脱硫石膏－粉煤灰活性掺合料设计及水化特性

针对电厂两大工业废渣--烟气脱硫石膏及粉煤灰,通过试验研发用于混凝土的活性复合矿物掺合料.以适当比例复合后的脱硫石膏及粉煤灰等量取代水泥掺入到水泥砂浆中,通过活性激发措施,以胶砂流动度、早期强度以及强度发展规律等作为控制指标探索脱硫石膏及粉煤灰的最优配比,同时通过微细观结构的SEM观测评价脱硫石膏-粉煤灰活性矿物掺合料在水泥基材料中的作用效应.结果表明,脱硫石膏及粉煤灰以1:2的比例复合等量取代水泥30%掺入水泥砂浆中,可获得较为优异的胶砂流动度、早期强度,而后期强度能赶上甚至超过基准水泥胶砂;SEM表明由于脱硫石膏及其它外加组分的活性激发效应,粉煤灰的活性得到有效激发,早期有明显的钙矾石生成.脱硫石膏-粉煤灰复合矿物掺合料的研发可大量消纳燃煤电厂的工业废渣,且在水泥基材料体系中具有优异的水化及低成本特性,具有显著的"绿色"效应,符合中国"可持续发展"的战略要求.     

柠檬酸渣掺合料对水泥基胶凝材料性能影响的研究

为探索柠檬酸工业废渣与粉煤灰、矿粉复掺对水泥基胶凝材料基本性能的影响,采用正交试验结合等体积替代方法,研究几种掺合料对胶砂抗折强度、抗压强度、胶砂流动度等基本性能的影响,对其矿物成分、微观形貌等做了进一步分析研究,探索各种掺合料的作用机理.结果表明:不同掺量的柠檬酸渣与粉煤灰、矿粉复掺对胶砂强度及流动度均具有显著的影响...     

矿物掺合料对机制砂水泥基自流平砂浆性能的影响

试验选用普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥与半水石膏的三元胶凝体系,选用机制砂作为细集料,制备全机制砂水泥基自流平砂浆.选用粉煤灰、石粉与硅灰作为矿物掺合料,并研究矿物掺合料对全机制砂制水泥基自流平砂浆流动度、抗压抗折强度与尺寸变化率的影响.研究结果表明:矿物掺合料的火山灰效应对自流平砂浆力学性能的发展产生积极影响,自流平砂...     

磨细锶渣、磨细矿渣及粉煤灰活性效应对比

采用火山灰活性量化分析方法,运用胶砂强度、活性效应比强度系数、活性指数等指标对比分析了磨细锶渣、磨细矿渣和粉煤灰三者之间的活性效应.分析表明,胶砂强度可以评价胶砂试件的砂浆强度,但不能量化其中掺合料的强度贡献;而比强度指标可对各个龄期水泥胶砂试件中掺合料的活性效应,及其在胶砂试件总强度中所占的强度百分率进行量化评价,弥补了胶砂强度分析的缺陷.所研究的掺合料中,磨细矿渣及煅烧磨细锶渣的活性效应最好,且前者的后期活性较好,而后者更有利于早期的活性发展.     

湿磨工业废渣制备混凝土浆状掺合料的研究

鉴于搅拌磨研磨效率高及工业废渣一般含有水分的特点,提出用搅拌磨湿磨处理工业废渣制备含有一定水分的浆体状混凝土矿物掺合料(浆状掺合料)。采用自制搅拌磨对掺合料水固比(矿浆浓度)、球料比等湿磨实验参数进行研究,利用沉降方法和马歇尔筒实验分析了制备的浆状掺合料的分散稳定性及流变性能,并对用浆状掺合料配制混凝土进行了研究。结果表明,采用搅拌磨湿磨可制得分散性及流变性良好的浆状掺合料;采用粉煤灰、矿渣浆状掺合料,可配制出强度等级为C15~C60、坍落度为(200±20)mm的混凝土;掺量(质量分数)为40%~60%的粉煤灰浆状掺合料混凝土28 d强度可超过纯水泥混凝土。     

湿排粉煤灰复合电石渣制备高活性矿物掺合料浆

为了有效利用湿排粉煤灰及电石渣等资源,用其二者制备高活性矿物掺合料浆.研究了湿排粉煤灰复合电石渣矿物掺合料浆的制备工艺及其所配制净浆试件各龄期强度与水化产物(XRD、SEM)的变化.结果表明:湿磨配浆过程中,湿排粉煤灰与电石渣(固含量)存在最佳质量比75:25.高Ca(OH)2含量的电石渣及改性剂促进水泥水化所提供的碱性环境有利于激发粉煤灰颗粒的早期活性,促进了其二次水化反应的进行.     

水泥胶砂硫酸盐侵蚀的温度效应研究

研究不同配比胶砂件在5℃、20℃、5℃和20℃冷热交替3种温度的硫酸盐溶液中浸泡1年后的外观、强度和矿物成分变化。结果表明：温度对硫酸盐侵蚀过程的影响与胶凝材料组成有关。温度越高，纯水泥砂浆的硫酸盐侵蚀破坏越快．砂浆中生成了更多的钙矾石与石膏晶体；但温度越高越有利于矿物掺合料火山灰活性的发挥，反而使加掺舍料砂浆受侵蚀程度减轻；且使用活性较低、活性期越长的矿物掺合料时，这种温度效应越明显。     

镁渣火山灰活性试验研究

通过对镁渣的化学组成、水泥胶砂强度试验和微观结构分析,研究了镁渣的火山灰活性、细磨加工效应和与粉煤灰的复合效应机理,旨在从力学效应方面分析镁渣作为砂浆和混凝土掺合料的可行性.结果表明,镁渣具有一定的火山灰活性,细磨加工能提高镁渣活性,在渣灰比≤60%时,镁渣与粉煤灰的复合效应显著.     

基于渗流理论的矿物掺合料效应分析方法

根据基于渗流理论的孔隙率强度模型的物理意义,认为利用矿物掺合料硬化浆体数据拟合的模型参数值以及不同龄期孔隙率-强度数据点与纯水泥拟合曲线的偏差,可分析矿物掺合料的掺合料效应。对钢渣、矿渣和粉煤灰等的掺合料效应分析表明,矿物掺合料均能在一定程度上提高孔在三维空间渗流临界点的水泥石强度σ0,体现了其微集料效应。因不同矿物掺合料的二次水化反应能力差异,在长短不一的水化早期内使其硬化浆体强度较纯水泥有一定下降,体现出不同程度的强度负效应,而在水化后期,各矿物掺合料均体现出一定的强度正效应。     

固废基矿物掺合料在快硬硫铝酸水泥中的应用研究

采用一次速冻养护制度,测试了固废基矿物掺合料对快硬硫铝酸盐水泥胶砂抗折和抗压强度的影响规律;通过XRD分析了固废基矿物掺合料对快硬硫铝酸盐水泥水化产物的影响;利用SEM和压汞试验,研究固废基矿物掺合料对快硬硫酸盐水泥水化产物微观结构的影响。结果表明：当固废基矿物掺合料掺量为5%～10%时,可以明显提高和改善快硬混凝土的抗折和抗压强度;一次速冻虽然使快硬混凝土的早期强度有所降低,但提高了其后期强度;适量的固废基矿物掺合料有利于提高快硬硫铝酸盐水泥水化程度,提高水泥浆体的密实度和整体性。     

掺大量混合材水泥组分优化与性能研究

研究了在混磨工艺下,大掺量混合材水泥中粉煤灰、矿渣的优化比例.固定混合材总量为44%和粉磨时间不变,对不同粉煤灰、矿渣用量的水泥颗粒级配和力学强度进行了测试,同时分析了掺混合材对水泥石孔隙结构和微观形貌的影响.结果表明：矿渣掺量占总混合材料用量的27%～34%时,水泥颗粒级配和力学性能最佳.掺配比例合理的大量混合材使水泥石孔隙结构细化,水泥石中大于100μm的粗孔明显减少或消失,即显著增加了小于0.1μm的细孔含量;同时可使水泥石微观结构均匀致密,大量层片状聚集的氢氧化钙晶体消失.     

聚丙烯纤维混凝土抗压强度与收缩性能时变规律研究

为了提高混凝土强度与改善混凝土的收缩性能,在混凝土中掺入聚丙烯纤维、硅灰及粉煤灰等掺合料,采用平行组对比试验,研究了掺合料对混凝土抗压强度和干燥收缩性能的影响规律,得到了相应的回归公式.结果表明,单掺粉煤灰的混凝土3,7,28 d抗压强度明显低于基准组,56 d抗压强度与基准组相差不大;复掺粉煤灰和硅灰混凝土的早期和后期抗压强度较单掺粉煤灰混凝土有不同程度的提高;聚丙烯纤维、粉煤灰和硅灰复掺可以显著抑制混凝土干燥收缩,且混凝土龄期与收缩率符合对数函数关系.     

矿物掺和料对水泥浆体的流变性和相容性的影响

不同的矿物掺和料及其掺量,对水泥浆体的流变性及与外加剂的相容性有不同的影响.通过水泥浆体的扩展度和黏度2个指标来研究矿物掺和料对水泥浆体的流变性及与外加剂的相容性的影响.试验结果表明：在最佳掺量时,矿物掺和料对改善浆体流变性和相容性效果最好,且不同的矿物掺和料的最佳掺量区别较大.硅灰的最佳掺量为5%～10%;普通矿粉的最佳掺量为10%;2种超细矿粉和粉煤灰的最佳掺量为20%～30%.     

矿物掺合料对混凝土氯离子渗透扩散性研究

研究了不同种类、不同掺量的矿物掺合料对混凝土氯离子渗透性的影响,试验结果显示:单掺矿物掺合料(磨细粉煤灰、矿渣、硅灰)改善混凝土抗氯离子渗透能力,且改善效果硅灰最佳,磨细粉煤灰其次,矿渣最差.从机理上分析,矿物掺合料的火山灰效应改善了混凝土中水泥石与集料之间的薄弱界面,降低孔隙率,使孔细化,同时生成更多低碱度的C-S-H凝胶增加混凝土的Cl-固化能力,从而提高了混凝土抗氯离子渗透能力.     

高能球磨处理粉煤灰的形貌特征及水化特性

研究了粉煤灰的显微结构,采用高能球磨技术处理粉煤灰,通过扫描电镜和透气法研究了处理后的煤粉灰的结构变化及比表面积变化。结果表明,球磨处理后的粉煤灰极度细化,大颗粒硬质玻珠被打破并无规则化,比表面积增大。热分析结果表明,球磨后的粉煤灰水化放热量缓增,强度实验表明,球磨５ｈ后,配制的粉煤灰水泥强度提高４倍。     

矿物掺合料对自密实混凝土抗氯离子渗透性的影响

耐久性是自密实混凝土（SCC）的重要性质。本文应用电通量法研究了掺粉煤灰、矿渣的SCC抗氯离子渗透性能,通过对单掺和复掺时SCC电通大小的分析发现：粉煤灰和矿渣都能改善SCC的抗氯离子渗透性能,矿渣提高SCC的抗氯离子渗透性能要优于粉煤灰,二者复掺对SCC抗氯离子渗透的复合叠加效应并不明显。其机理是粉煤灰和矿渣提高水泥石密实性,强化混凝土界面过渡区,粉煤灰、矿渣物理化学吸附作用能固结Cl-,降低Cl-渗透性。SCC中掺入掺合料能减少离析、避免泌水,达到自密实效果,粉煤灰对混凝土流动增大的作用效果要优于磨细矿渣的效果。掺合料复掺对自密实混凝土强度具有复合叠加效应,混凝土28 d强度等级可提高1～2级。     

抗裂型外加剂对粉煤灰混凝土抗压强度的影响

考虑抗裂型外加剂类型及其掺量的影响,开展了粉煤灰混凝土在养护与硫酸盐腐蚀条件两种情况下抗压强度的试验研究。试验结果表明：不同粉煤灰掺量下UEA型膨胀剂对混凝土力学性能的影响规律一致,HME-V高效抗裂剂的影响规律不同。养护龄期内,掺加UEA或HME-V与30%粉煤灰的混凝土抗压强度值均在90 d后处于稳定,掺量均以5%为最佳强度掺量,硫酸盐腐蚀后以5%外加剂掺量的试件损失最低。5%和8%两种掺量下,随着粉煤灰掺量的提高（10%~30%）,掺加两种抗裂外加剂的试件28 d抗压强度均降低。养护的30%粉煤灰掺量的UEA试件强度总大于HME-V试件。硫酸盐腐蚀后掺加HME-V的试件强度大于UEA试件强度。HME-V外加剂较UEA能更好地延缓硫酸盐腐蚀造成的力学性能损失。     

MECHANICAL PROPERTIES AND MICROSTRUCTURE OF COMPOSITE BINDERS CONTAINING SHALE ASH AND FLY ASH

The microstructure and the mechanical properties of hardened mortars made of superplasticized composite binder containing shale ash and fly ash are investigated. The pozzolanic reaction consumes the oriented Ca (OH)2 crystals, thus making the transition zone dense. Appropriately proportioning of shale ash and fly ash decreases the water requirement and increases the packing density of composite binder mortars, therefore increases their strength. Super plasticizer promotes the carbonation of calcium hydrates and the formation of ettringite that is transformed gradually into mono-sulfoaluminate hydrate in composite binder mortars. The joint action of fine complex mineral admixture and super plasticizer has a synergistic effect to improve the mechanical properties of composite binder.     

The influence of mineral admixtures on bending strength of mortar on the premise of equal compressive strength

The influence of mineral admixtures on bending strength of mortar on the premise of equal compressive strength was investigated. Three mineral admixtures (fly ash, ground granulated blast-furnace slag and steel slag) were used. The adding amount of mineral admixture in this study ranges from 22.5% to 60%, and the water-to-binder ratio ranges from 0.34 to 0.50. With equal compressive strength, different mortars can be arranged in such a descending order with their bending strength: cement-fly ash mortar, cement mortar, cement-GGBS mortar, and cement-steel slag mortar. With the same compressive strength, the higher the steel slag content and water-to-binder ratio, the lower the bending strength of mortars. However, the effect of mineral mixture content and water-to-binder ratio on the bending strength of cement-fly ash mortar and cement-GGBS mortar is far inconspicuous.     

粉煤灰改良膨胀土抗剪强度室内试验研究

以宜昌市某公路沿线的膨胀土为原材料,采用宜昌热电厂产生的粉煤灰为外掺剂,在室内进行直接剪切试验,观察不同掺灰量对改良膨胀土的抗剪强度指标的影响规律.研究结果表明,掺粉煤灰改良膨胀土能提高膨胀土的抗剪强度,掺入粉煤灰之后,内摩擦角增大,黏聚力降低.掺粉煤灰改良膨胀土提高膨胀土的抗剪强度主要靠提高内摩擦角来实现.随着掺入粉煤灰量的增加,改良膨胀土的内摩擦角先增大后减小,当掺灰量达14％时,内摩擦角达到最大值.随着掺人粉煤灰量的增加,改良膨胀土的黏聚力逐渐降低,降低的趋势先快后慢.随着掺入粉煤灰量的增加,改良膨胀土的抗剪强度先增大后减小,当掺灰量达到14％时,抗剪强度达到最大值.结论为：掺灰量达14％时,改良效果最好.