水泥乳化沥青复合胶浆微观结构特征

采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)和电子能谱(EDXA)等微观试验手段,对由不同粉胶比(质量比)、不同类型水泥和不同岩性填料构成的水泥乳化沥青复合胶浆进行研究,给出复合胶浆微观结构特征.结果表明:水泥乳化沥青复合胶浆由沥青包裹的矿粉与未水化水泥组成的粒状颗粒和纤维状水泥水化产物水化硅酸钙(C-S-H)凝胶、晶状氢氧化钙(CH)等构成;粒状颗粒、C-S-H凝胶和自由沥青相互交织,构成一种空间网络结构;当粉胶比为1.1时,胶浆表面C-S-H凝胶较多,胶浆结构致密,孔隙分布均匀;不同粉胶比复合胶浆中,各有机基团之间或与无机化合物间没有新键生成;石灰岩矿粉、较高强度水泥以及合理的粉胶比有利于复合胶浆微观结构的改善.     

矿粉与水泥的密堆及其对矿渣水泥的性能影响

将一系列经超细粉磨处理的矿渣微粉以不同比例与一定细度的水泥进行匹配 ,制成一系列矿渣水泥试样 ;根据Dinger Funk的数学模型得出粉体最佳颗粒群分布 (即堆积密度达最大的分布 ) ;通过水泥与矿粉的激光粒度检测结果 ,计算各矿渣水泥的实际颗粒群分布 ;运用灰色关联分析原理 ,考察各矿渣水泥试样的颗粒群分布与Dinger Funk最紧密堆积颗粒群分布的相关性 ;对各矿渣水泥进行标准稠度用水量以及硬化浆体的孔隙率等测定 .结果证明 :当矿渣水泥颗粒分布与最紧密堆积的关联度较高时 ,相应的矿渣水泥标准稠度用水量较少 ,硬化浆体孔隙率较低 ,胶砂强度较高 .     

纳米ZrO2改性水泥基复合材料的水化及微观分析

基于亚稳态四方相ZrO_2纳米颗粒的纳米微集料效应,将其应用于改性水泥基复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和低场核磁共振波谱仪表征了纳米氧化锆与水泥净浆的微观结构与形貌,研究了ZrO_2纳米颗粒的掺量、粒径和晶型对水泥基复合材料水化过程的影响规律。结果表明:在水泥净浆中掺入ZrO_2纳米颗粒,将增加标准稠度用水量,促进水泥净浆溶胶向凝胶的转变,增加C—S—H凝胶含量,提高水泥石密实度,对水泥基复合材料微观结构有较明显的改善。     

不同掺量下水泥与矿粉对沥青胶浆性能影响试验研究

为了深入研究水泥与矿粉对沥青胶浆性能改善效果,试验选用水泥与矿粉2种填料与沥青质量比m_c/m_a为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.8等6种比例制备沥青胶浆,对二者的路用性能进行了基本指标测定试验、动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁流变试验(BBR)、标准粘度测定试验,综合评判水泥与矿粉对沥青胶浆性能影响效果。研究表明,m_c/m_a在0.4～0.6范围时,选用水泥填料的沥青胶浆比矿粉填料的沥青胶浆在抗剪强度、耐高温性能和抗车辙能力等方面均有较大幅度的提升,研究成果为水泥作为填料改善沥青混凝土路用性能的可行性提供了依据。     

聚羧酸分子量对净浆流变性能的影响

试验研究了水泥净浆的流变曲线、颗粒堆积密实度、间隙液黏度和聚羧酸减水剂(polycarboxylate superplasticizers,PCE)的吸附量,探究了相同流动度下PCE分子量对水泥净浆流变性能的影响及其内在机理.结果表明:PCE存在一个最佳的分子量范围,使得处于该范围的PCE具有最强的分散能力.在选取的4种PCE中,重均分子量为29.582 kg/mol的PCE减水剂的分散性能最佳.由于桥接作用的存在,分子量大的PCE需要更多地吸附在水泥颗粒表面,以增大颗粒间距,使得浆体的屈服应力(流动度)基本相同.此时,浆体的剩余黏度主要受颗粒堆积密实度与固相体积分数的影响,呈现出随PCE分子量增加而逐渐降低的变化规律.     

泥粉对聚羧酸减水剂水泥净浆流变性的影响

为探究泥粉和聚羧酸减水剂对水泥净浆流变性的影响,在掺入聚羧酸减水剂母液和两种复配助剂的基础上,分别外掺1%,2%,3%的高岭土型和蒙脱土型泥粉,并采用Bingham流变模型系统地研究泥粉掺量、种类和聚羧酸减水剂助剂对水泥净浆屈服应力及塑性粘度的影响规律.通过X射线(XRD)小角度衍射、总有机碳(TOC)、Zeta电位对宏观试验结果进行验证.结果表明:增大泥粉掺量可降低聚羧酸减水剂水泥净浆的流变性;高岭土型普通黏土对降低聚羧酸减水剂水泥净浆流变性的程度小于蒙脱土型膨润土;异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG类)保坍型助剂F1对水泥净浆流变性的促进作用大于异丁烯基聚氧乙烯醚(HPEG类)减水型助剂F2.     

竹浆黑液接枝磺化产物的超滤分级及减水分散性能研究

采用超滤将竹浆黑液接枝磺化产物(GCL1-JB)分成4个不同分子量范围的级分,采用凝胶渗透色谱进行分子量表征,研究了不同分子量级分对水泥净浆和砂浆性能的影响。结果表明,高分子量级分对水泥净浆和砂浆的减水分散性能优于低分子量级分,高分子量级分(大于50 000)在掺量0.5%时,水灰比为0.29的水泥净浆流动度为287 mm,120 min经时流动度损失为7%,3 天、7 天和28 天砂浆抗压强度比分别为159.4%,193.4%,143.8%。中等分子量级分具有很强的引气性和缓凝作用,可改善新拌砂浆的工作性,但是硬化砂浆后期的抗压强度低于空白砂浆。中分子量级分(10 000~50 000)在掺量0.5%时,水泥净浆初凝时间延长140 min,终凝时间延长297 min,28天砂浆抗压强度比为99.8%。     

聚苯乙烯磺酸钠对水泥净浆性能的影响

以废弃的聚苯乙烯为原料制备聚苯乙烯磺酸钠(SPS),考察了SPS对水泥净浆性能的影响。结果表明:向水泥基体中加入微量(例如水泥质量的10-5%)的SPS,水泥净浆的吸水率和化学结合水量减小,抗压强度、抗折强度和冲击强度增大;随着SPS掺量的增大,水泥净浆的吸水率和化学结合水量进一步减小,抗压强度、抗折强度和冲击强度进一步提高;但SPS掺量超过水泥质量的10-3%后,水泥净浆的吸水率略有增大,抗压强度、抗折强度和冲击强度略有降低;SPS的相对分子质量和磺化度对水泥净浆的性能几乎没有影响。     

粉胶比对沥青胶浆高低温性能的影响

为了研究粉胶比对沥青胶浆高低温性能的影响,以及采用水泥、消石灰替代部分矿粉后沥青胶浆的高低温性能变化,采用布氏黏度(RTV)试验研究了不同温度、粉胶比条件下沥青胶浆布氏黏度变化情况。通过动态剪切流变(DSR)试验测试复数剪切模量G~*、相位角δ、车辙因子G~*/sin (δ)等指标,分析沥青胶浆的高温流变特性;采用弯曲梁流变(BBR)试验测试不同温度、粉胶比和水泥、消石灰替换量的沥青胶浆的劲度模量S和蠕变速率m,分析不同沥青胶浆的低温流变特性,并且通过引入低温系数(λ=S/m)进一步评价沥青胶浆的低温性能,从而全面分析不同粉胶比以及不同水泥、消石灰替换量对沥青胶浆的高温性能和低温性能的影响。研究结果表明:增大粉胶比能提高沥青胶浆的高温稳定性,降低感温性,但同时也会降低其低温抗裂性,建议合理的粉胶比范围为1.0～1.3;用消石灰或水泥替代部分矿粉具有同样的效果,均可提升沥青胶浆的高温稳定性,但低温性能也会有所降低;当采用水泥替代时,建议水泥用量为矿粉质量的20%以获得较好的经济性和改善效果;采用消石灰替代时,建议消石灰用量为矿粉质量的20%,以免对沥青胶浆的低温性能产生较大不利影响,必要时应根据实际工程情况加以确定。     

马来酸类聚羧酸减水剂的合成与性能研究

 研究合成了聚乙二醇单甲醚（MPEG）的马来酸单酯(MAMPEG),并将之与丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、乙烯基磺酸钠(SVS)等单体通过自由基水溶液共聚合得到了一系列聚羧酸减水剂,研究了单体加料方式、MPEG相对分子质量、单体组成、引发剂用量等对所得减水剂水泥净浆流动度的影响。结果表明,采用先加MALMPEG、后连续滴加其他单体的加料方式比MALMPEG和其他单体一起滴加的加料方式所得减水剂的性能更好,两者的水泥净浆流动度分别为310 mm和240 mm;随着MPEG相对分子质量增大,所得减水剂水泥净浆流动度先增大后减小,以MPEG-1000为最佳;随着单体组成中酸根离子单体与酯类单体比例的增加,所得减水剂的水泥净浆流动度先增大后减小,当(AA+SVS)/(MALMPEG-1000+HEMA)=1.39(摩尔比)时,所得减水剂的水泥净浆流动度最大;随着引发剂用量增加,所得减水剂水泥净浆流动度先增大后减小,适宜的引发剂用量为单体摩尔总量的1.5%～2.5%。     

矿渣水泥活性研究

将矿渣、水泥粉磨成不同细度,以不同掺量、细度的矿粉与水泥相配伍,探讨其与矿渣水泥强度(以活性指数 表示)的关系.研究表明,在矿渣低掺量(质量分数25%)时,矿渣水泥早期(7d)胶砂活性指数与矿渣水泥总体细度、 水泥与矿渣的细度差均有关,即细度差愈大,总体细度愈粗,活性指数愈高;当矿渣掺量(质量分数)大于50%,细度 差与早期活性有更大的关联性———细度差愈大,活性指数愈高.矿渣水泥后期(28d)胶砂活性则与矿渣水泥总体细 度的关联性很大,细度愈细,活性愈高;而水泥与矿渣的细度愈接近,活性愈高.     

Cemented backfilling performance of yellow phosphorus slag

The experiments on the cemented backfilling performance of yellow phosphorus slag, including physical-mechanical properties, chemical compositions, optimized proportion, and cementation mechanisms, were carried out to make good use of yellow phosphorus slag as well as tackle with environment problems, safety problems, geological hazards, and high-cost issues during mining in Kaiyang Phosphorus Mine Group, Guizhou. The results show that yellow phosphorus slag can be used as the cement substitute for potential coagulation property. Quicklime, hydrated lime, and other alkaline substances can eliminate the high residual phosphorus to improve the initial strength of backfilling body. The recommended proportions (mass ratio) are 1:1 (yellow phosphorus slag:phosphorous gypsum), 1:4:10 (Portland cement: yellow phosphorus slag:phosphorous gypsum), and 1:4:10 (ultrafine powder:yellow phosphorus slag:phosphorous gypsum) with 5wt% of hydrated lime addition, 60wt% of solid materials, no fly ash addition, and good rheological properties. The hydration reaction involves hydration stage, solidifying stage, and strength stage with Ca(OH)2 as the activating agent. The reaction rates of yellow phosphorus slag, Portland cement, and ultrafine powder hydration with the increase of microstructure stability and initial strength.     

硫酸钠激发钢渣粉活性改良水泥土试验研究

钢渣是钢铁冶炼中产生的固体废弃物,其矿物组成以硅酸盐相为主,具有潜在的胶凝性质,利用钢渣和水泥混合改良淤泥质土具有很好的研究意义,不仅可以充分利用现在仍然是废物的钢渣材料,对环境改良做出贡献,同时可以代替部分水泥,节约资源,但钢渣的活性较低导致其早期强度难以发挥。采用Na2SO4作为激发剂,与钢渣粉混合使用以激发其活性,使得早期强度能达到工程要求;进行无侧限抗压强度试验(UCS)及X射线衍射试验(XRD),试验结果表明,在掺加Na2SO4试剂后,钢渣粉－水泥—淤泥土早期强度得到大幅度提升,龄期为7天时,其强度与未掺Na2SO4试剂龄期28天的强度相当,说明Na2SO4的掺入对早期强度有明显的改良作用。通过XRD进行物相检索,结果表明,激发剂的加入促进了钢渣－水泥的水化过程以及Ca(OH)2,CaSO4等水化产物的生成。     

大掺量矿渣粉混凝土抗碳化性能的研究

研究了用50%和70%（质量分数）矿渣粉替代硅酸盐水泥对混凝土力学性能和抗碳化性能的影响,对混凝土的碳化方程(X=Ktb)进行回归分析。结果表明：矿渣粉掺量为50%时,其混凝土28d抗压强度甚至优于硅酸盐混凝土,但碳化深度和碳化系数K随着矿渣粉掺量的增加而增加,b值则呈下降趋势,且在同一胶凝材料的情况下,K值与强度负相关。     

电炉氧化钢渣全组分高效利用的试验研究

提出一种电炉氧化渣资源化利用的新方法并进行了试验研究,即首先对钢渣中铁质金属组分进行磁选回收,然后将剩余尾泥采用3种石膏分别活化处理后用于生产钢渣硅酸盐水泥。结果表明,回收的渣铁粉折合品位为69%,回收率为50.51%,产率为25%;延长电炉氧化钢渣粉磨时间,使钢渣解离度增大,不利于弱磁性矿物的选出,降低了铁质资源的回收率;增加磁选管磁感应强度,可提高弱磁性矿物的选出率,对提高钢渣中铁质资源回收率效果显著;加入适量的石膏类激发剂能够对钢渣尾泥进行化学活化,其中半水石膏的活化效果最佳;活化后的钢渣尾泥可以达到一级钢渣微粉的国标要求,掺入30%尾泥粉的钢渣硅酸盐水泥的各龄期力学性能均达到42.5强度等级的国标要求。     

钢渣粉固化淤泥质水泥土强度特性试验研究

采用电子探针、X射线衍射、扫描电镜等研究方法,分析了钢渣粉的化学成分、矿物组成及微观结构,结果表明钢渣粉具有胶凝潜力。把钢渣粉作为淤泥质水泥土的外掺剂,制备钢渣粉淤泥质水泥土试块,通过无侧限抗压强度试验研究钢渣粉掺入比对淤泥质水泥土无侧限抗压强度的影响。试验发现在水泥掺量和龄期相同的条件下,随着钢渣粉掺量的增加,水泥土试块的无侧限抗压强度先增后降,当控制好钢渣粉掺量时,可以有效提高淤泥质水泥土的强度。最后,在结合试验数据的基础上,从理论上分析了水泥和钢渣粉加固淤泥质土的作用机理,为钢渣粉在水泥土中的应用提供了理论依据。     

超细矿渣粉对水泥水化的影响

通过X射线衍射试验,分析了超细矿渣的细度、取代量及龄期对水泥水化的影响.试验结果表明:与基准浆体相比,掺入超细矿渣粉28 d龄期水化样中Ca(OH)2晶体的衍射峰强度急剧下降,且消耗Ca(OH)2晶体的数量与水化样龄期及超细矿渣粉取代量和细度密切相关.掺P1000超细矿渣粉(比表面积实测值1 885 m2/kg)水泥水化速度非常快,3 d时二次水化反应已基本完成,从3 d到60 d Ca(OH)2的含量变化不明显;而且随着矿渣细度的增加和矿渣粉比表面积的增大,其吸收Ca(OH)2晶体的能力增强.但随着水泥水化产物中Ca(OH)2晶体数量的减少,C3S和C2S等熟料矿物水化并未加快,这与一般规律不符,还需结合其他实验手段进一步分析.     

用矿物掺和料配制高性能混凝土的研究

目的配制高性能混凝土。方法利用矿物掺和料来实现配制高性能混凝土之目的。结果从高性能混凝土的特性出发,选用20%粉煤灰、30%矿渣微粉进行单独等量取代水泥。通过对各组试样的工作性能、力学性能以及耐久性能的比较,研究对高性能混凝土的影响,并对其作用特点进行初步分析。结果表明:采用定量粉煤灰、矿渣微粉及少量减水剂可配制28d强度大于73~90MPa,坍落度大于225mm的C60和C80高性能混凝土。结论粉煤灰和矿渣微粉可以用于配制高性能混凝土。     

低掺量粉煤灰基地聚物胶凝材料性能试验研究

为了研究粉煤灰基地聚物胶凝材料的组成对其性能的影响,对C类粉煤灰分别掺入少量（质量分数小于17%）偏高岭土和矿渣粉后,进行了两种地聚物胶砂试块的力学性能试验研究,并与相同配比、相同制作养护条件下的普通硅酸盐水泥胶砂试块进行了比较.试验结果表明：纯粉煤灰（C类）地聚物胶凝材料强度低于P.O 42.5水泥;当外掺料质量分数大于17%时,粉煤灰基地聚物胶凝材料强度超过同龄期（14 d）的水泥;掺入矿渣粉的粉煤灰基地聚物抗压强度高于掺入等量偏高岭土的粉煤灰基地聚物.