赤泥-高炉矿渣-钢渣三元体系注浆材料试验研究

为解决地下工程灾害治理中大量消耗水泥造成的环境污染、造价高等问题,本文基于协同理论制备了赤泥-高炉矿渣-钢渣基三元体系全固废类注浆材料,系统研究了钢渣对赤泥-高炉矿渣二元体系工作性能、力学强度的作用规律,并结合X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、压汞仪等微观测试手段分析其作用机理。试验结果表明：钢渣对赤泥-高炉矿渣二元体系力学强度具有提升作用,当其掺量为10%时,28 d抗压强度可达12.78 MPa,增幅为59.84%。钢渣经机械粉磨和高温活化后,其协同作用可进一步提高,随着钢渣粒度的减小,浆液结石体力学强度逐渐增强;随着活化温度提升,结石体力学强度呈先增加后减小的趋势。钢渣在10%最优掺量下,活化温度为700 _^oC,粒径为200目时,赤泥-高炉矿渣-钢渣基注浆材料结石体的力学强度最优,28 d强度达到15.1MPa。此外,钢渣的掺入还可以促进赤泥-高炉矿渣基浆液的凝结,凝结时间缩短,浆液的流动性降低。微观分析表明：钢渣可参与赤泥-高炉矿渣体系的水化反应,而且钢渣微粒在浆液结石体中具有充填效应,使结石体更加密实,进而提高结石体力学强度;此外,在高温条件下,钢渣中生成钙芒硝,硅酸二钙,硅酸三钙,铝酸钙胶凝矿物,可促进钙矾石和水合铝酸钙的生成,对强度具有提升作用。     

不同水饱和度充填体力学性能及损伤机制研究

注浆充填被广泛应用于提升岩溶区溶洞的工程稳定性,充填体力学性能直接影响工程建设及服役安全性.采用单轴抗压强度试验机、压汞仪和扫描电镜针对不同含水饱和度石灰石尾矿基充填体的力学特性和损伤机制进行了系统研究.结果表明:随着饱和度增加,充填体抗压强度先提高后减小,饱和度为75％时,抗压强度最优,养护龄期为28 d时抗压强度可达6.8 MPa.微观分析可知,充填体水化产物为无定形凝胶(C-S-H凝胶、N-C-S-A-H凝胶)、钙矾石和未反应的石灰石尾矿颗粒,含水饱和度为75％时,内部结构最致密.基于充填体的应力-应变关系,描述了单轴压缩条件下不同饱和度充填体的变形过程,随着饱和度的增加,充填体破坏模式由剪切破坏转变为拉伸破坏.因此,建立了不同饱和度充填体的损伤本构模型,为岩溶充填工程的设计及服役性能评判提供可靠依据.     

超细矿物掺合料对复合海工修复材料性能影响研究

基于构筑物修复界面性能,通过掺加超细矿物优化普通硅酸盐水泥–硫铝酸盐水泥复合修补材料的力学、粘结和抗蚀性能,使其满足海洋构筑物修复要求。研究结果表明：超细矿粉和硅灰能够提高材料的粘结强度和抗侵蚀性能,最优掺量分别为10%和9%。超细矿物掺合料的高火山灰活性和颗粒效应改善了硅酸盐–硫铝酸盐水泥复合水泥的修补性能和抗侵蚀性能,并延缓了复合海工修补材料的凝结时间。