水性能改善研究,发现采用防水剂OS时,不同处理方法均能改善骨料界面亲水性,其中包衣处理后接触角达到122.7°,骨料表面已为疏水状态。包衣处理对骨料强度影响小,可有效提升骨料各项耐水性能。     

硫酸盐对石膏复合胶凝材料水化进程的激发作用研究

采用KAl(SO4)2·12H2O和Al2(SO4)3·18H2O为激发剂,研究硫酸盐激发剂对石膏复合胶凝材料(GCB)凝结时间、力学性能和耐水性的影响,用SEM和XRD分析硫酸盐在GCB中的作用及其影响机理。结果表明,GCB的主要水化产物是钙矾石和C-S-H凝胶,硫酸盐有利于钙矾石和C-S-H凝胶的生成。两种硫酸盐都能显著提高GCB的早期强度,改善其泌水和耐水性能;达到最佳掺量1%时,KAl(SO4)2·12H2O的激发效果更好,GCB试样7 d抗压强度为24.7 MPa,软化系数大于0.9。     

脱硫石膏砌块的性能研究

为获得轻质且强度高的新型脱硫石膏砌块材料,以脱硫石膏为原料通过添加膨胀珍珠岩、玻璃纤维和防水剂来研究新型石膏砌块表观密度、断裂荷载、抗压强度、软化系数、吸水率等变化情况。研究结果表明,当膨胀珍珠岩掺量为1.25％、玻璃纤维的饱和掺量为1.4%、防水剂的掺量为2%时石膏的表观密度及力学性能最优,在此条件下制备砌块砖表观密度为959kg/m₃,断裂荷载为2720N,抗压强度为10.7MPa。     

磷石膏制备高强石膏工艺研究

采用"半液相法"以磷石膏为原料制备α高强石膏。考察了蒸压温度、蒸压时间、料浆质量分数以及转晶剂的种类、掺量对抗折强度和抗压强度的影响,得出了磷石膏制备α高强石膏的最佳工艺。结果表明:蒸压温度为140℃,蒸压时间3 h,制样质量分数66.7%,硫酸铝用量为0.1%,三元羧酸用量为0.05%(以磷石膏质量计算)时可制备出抗压强度为34.7 MPa的高强石膏,符合α高强石膏JC/T 2008-2010强度标准。     

半水/无水磷石膏复相胶凝材料水化硬化特性研究

采用半水磷石膏与无水磷石膏复配制备复相磷石膏胶凝材料,通过测试复相磷石膏的凝结时间、强度性能和水化温升,结合X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）技术研究复相磷石膏水化硬化特性。结果表明,半水磷石膏激发无水磷石膏水化,使其水化放热加快,凝结时间缩短;无水磷石膏延缓半水磷石膏凝结硬化,凝结时间延长,水化放热减缓;与纯半水、无水磷石膏相比,复相磷石膏晶体形貌致密程度高,孔隙率低,硬化体强度较好。     

利用柠檬酸石膏液相法生产高强度α-石膏的研究

本文综述了柠檬酸石膏在国内的综合利用现状,探讨了采用柠檬酸石膏液相法制备高强度α-石膏的研究。通过对实际生产料浆浓度、转晶温度、压力、转晶剂种类与添加比例、脱水方式和干燥工艺参数的调整,利用柠檬酸石膏生产出高强度α-石膏产品。     

再生砖粉掺量对水泥水化特性及力学性能的影响

再生砖粉具有作为辅助性胶凝材料的潜力,但会导致水泥砂浆的力学性能显著降低,再生砖粉高效利用的关键在于其水化过程的调控。研究了不同掺量下再生砖粉-硅酸盐水泥浆体在25和60℃下的水化动力学特性,阐明了再生砖粉掺量对再生砖粉-硅酸盐水泥砂浆的力学性能和微结构的影响,揭示了再生砖粉-硅酸盐水泥的早期水化机理。结果表明：当水化温度为25℃时,再生砖粉-硅酸盐水泥的水化放热速率和水化放热量均随再生砖粉掺量增加而线性减小,60℃时降幅减小;25℃时再生砖粉-硅酸盐水泥的水化过程为成核结晶生长→相界面反应→扩散过程控制（NG→I→D）,随着再生砖粉掺量增加,NG阶段与I阶段反应速率减小,D阶段反应速率增大,发生水化阶段转变的时间前移;60℃环境下水化加速,相界面反应速率提高,水化过程主要为NG→D;再生砖粉会导致浆体的孔隙率提高,有害孔数量增多,进而显著降低了砂浆强度,随再生砖粉掺量提高,砂浆强度降低幅度增大,而砂浆力学性能的降低幅度会随水化龄期增长而减小。     

黄石膏-水泥复合胶凝材料的水化机理

以废渣黄石膏10%、水泥90%、高效减水剂1.2%～2.0%为原料配制的胶结材胶砂,其抗压、抗折强度满足P.O42.5水泥的强度指标要求,其凝结时间及安定性合格;采用配比为黄石膏30%、水泥70%、高效减水剂1.2%～2.0%,可配制C30混凝土,其抗渗性能达到P12抗渗等级要求;对制备的不同龄期胶砂及混凝土试块进行XRD分析,结果表明:黄石膏-水泥复合胶凝材料的水化产物,主要是C-S-H凝胶、钙矾石及二水石膏。C-S-H凝胶、钙矾石及二水石膏相互胶结在一起,形成致密的硬化体,从而产生强度。     

磷石膏—磷渣基复合胶凝材料强度和水化特性研究

为实现磷石膏、磷渣固废材料的再生利用,提高工业固废的利用率,以磷石膏、磷渣作为主要原料,采用水玻璃、水泥熟料和磷石膏共同激发磷渣活性制备磷石膏—磷渣基复合胶凝材料。分别探讨磷石膏掺量、水玻璃掺量和磷渣粉磨制度对磷石膏—磷渣基复合胶凝材料强度的影响;并运用SEM、XRD分析磷石膏—磷渣基胶凝材料硬化体的微观结构及组成形貌。结果表明:磷石膏掺量低于50%时,复合胶凝材料各龄期强度与磷石膏掺量成反比;当m(磷石膏)∶m(磷渣)∶m(熟料)=20∶72∶8,水玻璃掺量为1.5%时,胶凝材料28 d抗压、抗折强度均达到最大值,分别为43、6.3 MPa;较单独粉磨磷渣与水泥熟料而言,混合粉磨制度会产生“微介质效应”,有利于提高复合胶凝材料强度;复合胶凝材料主要水化产物为C—S—H凝胶与钙矾石,钙矾石与未溶解的磷石膏作为骨架被生成的C—S—H凝胶包裹、充填、交织在一起,形成致密结构;复合胶凝材料用于替代水泥作为矿区充填材料时推荐磷石膏掺量为20%～40%。     

耐水型石膏轻质制品的制备工艺及性能研究

以工业副产脱硫建筑石膏为主要原料,有机硅防水剂为添加剂,采用化学发泡和掺入EPS颗粒两种不同的工艺制备轻质石膏制品,研究了其对干密度和吸水率的影响。结果表明,随水膏比及发泡剂用量的增加,发泡石膏制品干密度降低,吸水率升高,最佳水膏比为0.55,发泡剂掺量在16%;加入适量甲基硅酸钠不但可改善发泡石膏制品的耐水性,还可催化发泡剂降低石膏制品干密度,改善石膏制品孔结构,其最佳掺量在4%;聚苯乙烯(EPS)颗粒的适量掺入能有效降低石膏制品干密度和吸水率。EPS颗粒掺量为3.5%时,石膏制品干密度比未掺EPS颗粒降低65%,比化学发泡法制得的石膏降低32%。EPS颗粒掺量为2.5%时,其吸水率仅达到4.3%,比化学发泡法制得的石膏降低85%。