聚合物硫铝酸盐水泥基材料的黏结性能

利用聚合物胶粉改性硫铝酸盐水泥的净浆和砂浆,通过测试拉伸黏结强度、抗折黏结强度和抗压强度,研究不同掺量聚合物胶粉对水泥基材料界面结合能力的影响。试验结果表明:在净浆中,当胶粉掺量为m(胶粉)∶m(水泥)=0.03时,28 d的拉伸黏结强度最大为3.26MPa;在砂浆中,当胶粉的掺量为m(胶粉)∶m(水泥)=0.009,水灰质量比在0.42时,14 d抗折黏结强度最大为7.0 MPa。     

硫铝酸盐水泥基修补砂浆的力学性能

采用可再分散乳胶粉改性硫铝酸盐水泥制备修补砂浆,分别测试其抗折强度、抗压强度、折压比和黏结强度,并结合电子扫描显微镜(SEM)分析水泥砂浆微观结构以及可再分散乳胶粉对硫铝酸盐水泥砂浆的影响机理,研究不同掺量的可再分散乳胶粉对硫铝酸盐水泥砂浆力学性能的影响。试验结果表明:当可再分散乳胶粉质量分数掺量为3%时,水泥砂浆28 d抗折、抗压强度可分别达到8.1 MPa和45.5 MPa,14 d黏结强度可达4.78 MPa;掺入可再分散乳胶粉后,砂浆力学性能改性效果明显。随着可再分散乳胶粉掺量的增加,砂浆的抗折强度大幅度提高,抗压强度降低,折压比增大,黏结强度增大。     

碳纤维改性粉煤灰-偏高岭土地聚合物混凝土的力学性能研究

【目的】地聚合物混凝土由于强度高、耐久性好、低碳环保等优点受到了广泛关注，然而抗裂性差、韧性差等缺陷制约了其应用。【方法】将10组不同体积掺量的碳纤维掺入粉煤灰-偏高岭土地聚合物混凝土中，分析碳纤维体积掺量对地聚合物混凝土轴心抗压强度、弹性模量、抗折强度及折压比的影响。【结论】结果表明，掺入碳纤维可同时对地聚合物混凝土产生增强、增韧的效应；随着碳纤维掺量的增加，地聚合物混凝土轴心抗压强度、弹性模量、抗折强度及折压比均呈先增加后减小的变化趋势，最优碳纤维掺量为0.8%～1.0%;碳纤维对地聚合物混凝土抗折强度的提升效能约优于抗压强度的2倍。为碳纤维改性地聚合物混凝土的工程应用提供进一步的参考。     

偏高岭土对高性能水泥砂浆性能的影响

研究了偏高岭土的火山灰活性,考察了不同偏高岭土掺量对高性能水泥砂浆的流动度、抗折强度、抗压强度和氯离子渗透性的影响.试验结果表明:偏高岭土的火山灰活性高于硅灰;偏高岭土颗粒形貌的不规则性会降低新拌砂浆的流动度;偏高岭土的掺入使砂浆的抗折强度降低,90d养护龄期时偏高岭土掺量为10%的砂浆抗折强度高于偏高岭土掺量为6%,14%的砂浆抗折强度.偏高岭土掺量为10%的砂浆的后期抗压强度最高,90 d养护龄期时可达96.3 MPa;56 d龄期时偏高岭土掺量为0%,6%,10%,14%的砂浆的氯离子渗透性都较低,电通量分别为165,221,191,158 C.     

液态排渣掺量对地质聚合物性能的影响

通过碱激发方式,以矿粉为原料,掺入不同比例的液态排渣制备地质聚合物,研究液态排渣掺量对地质聚合物强度、物相变化、微观形貌、比表面积的影响,并利用L-S相转化法制备条状地质聚合物吸附材料,研究其对水溶液中重金属离子吸附的影响。结果表明:液态排渣掺量对强度有显著影响,液态排渣掺量(质量分数)为30%时28 d抗折强度最高,达8. 7 MPa,28 d抗压强度较空白样仅损失8. 9%,达60. 3 MPa; XRD,FT-IR及SEM分析结果表明液态排渣掺量影响地质聚合物凝胶结构,液态排渣掺量为30%时凝胶结构为海绵状; BET分析结果表明随着液态排渣掺量的增加,地质聚合物的比表面积呈明显递增趋势,液态排渣掺量为30%时,比表面积约为空白样的2倍,达21. 069 m2/g;液态排渣掺量为30%时,条状地质聚合物具有较高的重金属吸附效率,其中Mn2+,Fe3+,Cu2+的最大吸附率分别高达70. 8%,90. 3%和58. 6%。     

颜料对聚合物水泥砂浆性能的影响

向聚合物水泥砂浆中掺入氧化铁颜料制备彩色聚合物水泥砂浆,研究了不同颜料及其掺量的变化对聚合物水泥砂浆力学性能、工作性能和粘结强度的影响,并借助扫描电镜(SEM)表征了彩色聚合物水泥砂浆的微观组织形貌。结果表明：颜料会一定程度降低聚合物砂浆的抗折、抗压强度,且颜料掺量为5%时,对聚合物砂浆的抗折、抗压强度影响显著,随着颜料掺量的逐渐增加,聚合物砂浆的抗折、抗压强度呈现先增加后平缓的趋势;聚合物砂浆的流动度和粘结强度随颜料掺量的增加而减小;SEM测试结果表明颜料一方面会包裹水泥颗粒,阻碍水泥水化,降低彩色聚合物砂浆的抗折、抗压强度,但另一方面颜料能有效填充聚合物砂浆空隙,改善密实度,提高聚合物砂浆的抗折、抗压强度。     

粉煤灰基地聚合物砂浆组成设计与性能研究

以粉煤灰为主要原材料,矿粉为添加剂,水玻璃和氢氧化钠为复合激发剂,标准砂为细集料,制备地聚合物砂浆。运用三维图与等值线作图分析的方法,探究水胶比与胶砂比这两个组成设计参数对粉煤灰基地聚合物砂浆的流动度、抗压强度、抗折强度的影响规律。试验结果表明水胶比与胶砂比均对粉煤灰基地聚合物砂浆流动度与力学强度影响较大。水胶比在0.4~0.42,胶砂比在0.45~0.5时,制备出的地聚合物砂浆工作性能和力学性能较优。基于地聚合物砂浆脆性较大的特点,应用长度为8 mm与12 mm的PVA纤维进行增韧改性。结果表明,掺量为0.5%的PVA纤维对地聚合物砂浆抗压强度影响不大,但是抗折强度显著提高,延性增强,因此压折比下降,弯曲韧性增强。     

颜料对聚合物水泥砂浆性能影响的实验研究

向聚合物水泥砂浆中掺入氧化铁颜料制备彩色聚合物水泥砂浆。研究了不同颜料及其掺量的变化对聚合物水泥砂浆力学性能、工作性能和粘结强度的影响;并借助扫描电镜(SEM)表征了彩色聚合物水泥砂浆的微观组织形貌。结果表明:颜料会一定程度降低聚合物砂浆的抗折、抗压强度;且颜料掺量为5%时,对聚合物砂浆的抗折、抗压强度影响显著;随着颜料掺量的逐渐增加,聚合物砂浆的抗折、抗压强度呈现先增加后平缓的趋势;聚合物砂浆的流动度和粘结强度随颜料掺量的增加而减小。SEM测试结果表明颜料一方面会包裹水泥颗粒,阻碍水泥水化,降低彩色聚合物砂浆的抗折、抗压强度;另一方面颜料能有效填充聚合物砂浆空隙,改善密实度,又提高彩色聚合物砂浆的抗折、抗压强度。     

环氧树脂混凝土力学性能及增强机理

通过正交试验方法来合理优化水性环氧树脂为改性材料的混凝土配合比,测定了不同掺量下的水性环氧树脂混凝土在常温下养护7d的力学性能指标,得出最优混凝土配合比．同时比较了在最优混凝土配合比条件下,掺与不惨水性环氧树脂时混凝土标准养护7d和28d的抗压强度和抗折强度,并对水性环氧树脂增强混凝土各种性能指标的增强机理进行了分析．试验结果表明,掺适量水性环氧树脂后,不但改善了混凝土的早期力学性能,而且也有效地改善了混凝土的韧性,使其变形能力得到提高,混凝土的抗压强度和抗折强度也有较明显的提高．     

复掺功能填料对水泥砂浆性能影响研究

通过四因素三水平正交试验,研究了在不同水胶比(W/C)下,复掺玄武岩纤维(BF)、纳米二氧化硅(NS)、氧化铝粉(Al₂O₃)3种功能材料对水泥砂浆物理与力学性能的影响。结果表明,掺0.1%BF的试样7 d、28 d的抗压强度分别提高了3.6%、8.26%,抗折强度分别提高了3%、10.8%;掺1.0%NS的试样7 d、28 d的抗压强度分别提高了5.8%、8.03%,抗折强度分别提高了6.3%、10.1%;掺5%Al₂O₃的试样7 d、28 d的抗压强度分别提高了15.2%、10.32%,抗折强度分别提高了19%、13.5%。抗压强度最优配比为W/C 0.35、Al₂O₃ 5%、BF 0.1%、NS 1.0%,为制备风机设备基础混凝土高性能抹面砂浆提供参考。     

运用响应面法的工程废土综合改性优化

基于响应面法中的Box-Behnken试验设计方法,在考虑因素间交互作用的基础上对工程废土进行综合改性优化研究.构建成型压力、混合料含水率、水泥掺量及细石掺量等因素与改性后工程废土表观密度、抗压强度、导热系数和软化系数等指标间的响应面,探索各因素对响应指标的影响规律.通过回归模型修正、试验验证获取适用于工程废土综合改性优化指标响应值预测的回归模型方程.结果表明:考虑工艺成本,工程废土在进行综合改性优化时,成型压力、混合料含水率、水泥掺量和细石掺量的最优取值范围分别为15~25 MPa,10.5%~12.5%,8%~12%和3%~6%;各影响因素对改性后工程废土的表观密度、抗压强度、导热系数和软化系数等指标的影响显著程度均不相同,且存在交互作用;修正后的改性工程废土指标响应值回归模型经试验验证,最大偏差值为6.07%,适用于工程废土改性方案的优化和各指标响应值的预测.     

掺合料品种与用量对混凝土性能的影响

基于对高性能混凝土性能影响的研究报道大多是单掺或双掺，利用均匀设计采用多种复合掺，研究不同品种和不同用量的矿物质超细粉复合作用对高性能混凝土工作性、力学性能的影响。结果表明，当配比组合为水泥；磨细矿渣；粉煤灰；硅灰；膨胀剂=3：1：1：0．2：0．02时，塌落度超过130mm，7d、28d、56d劈拉及抗压强度分别达到5．5／45．55MPa、7．7／71．05MPa，8．3／88．8MPa。研究中利用SPSS软件中的逐步回归分析法和MATLAB中的优化技术，利用计算机技术实现了高性能混凝土配合比设计的优化与预测。     

单组分电炉镍渣基地聚物修补材料制备与性能调控

冶炼镍铁每年生产大量的电炉镍渣,目前对其综合利用率很低,大面积的露天堆放造成的严重环境污染问题日渐突出。电炉镍渣含有大量的玻璃相SiO2和MgO,有一定的火山灰活性,为寻求高效绿色的电炉镍渣利用方式,本文以电炉镍渣为原料,制备单组分地聚物砂浆旨将其应用于修补材料领域。然而,前期工作发现纯电炉镍渣基制备的地聚物修补性能并不理想。本研究基于正交实验和极差分析,通过掺入矿物掺合料,改变碱模数和碱当量等关键影响因素对镍渣基地聚物各项修补性能进行调控,获取满足地聚物修补性能的最优配合比以及各关键影响因素对修补性能的影响主次。结果表明：最优配比是矿渣掺量为30%,粉煤灰掺量为30%,碱模数为1.2,碱当量为0.107mol/100g,其28d的抗压及抗折强度分别为90.29MPa、9.23MPa,粘结强度为6.6MPa,干燥收缩率为560×10^-6,满足修补砂浆规范要求。矿渣掺量对其性能调控影响最为显著。该成果可为单组分镍渣基地聚物制备修补材料的工程应用提供理论依据。     

轻质聚合物干粉抹面砂浆抗压强度与抗冻性

外墙抹面砂浆作为建筑物外表层常年受到冻害侵扰,为有效缓解冻害破坏及厘清劣化机理。以空心漂珠作细集料,掺入聚合物干粉与重钙制备不同水灰比的轻质抹面砂浆,通过正交试验,揭示水灰比、可再分散乳胶粉掺量及重钙掺量对抗压强度和抗冻性能的影响规律,并探讨砂浆性能变化的微观机理。结果表明：水灰比对抗压强度影响显著,可再分散乳胶粉掺量次之,重钙掺量影响最小。对于抗冻性能可再分散乳胶粉掺量影响显著,重钙掺量影响最小;在不同养护龄期下,水灰比对抗压强度影响较大,可再分散乳胶粉掺量对抗冻性能影响较大。若将水灰比控制在0.35附近,可再分散乳胶粉掺量与重钙掺量保持在3%以内,虽然抗压强度小幅降低,但抗冻性能优异。综合考虑抗压强度和抗冻性能的实际需求,外墙抹面砂浆的抗冻性能重要程度远大于抗压强度,基于此,可确定干粉抹灰的最优配比为水灰比0.37、可再分散乳胶粉掺量2.8%、重钙掺量3.9%。此外,也可结合实际工作环境与工程要求,设计不同配比的干粉抹灰。     

不同碱当量、粉煤灰和矿渣掺量对碱激发粉煤灰-矿渣地聚物力学性能及微观结构的影响

粉煤灰、矿渣复配组成碱激发复合水泥可以改善单一组分碱激发水泥的性能劣势。为了研究不同碱当量、不同粉煤灰和矿渣掺量对碱激发粉煤灰-矿渣砂浆力学性能、干燥收缩及微观结构特性的影响,采用抗压、抗折强度试验、吸水率试验、干燥收缩试验、微观扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)及傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)试验进行表征。结果表明:3、7、28 d龄期时,随着碱当量和矿渣掺量增加,粉煤灰-矿渣砂浆抗压、抗折强度呈逐渐增加趋势,吸水率和干燥收缩率呈逐渐下降趋势。其中龄期为28 d,碱当量为6%、矿渣掺量为100%时,碱激发粉煤灰-矿渣砂浆抗压强度达到峰值110.84 MPa,抗折强度达到峰值10.77 MPa,吸水率最小,为1.2%,与4%的粉煤灰-矿渣砂浆相比,碱当量为6%的砂浆干燥收缩率均减少10%以上。由微观分析知,粉煤灰-矿渣砂浆在碱激发作用下水化产物主要为铝硅酸盐凝胶和水化硅酸钙凝胶,粉煤灰掺量越大,凝胶结晶度越低。碱当量越大,体系水化产物数量越多,结构越密实。     

基于均匀设计的氯氧镁水泥制品试验研究

采用混料均匀试验设计的方法,对影响氰氧镁水泥制品性能的因素进行了研究。这些因素包括：MgO：MgCl2：H2O（摩尔比）、活性添加剂、轻质填料、抗水性复合外加剂、减水剂等。试验结果表明：用高掺量粉煤灰（占30％）做活性添加剂制备的氯氧镁水泥制品,常温气干状态下养护28d后再浸泡28d,制品的抗压强度可达到18．625MPa、抗折强度达到7．69MPa．且二者的软化系数都大于0．9并无返卤泛霜现象,并建立了强度指标的回归方程。     

岩石边坡生态种植基强度的正交试验

采用正交实验, 在种子能够发芽的前提下, 研究水泥(A)、土壤(B)、腐殖质(C)和水(D)4个因素在不同水平下对基材无侧限抗压强度的影响. 通过正交试验确定了不同龄期时4种因素对基材的影响顺序、各因素的显著性水平及混合基材的优化配比方案. 研究结果表明: 龄期为3 d和7 d时, 4种因素对基材无侧限抗压强度影响顺序从大到小依次为: 水泥、土、腐殖质、水;14 d和28 d影响的顺序分别为: 水泥、腐殖质、土、水和水泥;腐殖质、水、土;龄期为3 d和7 d时, 应选取的基材最佳配比分别为A2B2C1D4和A2B2C2D4;龄期为14 d和28 d时, 应选取的基材最佳配比均是A2B2C2D3;对基材1周内无侧限抗压强度有显著性影响的因素是水泥, 对基材2周后有显著性影响的因素除了水泥外, 还有腐殖质.     

充填体强度影响因素及组合预测模型

水灰比、堆积密实度和比表面积是充填体强度的重要影响因素，但有关各因素对强度影响显著性的研究较少，为此通过3因素5水平正交试验，分别对龄期为3d，7d和28d的试块开展单轴抗压强度试验.对试验结果进行方差分析，获得不同龄期各因素F统计值比(水灰比∶堆积密实度∶比表面积):3d为698.404∶26.148∶0.910，7d为862.626∶35.465∶1.286，28d为1585.404∶31.695∶1.338.分析各因素F统计值和P值，确定因素显著性大小关系为:水灰比>比表面积>堆积密实度;水灰比和比表面积为主要影响因素，堆积密实度为次要因素，所以控制水灰比可以有效控制充填体强度.绘制各因素水平趋势图，以最有利于充填体抗压强度原则确定最优组合为水灰比1.2，比表面积410m²/kg，堆积密实度0.6%.改变最优配比中水灰比值，开展30组不同水灰比的3d，7d和28d试块的抗压强度试验.以试验强度为原始数据，结合灰色预测、模糊分类和马尔可夫理论，建立3d，7d和28d试块强度组合预测模型；分析实测值与GM(1，2)模型、曲线回归模型和组合模型预测平均相对残差，结果表明，组合模型较其他模型具有较高的精度和稳定性.     

多因素对聚合物水泥基功能梯度混凝土抗压强度的影响

针对功能梯度混凝土在地下工程中的应用问题,研究了多因素(水胶比、粉煤灰掺量、硅粉掺量、聚丙烯酸酯乳液)作用对聚合物水泥基混凝土抗压强度的影响,确定了各因素对聚合物水泥基混凝土抗压强度变化的影响程度,并加以定量化表征,提出了多因素共同作用影响聚合物水泥基混凝土抗压强度变化的偏最小二乘二次多项式回归分析模型。结果表明:在试验拟定的影响因素中,聚合物水泥基混凝土抗压强度存在最大值,各因素对聚合物水泥基功能梯度混凝土抗压强度的影响程度以水胶比最大,其次是聚丙烯酸酯乳液、粉煤灰掺量,硅粉掺量最小。最佳因素水平组合为水胶比0. 22、粉煤灰掺量25%、硅粉掺量5%、聚丙烯酸酯乳液6%。     

矿渣掺量对阿利特-硫铝酸钡钙水泥性能的影响

研究矿渣掺量对阿利特-硫铝酸钡钙水泥性能的影响,当质量分数掺量为10%时,阿利特-硫铝酸钡钙水泥3d、28d的强度分别达到44.5MPa和77.6MPa.采用XRD、SEM等方法研究阿利特-硫铝酸钡钙水泥水化产物的组成、结构和形貌,并对该水泥的水化机理进行探讨.结果表明:当矿渣掺量质量分数为10%时,促进了该水泥的水化,有利于水泥强度的提高.