煤矸石质硅铝基材料胶凝机理的研究

系统地开展了利用低温煅烧煤矸石为主要原料制备早期强度高、水化热低且具有良好固土特性的硅铝基胶凝材料的基础研究.采用结构分析的方法,运用高分辨固体核磁共振、液体核磁共振和红外光谱等分析手段研究了煤矸石和高岭石在煅烧、碱介质中溶出和胶凝过程中硅、铝配位的变化,结合其胶凝产物的物相、形貌和水化热,从结构、配位和物相转变的角度来研究煤矸石质硅铝基胶凝材料胶凝机理.揭示了煤矸石的煅烧过程就是铝氧八面体中铝的四配位转化以及铝氧四面体和硅氧四面体解聚过程的重要规律,其中铝氧八面体中铝的四配位转化是煤矸石产生胶凝活性的本源.证明了煤矸石和高岭石在煅烧过程中铝配位的变化与地质界Thompson定律相吻合.比较研究了煤矸石和高岭石的活性与其结构之间的关系,发现低于900℃煅烧煤矸石的红外光谱中,560cm-1附近吸收峰的强度与Si、Al离子的溶出量具有正相关性;五配位铝是偏高岭石具有高活性的主要原因.证明了由于一价和二价阳离子的存在,以高岭石为主要矿物的煤矸石在煅烧过程中没有出现五配位铝.通过对硅铝质物料Si2p、Al2p和Ols结合能与其胶凝材料力学性能之间关系的研究,提出用硅、铝电子结合能评价硅铝物料胶凝活性的新方法.深入研究了不同介质条件下煅烧煤矸石的溶出特性及其胶凝机理.研究表明:煅烧煤矸石在碱性溶液中是以单聚体硅酸根离子和单聚体铝酸根离子的形式溶出;(HO)3SiO-和Al(OH)4-的溶出证明硅铝基胶凝材料反应初期是硅氧四面体和铝氧四面体的再解聚过程,体现在反应后,27Al和29Si NMR谱的共振峰向低场偏移;以硅酸钾为溶出介质,煅烧煤矸石溶出渣29Si MAS NMR谱中-97.36×10-6共振峰的出现揭示了硅铝基胶凝材料胶凝过程中原位键合的作用;随着反应的进行,27Al和29Si NMR共振峰都向高场偏移,表明胶凝过程中与中心铝原子在次级配位圈上直接连接[SiO4]四面体数量增多以及反应产物中硅氧四面体聚合度的增加.根据胶凝过程中硅、铝配位的变化,提出了硅铝基胶凝材料原位键合的反应机理,并将胶凝过程概括为解聚过程、胶结过程、原位键合过程和缩聚过程.     

乙烯基单体对聚氨酯丙烯酸酯性能的影响

分别以苯乙烯(SM)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MA)和丙烯酸(AA)作为活性稀释剂,研究它们对聚氨酯丙烯酸酯性能的影响。结果表明,4种乙烯基单体与聚氨酯丙烯酸酯的相容性均很好,对体系稀释能力的大小顺序为MMA>SM>MA>AA。SM与MMA的反应活性相对较低,制得的样品力学性能较差。AA与MA的反应活性高,其中AA制备的样品断裂伸长率较高,柔韧性较好;MA制备的样品拉伸强度、硬度、压缩强度和压缩弹性模量较高,且随其含量增加,样品的凝胶时间、黏度和断裂伸长率降低,强度和刚度增大。在中后期(≥168 h),随着龄期增加,样品的压缩强度和压缩弹性模量增大,拉伸强度和硬度变化不大。     

养护剂对道床板现浇混凝土收缩开裂性能的影响

为解决道床板现浇混凝土养护难、易开裂的问题,研究了自制高效养护剂对道床板现浇混凝土的强度、塑性收缩变形和抗裂性的影响。结果表明,采用养护剂养护有利于提高混凝土的抗压强度,其早期(7d)抗压强度高于标准养护下的抗压强度,后期(28d和56d)抗压强度与标准养护下的抗压强度相近,但其7d和28d抗折强度略低于标准养护下的抗折强度。在混凝土浇筑成型后立即喷涂养护剂,可有效降低混凝土塑性收缩。72h后,TJ-A、TJ-B和C型3种养护剂分别降低混凝土塑性收缩率为42%、27%和27%,同时,这3种养护剂养护下的混凝土表面水分蒸发量比自然养护下分别降低了60%、54%、60%。养护剂养护有效地防止了混凝土早期裂缝的产生,提高了混凝土的抗裂性能。     

高抗裂低收缩纤维混凝土性能研究

研究了高弹模聚乙烯醇纤维和低弹模聚丙烯纤维及其共同作用对混凝土力学性能和早期抗裂性能的影响,同时研究了混杂纤维、减缩剂及两者复掺对混凝土早期塑性收缩和干燥收缩的影响,讨论了复掺纤维和减缩剂对混凝土抗裂和收缩性能的作用机理.结果表明,纤维可明显提高混凝土的力学性能,改善抗裂能力,其中混杂纤维的效果要优于单一种类的纤维;减缩剂可显著降低混凝土塑性和干燥收缩,但与纤维复掺时作用效果稍有降低,需要采取适当措施保证纤维混凝土中减缩剂作用的发挥.     

环氧树脂灌浆材料的制备及其性能研究

为确定影响环氧树脂灌浆材料性能的关键因素,采用正交设计方法研究了柔性固化剂(651)与刚性固化剂(T31)的复配比例、促进剂和活性增韧剂掺量等因素对环氧树脂灌浆材料性能的影响,并利用功效系数法对影响因素进行了分析.结果表明,增大柔性固化剂的比例,可降低灌浆材料的压缩模量、提高柔韧性和抗冲击能力;增大促进剂掺量和活性稀释剂比例,有利于提高灌浆材料的压缩强度和抗拉强度;掺加增韧剂能在一定程度上降低灌浆材料的初始黏度.采用功效系数法优选出了2组综合性能最佳的环氧树脂灌浆材料,可以应用于灌浆施工.     

混凝土用硅灰粒度分布参数检测条件的研究

为了准确快速测量混凝土用硅灰的粒度分布,以中位径(D50)和粒度分布曲线为评价指标,采用激光粒度仪系统研究了分散剂种类、分散剂浓度、硅灰在介质中浓度、超声分散时间、分散温度以及超声分散频率对硅灰检测结果的影响.结果表明,激光粒度分析仪适用于硅灰粒度分布的检测,且具有高度重复性.六偏磷酸钠和十二烷基苯磺酸钠对硅灰具有显著的分散效果,六偏磷酸钠作为硅灰分散剂的最佳浓度为0.5～1.1 g/L.未使用分散剂时,硅灰最佳分散条件为5 ～ 15 g/L分散浓度、10 min分散时间、40℃分散温度和40 kHz分散频率;六偏磷酸钠加入后,硅灰最佳分散条件为5 ～30 g/L分散浓度、5 min分散时间、20℃分散温度和32 kHz分散频率.     

煤矸石-水泥二元胶凝材料水化动力学研究

为揭示煤矸石对水泥水化过程的影响,采用等温量热仪研究了煅烧煤矸石-水泥复合胶凝体系的水化动力学。煤矸石-水泥二元胶凝材料水化放热规律与纯水泥基本一致;复合盐(CaCl2—K2SO4,CaCO3—K2SO4)能够促进煤矸石-水泥胶凝材料的水化,缩短煤矸石-水泥胶凝材料的水化诱导期,提高煤矸石-水泥的水化放热量;从加速期水化反应速率常数和水化放热量来看,氯盐-硫酸盐比碳酸盐-硫酸盐对煤矸石-水泥二元胶凝材料激发效果更好。     

自密实混凝土剪切变稠和剪切变稀行为研究进展

以工作性能著称的自密实混凝土在生产和施工过程中表现出剪切变稠和剪切变稀现象。鉴于剪切变稠和剪切变稀行为对自密实混凝土施工过程和施工质量的显著影响,总结了自密实混凝土剪切变稠和剪切变稀行为的研究历程,阐述了自密实混凝土剪切变稠和剪切变稀的产生机制,比较了自密实混凝土剪切变稠和剪切变稀的表征方法,分析了自密实混凝土剪切变稠和剪切变稀行为的影响因素,探讨了自密实混凝土剪切变稠和剪切变稀行为的研究前景。     

提高水泥管磨机粉磨效率的技术措施

从应用预粉磨技术，磨内装置改造，选粉机改造技术，使用新型研磨体和助磨剂等方面，论述了提高水泥管磨机粉磨效率的主要技术措施。     

高能球磨制备超细活性SiO_2微粉工艺研究

通过研究硅藻土的结构,在传统工艺基础上提出了以硅藻土为原料.高能球磨法制备超细活性SiO2微粉的 新工艺。