颗粒组成和分布对大掺量粉煤灰水泥性能的影响

中国是粉煤灰资源大国,粉煤灰综合利用率低,在水泥中粉煤灰的掺加量低于40%。研究粉煤灰掺加量大于50%的粉煤灰水泥技术已引起学术界和工程界的密切关注。将粉煤灰直接大量掺入水泥会导致水泥早期强度的降低和凝结时间的延长。本文研究的大掺量粉煤灰水泥,在水泥原材料中加入3%的晶核素,通过晶核诱导作用,使粉煤灰中的硅、铝氧化物迅速生长成稳定的水化矿物相,提高了粉煤灰水泥的早期强度,解决了大掺量粉煤灰水泥早期强度低的问题。粉煤灰的掺加量为50%和60%时,大掺量粉煤灰水泥达到了GB175-2007通用水泥标准的32.5#粉煤灰水泥性能指标要求。在此基础上,通过改变粉磨时间和粉煤灰掺加量,得到若干组不同的粉煤灰水泥试样,采用灰色关联分析研究方法,研究了颗粒组成及分布对大掺量粉煤灰水泥性能的影响。从而进一步研究颗粒级配和水泥性能之间的关系,并通过改变粉煤灰水泥的颗粒级配及组成来达到改善水泥性能的目的。结果表明：对同一配比的粉煤灰水泥,当粉磨时间改变后,影响水泥强度性能的颗粒区间会发生变化;不同配比的粉煤灰水泥,当粉磨时间不同时,其有效作用区间颗粒也有较大的差别,对不同龄期的抗压强度和抗折强度起作用的区间颗粒也不完全相同。     

CaCl_2和CaSO_4·2H_2O激发粉煤灰-水泥体系胶砂强度研究

采用掺入30%,50%粉煤灰的水泥胶砂强度试验,研究了CaCl2和CaSO4.2H2O两种激发剂在单掺、复掺时对粉煤灰活性的激发效果。在试验范围内,CaCl2单掺对30%,50%粉煤灰水泥胶砂体系的粉煤灰激发效果显著;CaSO4·2H2O的单掺对30%粉煤灰激发效果随掺量呈非线性关系,早期强度的激发效果相对明显,掺入量为1.5%时,效果最佳。复掺时粉煤灰活性的激发均高于单掺激发,30%掺量粉煤灰复掺编号F2的粉煤灰水泥体系胶砂早期强度提高最为显著,50%掺量粉煤灰复掺编号F4的整体激发效果最佳。     

氯化钠对粉煤灰水泥性能与水化程度的影响

探讨氯化钠对粉煤灰水泥不同阶段性能与水化程度的影响. 结果表明： 掺入适量的氯化钠可以不同程度地提高粉煤灰水泥不同龄期的水化程度与抗压强度而缩短其凝结时间; 当氯化钠掺量一定时, 随着粉磨时间的延长, 粉煤灰水泥不同龄期的水化程度与抗压强度均有不同程度的提高但增幅下降. 随着氯化钠掺量的增加, 粉煤灰水泥不同龄期的水化程度与抗压强度均先增加后下降, 但其凝结时间却先缩短后增加; 当氯化钠掺量为2%, 粉磨时间为15min时各龄期的水化程度与抗压强度均达到最大值, 而粉煤灰水泥的凝结时间最短. 粉煤灰水泥水化3d的水化程度与抗压强度的增幅最大, 而水化28d的相应增幅最小.     

氯化钠对粉煤灰水泥性能与水化程度的影响

探讨氯化钠对粉煤灰水泥不同阶段性能与水化程度的影响.结果表明:掺入适量的氯化钠可以不同程度地提高粉煤灰水泥不同龄期的水化程度与抗压强度而缩短其凝结时间;当氯化钠掺量一定时,随着粉磨时间的延长,粉煤灰水泥不同龄期的水化程度与抗压强度均有不同程度的提高但增幅下降.随着氯化钠掺量的增加,粉煤灰水泥不同龄期的水化程度与抗压强度均先增加后下降,但其凝结时间却先缩短后增加;当氯化钠掺量为2%,粉磨时间为15min时各龄期的水化程度与抗压强度均达到最大值,而粉煤灰水泥的凝结时间最短.粉煤灰水泥水化3d的水化程度与抗压强度的增幅最大,而水化28d的相应增幅最小.     

机械力与化学激发剂对水泥掺合料改性试验研究

为研究机械力与化学激发剂联合改性方法对制备高性能掺合料的影响,以粉煤灰、矿渣、硅灰为掺合料取代质量分数25%的水泥,进行了机械力与化学激发剂联合改性提高掺合料性能试验.结果表明:矿物掺合料粉磨细化后,比表面积增加,活性指数增长,但细度过细将降低掺合料性能;化学激发剂硫酸钠、L-H、三乙醇胺可提高水泥掺合料强度,当硫酸钠、L-H、三乙醇胺掺量(质量分数)分别为1.5%、1.5%和0.03%时,活性指数R_1达到125.56%,R_3达到112.23%,R_(28)达到110.35%。     

三乙醇胺与硫酸钠复合对粉煤灰-水泥体系性能与结构的影响

探讨三乙醇胺与硫酸钠复合对粉煤灰-水泥体系的抗压强度、凝结时间等性能与结构的影响.结果表明:将适量的硫酸钠与三乙醇胺复合掺入可以不同程度地提高粉煤灰-水泥早期与后期的抗压强度、缩短凝结时间,其水化产物中C-S-H凝胶与钙矾石晶体含量较多;粉煤灰-水泥早期与后期的抗压强度随着粉磨时间的增加均有所增加但增幅下降,其凝结时间随着粉磨时间的增加有所缩短;复合掺入后早期与后期的抗压强度均高于单掺,而其凝结时间短于单掺;当复合掺入量为三乙醇胺0.03%、硫酸钠2%、粉磨时间为15min时,粉煤灰-水泥早期与后期的抗压强度均为最高.     

化学激发剂对大掺量CFB粉煤灰水泥力学性能的影响

本文采用氯盐类、硫酸盐类、碱类以及醇胺类外加剂,探究不同种类化学激发剂对 循环流化床（CFB）粉煤灰水泥的活化效果及力学性能的影响规律。结果表明：无机类外加剂均可激发CFB粉煤灰水泥活性,综合来看激发效果由强至弱依次为：氯盐类＞硫酸盐类＞碱类;醇胺类激发剂掺量较少,且有很好的活性激发效果,尤其对后期强度有着显著的提高;其中DEIPA最佳掺量为0.01%,3d抗压强度相比空白样提升2.4 MPa,28d强度提高7 MPa,达到最高值47.5 MPa。     

化学激发剂对大掺量循环流化床粉煤灰水泥力学性能的影响

采用氯盐类、硫酸盐类、碱类以及醇胺类外加剂,探究不同种类化学激发剂对循环流化床(CFB)粉煤灰水泥的活化效果及力学性能的影响规律。结果表明:无机类外加剂均可激发CFB粉煤灰水泥活性。综合来看,激发效果由强至弱依次为氯盐类硫酸盐类碱类;醇胺类激发剂掺量较少,且有很好的活性激发效果;尤其对后期强度有着显著的提高;其中DEIPA最佳掺量为0.01%,3 d抗压强度相比空白样提升2.4 MPa;28 d强度提高7 MPa,达到最高值47.5 MPa。     

电石渣对大掺量粉煤灰水泥砂浆影响的研究

研究了电石渣及其它激发剂对高掺量粉煤灰水泥砂浆物理化学性能的影响.分别探讨了化学激发,机械粉磨及水热激发对粉煤灰一水泥系统的影响程度.实验结果表明,电石渣及其它激发剂的加入会增加水泥砂浆的用水量、能促进强度的发展,经水热法预处理的电石渣和粉煤灰混合物可使复合水泥砂浆28 d抗压强度达到47.6 Mpa.     

大掺量粉煤灰高性能混凝土试验研究

针对大掺量粉煤灰混凝土存在的早期强度低、抗冻、抗碳化耐久性不足等问题,通过试验研究,结果表明:大掺量粉煤灰高性能混凝土①宜既掺优质粉煤灰又掺引气型高效减水剂,混凝土为中等标号时可选用32.5等级普通硅酸盐水泥;②为确保达到一定的早期强度和耐久性,普通硅酸盐水泥外加粉煤灰不宜大于胶凝材料总量的50%;③含气量宜为3%-5%,其抗冻标号可达到D100以上,同时掺入激发剂、元明粉和生石灰粉后,强度损失和质量损失有所减小,可进一步改善其抗冻性和耐久性;④可添加1.0%-1.5%碱性激发剂元明粉以提高其早期强度和抗碳化性能;⑤若既掺元明粉又掺生石灰粉作碱性激发剂,则可弥补元明粉对后期强度的不利影响,但生石灰粉的掺量不宜超过5%,掺量太大可能会导致膨胀开裂.以上结果为大掺量粉煤灰高性能混凝土的设计提供了有效途径.     

磨细循环流化床粉煤灰-石灰的水化特性

为直观准确分析循环流化床（CFB）粉煤灰的火山灰反应活性,本文通过设计CFB粉煤灰-石灰（8:2）二元体系,采用水化热、XRD和SEM-EDS等测试手段,探讨不同磨细CFB粉煤灰的水化特性及力学性能变化规律。结果表明：粉磨细化有利于CFB粉煤灰火山灰反应的进行,促进其水化产物生成、微结构的优化,从而提高其胶凝材料的力学性能,且粉磨细化程度越高,效果越明显。超细循环流化床粉煤灰具有较快的火山灰反应速率,水化产物以棒状钙钒石（AFt）、无定形C-S-H凝胶和Ca(OH)2等为主,浆体结构较为致密,其早、后期强度比未经磨细的CFB粉煤灰高出2.4 MPa、3.0 MPa,超细化处理的CFB粉煤灰表现出优异的火山灰活性及水化反应能力。     

工业废渣用于地下工程止水帷幕的试验

等厚度水泥土搅拌连续墙作为止水帷幕,具有适应地层广、成墙品质好等独特的优点;但在推广过程中的最大障碍是造价过高;若粉煤灰和矿渣等工业废渣替代部分水泥,则其应用范围将大大提高。为测试工业废渣代替水泥的性能,笔者做了大量无侧限抗压强度和渗透性试验。试验结果表明:性能差别不大的情况下,粉煤灰和矿渣可以部分替代水泥;复合水泥土存在最优配合比,对于黏土,最佳掺入比为30%,最佳水固比为0.6;对于砂土,最佳掺入比则为40%,最佳水固比为0.6;总体而言,粉煤灰配合砂土的物理力学性质较优,矿渣则更适合黏土。添加粉煤灰或矿渣的黏土长期强度接近;而添加粉煤灰的砂土强度平均值比添加矿渣大2.4倍,同时更加稳定。添加粉煤灰的黏土和砂土平均渗透系数是添加矿渣的35%左右。     

粉煤灰水泥土力学特性试验研究

针对上海苏州河区域的软土特点,将粉煤灰和水泥作为固化材料加固饱和软黏土,研究粉煤灰对水泥土力学特性的影响.通过无侧限抗压强度试验,研究了不同粉煤灰掺量、水泥掺量以及不同龄期对水泥土强度和变形特性的影响;通过Matlab数据拟合,提出了水泥粉煤灰固化土的强度预测方法.随着龄期的增长和粉煤灰掺量的增加,固化土的应力应变关系由塑性破坏转变成脆性破坏.当粉煤灰掺量过高时,水泥土中易发生耦合反应,影响固化效果.因此,水泥掺量与粉煤灰掺量比例为1∶1,且粉煤灰最佳掺量为14%~18%.     

掺废渣硼泥陶粒混凝土抗压强度正交试验研究

辽宁省的工业废渣粉煤灰、硅锰渣和硼泥排量巨大,用这些废渣替代部分水泥、石子和河沙配制混凝土既环保利废、具有显著的经济效益和社会效益,又有利于可持续发展.采用辽阳市混凝土常用原材料以及灯塔昌明墙体材料厂生产的硼泥陶粒,通过正交试验优化配合比,分析了水泥用量、粉煤灰掺量、硅锰渣的掺量对硼泥陶粒混凝土抗压强度的影响规律.实验结论,当水泥用量为480 kg/m3、粉煤灰掺量占胶凝材料质量的10%、硅锰渣的掺量为细骨料体积的60%时可以配制出LC30轻骨料混凝土.     

掺合料对硫铝酸盐水泥性能的影响

研究了不同掺量的矿渣、粉煤灰、沸石粉对硫铝酸盐水泥砂浆抗折、抗压强度、Cl^-渗透性的影响；并通过XRD、SEM等方法对不同龄期的净浆水化产物进行分析。结果表明：在硫铝酸盐水泥浆体中，3种掺合料对强度贡献大小顺序为：矿渣〉沸石〉粉煤灰；浆体后期水化速度减慢，表现为后期强度增长不大；掺合料的加入可以增加结构致密性，提高抗Cl^-渗透能力，3种掺合料作用效果为：矿渣〉粉煤灰〉沸石粉。     

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。     

高活性阿利特硫铝酸盐水泥及其水化反应

利用青海省当地原材料制备阿利特硫铝酸盐水泥熟料.该熟料结合了硅酸盐熟料和硫铝酸盐熟料的优点,具有碱性与硫酸根离子的双重激发作用,能很好地激发矿渣、粉煤灰等活性矿物材料.在此基础上,提出了高活性阿利特硫铝酸盐水泥方案.通过微观结构分析,探讨其水化反应的机理与过程,并阐明了复合胶凝体系的优势互补作用的原理.实验证明,高活性阿利特硫铝酸盐水泥,能充分发挥熟料自身独特的矿物组成特性和活性矿物材料的火山灰效应,使硬化浆体中Ca(OH)2含量降低,并因此而获得较为适宜的晶/胶比,使其后期强度明显提高.     

大掺量粉煤灰高性能混凝土配制技术

水泥混凝土作为最大宗的人造材料,对资源、能源的需求和对环境的影响十分巨大.混凝土能否长期维持作为最主要的建筑结构材料,关键在于能否成为绿色材料,达到保护环境与发展同行,在混凝土中大量使用工业废弃物是其发展的重要途径.试验认为,用大掺量粉煤灰生产高性能混凝土是可行的.通过采用对粉煤灰进行磨细处理 高效减水剂的方法,当水泥熟料仅用25%左右,粉煤灰掺量为70%时,可配制得到工作性好,3 d强度大于20 MPa,28 d强度在50 MPa以上,其后期强度有极好发展的混凝土.大掺量粉煤灰混凝土能更多地利用粉煤灰,减少熟料用量,对环境保护极为有利.     

碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的性能研究

为充分利用磷渣和粉煤灰两种工业废渣生产高性能胶凝材料,研究了不同磷渣/粉煤灰配合比的碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的性能.结果表明:碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的凝结时间正常,在掺量为0~30%(质量分数)范围内,随着粉煤灰掺量的增加,碱-磷渣-粉煤灰的凝结时间略有延长.与普通硅酸盐水泥相比,碱-磷渣胶凝材料的抗压强度较高而抗折强度相对较低;掺加粉煤灰后碱-磷渣胶凝材料的抗压强度降低,但抗折强度提高.碱-磷渣胶凝材料的抗冻性和耐蚀性均优于普通硅酸盐水泥,但其干缩较大,用部分粉煤灰取代磷渣粉可一定程度减小干缩.