废石-石粉混合骨料固结粉胶凝材料充填体强度试验研究

为了降低金川镍矿下向分层胶结充填的采矿成本,应用固结粉新型胶凝材料和废石粗骨料进行充填法采矿。针对废石粗骨料充填料浆存在的分层离析问题,以石粉作为细骨料,开展废石-石粉混合骨料的胶结充填体强度试验。首先,开展废石-石粉不同配比混合骨料的粒径级配分析;然后,针对不同石粉掺量,开展了混合骨料固结粉胶结充填体强度正交试验。通过对试验结果进行极差分析和二次多项式逐步回归分析,获得的充填料浆优化配比为:石粉质量分数30%、固结粉体积质量3 100kg/m~3、料浆质量分数80%;最后,对充填料浆优化配比进行验证试验。试验结果表明,废石-石粉混合骨料固结粉胶结充填体3d、7d、28d强度分别达到1.68MPa、3.06MPa、7.80MPa,满足该矿下向分层进路胶结充填强度要求,已在该矿山成功应用,获得了显著的经济、社会与环保效益。     

凝灰岩石粉掺量对活性粉末混凝土性能的影响

以0.14水胶比成型活性粉末混凝土(RPC)为基体,采用凝灰岩石粉取代部分胶凝材料制备RPC,研究凝灰岩石粉掺量对RPC抗压强度、抗折强度和微观结构的影响。结果表明：RPC的抗压强度、抗折强度随凝灰岩石粉掺量增加呈下降趋势。凝灰岩石粉在胶凝体系中发挥了一定的火山灰效应和填充效应,改善了RPC的微观结构;掺量为5%凝灰岩石粉掺制备的RPC能满足力学要求,28 d龄期的抗压强度为119 MPa,抗折强度为12.4 MPa,孔隙率最低,且界面区最密实;当凝灰岩石粉掺量超过5%后,对微观结构的改善效果有所下降,当凝灰岩石粉掺量超过20%时,已不利于RPC微观结构的改善。     

石墨掺杂装配式结构水泥基复合材料的制备与性能研究

以石墨为掺料、水泥砂浆为基体材料制备了石墨掺杂装配式结构水泥基复合材料,考察了石墨掺量和石墨掺入方式对复合材料抗折强度、抗压强度和导热性能的影响.结果表明,无论是普通搅拌工艺试块还是超高速搅拌工艺试块,随着石墨掺量从0％增加至12％,试块的7 d抗折强度都呈现逐渐减小的趋势,试块的28 d抗折强度都呈现先增加后减小的特征;随着石墨掺量的增加,试块的7 d和28 d抗压强度都呈现逐渐减小的趋势.无论是普通搅拌工艺试块还是超高速搅拌工艺试块,随着石墨掺量从0％增加至12％,试块的28 d导热系数都呈现逐渐升高的趋势;石墨掺量为7％的石墨掺杂水泥基复合材料具有最佳的抗折强度、抗压强度与导热系数组合.     

玻璃纤维增强碱式硫酸镁水泥制备工艺研究

以玻璃纤维为增强材料,木屑为轻质骨料,碱式硫酸镁水泥为胶凝材料制备了复合板材.研究了水泥的氧化镁活性、摩尔比、水灰比、外加剂掺量、养护温度、玻璃纤维层数对复合板材不同龄期下的抗折强度和抗压强度的影响.研究结果表明,采用a-MgO/MgSO4摩尔比为6.0,水灰比为0.35,木屑掺量为20%,玻璃纤维层数为3时可制备出抗压强度为35.89 MPa,抗折强度为15.6 MPa的复合板材.采用高温养护,可提高复合板材的早期强度.采用XRD、SEM分析了外加剂和养护工艺对水化相组成和形貌的影响.     

石灰石粉和粉煤灰对混凝土强度和耐久性的影响

采用少量熟料与超细石灰石粉和劣质粉煤灰复合制备混凝土,并研究了石灰石粉和粉煤灰对混凝土的强度和耐久性的影响。研究表明:用少量熟料与超细石灰石粉和劣质粉煤灰复合能够制备出中低强度等级的混凝土,并且混凝土的强度随着龄期不断增长。当混合材料(包括石灰石粉和粉煤灰)掺量为60%时,石灰石粉和粉煤灰比例为8:2试样的180d抗压强度最大,超过50MPa;当混合材料料掺量为70%时,石灰石粉和粉煤灰比例为7:3的试样的180d抗压强度最高,超过了40MPa。混凝土的抗碳化性均较好,除了混合材掺量为80%的复合胶凝材料制备的混凝土的抗冻性和抗氯离子渗透性较差外,其他试样均较好;混凝土经过180d养护后的抗氯离子渗透能力均得到显著增强。     

粉煤灰掺量对全再生自密实混凝土工作性能与力学性能的影响

本文使用再生粗骨料全部替代天然粗骨料,用粉煤灰分别替代20%、30%、40%、50%和70%(质量分数)水泥,制备了不同水胶比(0.36、0.40和0.45)的全再生自密实混凝土,通过抗折强度试验和抗压强度试验,分析了粉煤灰掺量和水胶比对全再生自密实混凝土性能的影响规律,得到了粉煤灰的合理掺量,提出了适用于全再生自密实混凝土抗折强度的计算公式。结果表明：当粉煤灰掺量由20%增至40%时,所有全再生自密实混凝土拌合物的坍落扩展度呈先增加后降低趋势,且均表现出良好的间隙通过能力,但混凝土拌合物扩展时间T₅₀₀受粉煤灰的影响不显著;随着粉煤灰掺量增加,全再生自密实混凝土的抗压强度和抗折强度均呈先增加后降低趋势,抗折强度受粉煤灰掺量的影响程度要高于抗压强度;全再生自密实混凝土抗压强度和抗折强度受水胶比的影响程度相同;综合粉煤灰掺量对全再生自密实混凝土工作性能和力学性能的影响,建议粉煤灰对水泥的取代率为30%。     

金川矿山废石-铜渣尾砂混合骨料充填特性试验研究

针对金川龙首矿实施-12mm破碎废石粗骨料充填存在料浆分层离析的问题,开展了掺铜渣尾砂细骨料试验并对混合骨料的级配进行优化,通过对不同铜渣尾砂掺量的混合骨料级配特征分析、管输特性正交试验和充填体强度正交试验,结果发现:铜渣尾砂掺量为10%、15%、20%时混合骨料级配和密实度较好,细骨料掺量从10%增长到30%时,充填料浆的平均泌水率从13.71%逐渐降低到9.92%,泌水率降低效果明显。试验确定混合骨料中铜渣尾砂掺量为20%,胶凝材料添加量为290kg/m3,料浆质量分数78%,坍落度27cm,泌水率仅为6.1%,有效解决了粗骨料充填中的离析问题。     

掺加粉煤灰混合骨料胶结充填体强度试验研究

为了解决金川矿山废石粗骨料充填采矿存在的分层离析技术难题,首先对该矿-12 mm破碎废石、-5mm棒磨砂及粉煤灰等充填骨料进行级配特征粒径分析。分析结果表明,3种骨料均不适合作为单一充填骨料;然后以粉煤灰作为细骨料,开展废石棒磨砂粗骨料掺合料的级配优化与胶结充填体强度试验,通过不同掺量粉煤灰替代混合粗骨料的胶结充填体强度试验,研究粉煤灰掺量与充填体强度和沉缩率的关系。试验结果表明,粉煤灰对充填体早期强度增长不利,对后期强度增长的促进作用明显,28d强度是3d强度的3.4倍,是7d强度的1.8倍。最终确定的充填料浆最优配比为:胶凝材料添加量为290kg/m~3,粉煤灰掺量为200kg/m~3,料浆质量分数为82%。     

石墨-水泥基复合材料的制备与性能

为提高水泥基材料的抗电磁干扰性能,制备了石墨-水泥基复合材料,测试了材料的电阻率、电磁屏蔽效能和力学性能.结果表明:对石墨-水泥基复合材料,在一定范围内,随掺入的石墨质量分数(下同)的增加,材料电阻率呈下降趋势.石墨掺入量为5%～10%时复合材料电阻率下降非常明显,超过15%以后,电阻率变化已不太明显;随着石墨掺量的增加,复合材料的电磁屏蔽效能也逐渐增大,石墨掺入量为15%时达到最大值,而抗折强度及抗压强度则随着石墨掺入量的增加有所下降.     

超细高活性矿物掺合料对UHPC水化和收缩性能的影响

本试验研究了超细高活性矿物掺合料(超细掺合料)与硅灰以单掺、复掺的方式制备超高性能混凝土(UHPC),分析了复掺不同掺量超细掺合料对UHPC的工作性、力学性能、水化热和收缩性能的影响。结果表明:UHPC流动性随超细掺合料掺量的增加而增加,跳桌流动度最高为275 mm;将超细掺合料与质量分数为10%的硅灰以复掺的方式制备UHPC时,随超细掺合料掺量的增加,UHPC抗折强度先增加后降低,抗压强度先增加后趋于平稳,最大抗折强度和抗压强度分别为25.9 MPa和150.0 MPa;超细掺合料与质量分数为10%的硅灰复掺制备的UHPC水化热随超细掺合料掺量增加,先增大后减小;复掺质量分数为10%的超细掺合料与质量分数为10%的硅灰制备的UHPC早期收缩量最小,比单掺质量分数为20%的硅灰制备的UHPC低50.92%。     

废弃玻璃粉对水泥石高温抗压强度和微观结构的影响

废弃玻璃粉作为一种高SiO₂含量的固体废弃物,可以有效防止油井水泥石在高温下的强度衰退,从而提升深井、超深井固井水泥环长期封隔完整性。本文研究了150 ℃、21 MPa下,不同粒径废弃玻璃粉对水泥石抗压强度、渗透率和微观结构的影响。结果表明:150 ℃、21 MPa下净浆水泥石180 d抗压强度为8.57 MPa,较1 d衰退76.04%;掺入废弃玻璃粉可以提高水泥石抗压强度的长期稳定性,在内掺40%(质量分数)粒径为45 μm的废弃玻璃粉情况下,水泥石在180 d时抗压强度为31.85 MPa,较1 d仅衰退3.95%,渗透率为1.28×10^-2 mD,较1 d降低16.88%;掺入废弃玻璃粉改变了水泥石150 ℃、21 MPa下的物相组成,净浆水泥石的主要结晶相为氢氧化钙和水硅钙石,掺入不同粒径废弃玻璃粉的水泥石主要结晶相为硬硅钙石和托贝莫来石;内掺40%粒径为45 μm的废弃玻璃粉的水泥石中托贝莫来石晶粒尺寸稳定;随龄期增加,净浆水泥石孔结构向大孔径发展,内掺40%粒径为45 μm的废弃玻璃粉的水泥石的孔结构更加致密,180 d内各龄期均以凝胶孔为主。     

超细粉制备高密高强炭素材料

以超细焦炭粉和球形石墨为原料，以CJF-43和FB为粘结剂，通过特定工艺制备高密度高强度炭素材料。测试其体积密度、抗压强度、电阻率、肖氏硬度等性能，研究树脂种类及含量、细颗粒含量、球形石墨的含量、成型压力对其性能的影响。结果表明，FB的粘结效果好；随着球形石墨含量的增加，样品密度提高，机械强度降低；随着细颗粒的增加，样品的密度和硬度提高；其他工艺条件不变，在100MPa下样品的成型效果好。     

废瓷砖再生骨料对砂浆及砼性能的影响

利用废弃瓷砖制备再生粗、细骨料以取代天然砂石,研究了废瓷砖再生骨料对砂浆、混凝土性能的影响;并通过劈裂实验及抗折实验,对比分析了再生骨料、天然碎石与水泥石的界面粘结性能.结果表明:在相同配比条件下,与天然砂石集料相比,废瓷砖再生骨料有利于提高砂浆、混凝土的强度,减小干缩率,但会导致工作性变差.在相同龄期条件下,不同类型骨料-水泥石的界面粘结强度均随水灰比的降低而增大.在相同水灰比条件下,废瓷砖再生骨料-水泥石界面28 d劈裂强度、抗折强度均较碎石-水泥石界面的要大,表明再生骨料-水泥石界面粘结性能更好.     

废混凝土粉对水泥胶砂相关性能影响实验研究

对废弃混凝土(C30)进行破碎,用筛分仪筛分成细集料,按照不同比列代替部分水泥制备砂浆,并对掺有混凝土粉的水泥砂浆进行抗压、抗折、流动度与收缩性测试,研究废弃混凝土的回收利用。试验结果表明,若侧重于降低水泥收宿,同时为保证高强度要求,可选20%~30%混凝土粉掺量作为参考值。     

不同强度废旧混凝土水泥稳定再生材料路用性能研究

为了研究废旧混凝土强度与再生集料性能及水泥稳定再生基层材料的力学及耐久性能之间的影响规律,采用钻芯法对废旧桥梁T梁、立柱、废旧路面混凝土不同结构部位取样进行抗压强度试验,得出废旧混凝土的强度推定值,分别为25.8 MPa、37.4 MPa、58.1 MPa。对3种不同强度废旧混凝土再生集料的性能进行对比,并分析了不同强度废旧混凝土对再生集料性能及水泥稳定再生材料力学和耐久性能的影响。结果表明:废旧混凝土强度增加,再生集料的压碎值、针片状含量、吸水率减小,塑限指数及相对表观密度增大;废旧T梁、立柱、路面混凝土水泥稳定再生材料最佳含水率及最大干密度分别近似的呈线性减小和增大的趋势;同时,无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冲刷性能均表现增大的变化规律,但干缩性能减弱。废旧混凝土强度增加能有效提高水泥稳定再生材料的路用性能。     

偏高岭土对模拟商混站强碱性废泥基人造石强度的影响

为实现商混站强碱性废泥的资源化利用,以实验室模拟的商混站强碱性废泥为对象进行人造石制备研究,探究了偏高岭土掺量及水灰比对人造石强度的影响规律及机理,并借助XRD和SEM分析了人造石的物相组成及微观形貌。结果表明:添加偏高岭土可以显著提高人造石的固结强度,当偏高岭土掺量为6%(质量分数)时抗压强度增幅最大,相对于对照组,14 d、28 d强度增长率分别为18.2%、20.3%;随着水灰比的增加,人造石抗压强度呈先增大后减小的趋势,14 d、28 d的抗压强度分别在水灰比为0.44、0.46时达到最大,分别为44 MPa、46 MPa。     

石墨/环氧树脂导电胶的研究

研究了以石墨、环氧树脂、三乙醇胺及其它添加剂组成的导电胶体系。分别以鳞片石墨、还原石墨、鳞片石墨/铝粉作导电介质制备石墨导电胶。通过多种分析手段对三种石墨导电胶的导电性能、力学性能和热学性能等进行了考察三种石墨导电胶的性能参数为:当w(石墨)=35份时,鳞片石墨导电胶鳞片石墨/铝粉导电胶和还原石墨导电胶的体积电阻率分别为0.05690.48830.2794Ω·cm,剪切强度分别为6.211.19.3MPa,热失重速率分别为-8.7-4.7-7%/min[当w(石墨)=30份、升温速率为8℃/min时]。石墨导电胶具有良好的工业应用前景。     

原位聚合法制备环氧树脂/石墨复合材料的性能研究

采用原位聚合法制备了环氧树脂/石墨复合材料,并对其进行热重(TG)、扫描电镜(SEM)和力学性能分析。结果表明,环氧树脂/石墨复合材料的邵氏硬度和抗弯强度随石墨含量而变化,当其含量为17.44%(质量分数)时,两者出现最大值,抗弯强度达到22.4 MPa,邵氏硬度达到5.21 HD;石墨的加入也使复合材料的电性能和热性能得到提高,其耐热温度可达350℃。     

砖混类再生微粉泡沫胶凝材料力学性能研究

利用建筑垃圾制备的再生微粉,可以有效替代水泥,减少水泥资源的使用,提高建筑垃圾的资源利用率。本文通过气泡参数分析、力学性能测试等方法,研究了砖混类再生微粉和发泡剂掺量对低强度泡沫胶凝材料力学性能的影响。结果表明：再生微粉的掺入会导致胶凝材料抗压强度降低,微粉掺量大于水泥时,胶凝材料抗压强度随再生微粉掺量增加而小幅提高;浆体流动度随再生微粉掺量的增加先降低后增高;再生微粉掺量较小时,发泡剂掺量对浆体流动性影响较大,而当微粉掺量较大时,发泡剂掺量对浆体流动性无显著影响;不同批次再生微粉性能差异较小。通过调节再生微粉和发泡剂掺量可制备满足不同力学性能需求,同时具有良好流动性的泡沫胶凝材料。