铁尾矿粉对水泥砂浆性能的影响及机理分析

选取比表面积为340m~2/kg铁尾矿原粉和比表面积为680m~2/kg的磨细粉,研究铁尾矿粉细度和掺量对水泥砂浆流动性和强度的影响规律,并分析作用机理.试验结果表明,在所研究的掺量范围内(不大于50%),两种细度的铁尾矿粉都可以提高水泥砂浆的流动性;随着铁尾矿粉掺量增加,砂浆强度增大,当原矿粉掺量超过10%,磨细粉掺量超过20%时强度开始降低,低于基准样.水泥水化放热量结果表明,与基准样相比,当原矿粉掺量小于8%,或磨细粉掺量小于20%时,诱导期延长,水化放热量减少;当原矿粉掺量为8%,磨细粉掺量为20%时,诱导期缩短,水化发热量增大,可以加速水化.氮吸附测得的砂浆孔结构结果表明,掺入铁尾矿粉可以减少多害孔数量,改善砂浆的孔结构.铁尾矿粉掺入的稀释效应也可以促进早期水化.总之,一定量铁尾矿粉对砂浆性能的影响是物理稀释效应、加速水化效应和填充密实效应的综合作用,增大铁尾矿粉细度更有利于三大效应的发挥.     

矿物掺合料对活性粉末混凝土力学性能的影响

为了研究不同矿物细掺合料对活性粉末混凝土力学性能的影响,用硅微粉、粉煤灰、石英粉、粉煤灰与石英粉双掺（双掺组）共4种矿物掺合料,分别取代不同比例的硅粉来制作活性粉末混凝土试块;同时,采用不同的养护温度和不同的养护龄期对混凝土试块进行养护;最后,测出4组混凝土试块的抗压和抗折强度以及棱柱体的抗压强度,分别绘出抗压和抗折性能曲线。研究结果表明：同一种矿物掺合料,养护温度越高,其抗压和抗折强度越高;在同一养护条件下,粉煤灰改善活性粉末混凝土的抗压和抗折性能效果最好,石英粉最差,硅微粉和双掺组介于两者之间。     

化学-机械耦合效应对铁尾矿粉胶凝活性的影响

采用CaSO_4·2H_2O为活化剂,粉磨2.0h的铁尾矿粉具有火山灰活性.当其掺量为0.5%时,7d、28d活性指数与抗折强度比为最大,最大程度激发了铁尾矿粉的胶凝活性.并采用红外光谱法与微量热法研究了活化机理,研究结论表明:在化学-机械耦合作用下,铁尾矿粉中无序物质增多;而且该铁尾矿粉的掺加促进了水泥铝相的二次水化,显著提高了胶凝活性.     

铁尾矿粉制备高延性纤维增强水泥基复合材料

探索采用铁尾矿粉取代粉煤灰作为矿物掺合料制备高延性纤维增强水泥基复合材料( ECC)的可行性,重点研究铁尾矿粉掺量对ECC的拉伸特性和抗压强度的影响,并比较所研发的新型铁尾矿粉ECC与传统粉煤灰ECC的宏观力学性能.研究发现,采用铁尾矿粉作为矿物掺合料制备高延性纤维增强水泥基复合材料是可行的. 在同等矿物掺合料掺量下,铁尾矿粉ECC的强度性能低于粉煤灰ECC,但表现出更强的拉伸延性. 在所研制的铁尾矿粉ECC中,当铁尾矿粉与水泥质量比为1. 2~2. 2时,ECC的28 d抗压强度为36. 7~54. 2 MPa,满足一般混凝土结构对抗压强度的要求. 此时,ECC的28 d极限拉伸应变为3. 4% ~4. 3%,铁尾矿的总用量占固体基体原材料总质量的66. 6% ~77. 0%.     

铁尾矿加气混凝土在蒸压养护条件下反应机理

通过X射线衍射、扫描电镜、红外光谱、差热扫描热重分析等测试方法,研究了铁尾矿加气混凝土在蒸压养护条件下的反应机理.未蒸压坯体中主要水化产物为钙矾石、结晶度低的水化硅酸(CSH)凝胶和Ca(OH)2,铁尾矿中部分矿物X射线衍射峰降低.经蒸压养护后,钙矾石的X射线衍射峰消失,托贝莫来石的X射线衍射峰增强,表明在高温高压和热碱激发下,铁尾矿中的矿物成分发生分解,活性组分SiO2和Al2O3结合Ca(OH)2发生反应,生成托贝莫来石。     

铁尾矿加气混凝土在蒸压养护条件下反应机理

通过X射线衍射、扫描电镜、红外光谱、差热扫描热重分析等测试方法,研究了铁尾矿加气混凝土在蒸压养护条件下的反应机理。未蒸压坯体中主要水化产物为钙矾石、结晶度低的水化硅酸（CSH)凝胶和Ca(OH)2,铁尾矿中部分矿物X射线衍射峰降。经蒸压养护后,钙矾石的X射线衍射峰消失,托贝莫来石的X射线衍射峰增强,表明在髙温髙压和热碱激发下,铁尾矿中的矿物成分发生分解,活性组分SiO2和Al2O3结合Ca(OH)2发生反应,生成托贝莫来石。     

矽卡岩型铜尾矿蒸压制品水化过程及其强度发展

通过对尾矿蒸压制品试块的强度测试、X 射线衍射分析和扫描电镜观察,探讨了矽卡岩型铜尾矿-矿渣-硅砂-熟料-石膏体系的试块在静停期、高温高压蒸养阶段和出高压釜后的常温养护中发生的水化反应,研究了原料中钙质组分和硅质组分掺量变化对反应生成水化产物的种类和数量以及这些水化产物对试块强度的影响。发现蒸压制品制备过程中各个阶段的强度取决于生成的水化产物种类和数量,而水化产物的种类和数量主要取决于原料中钙质组分的含量和硅质组分的含量及存在形式。     

石灰石粉掺量对超高性能混凝土水化演变的影响

为制备生态型超高性能混凝土,采用不同体积掺量的石灰石粉(34%,54%和74%)降低超高性能混凝土(UHPC)中的水泥和硅灰用量,并研究石灰石粉对UHPC的抗压强度发展和水化演变的影响.试验结果表明:由于水泥中只含有少量的C_3A,石灰石粉在UHPC中几乎不参与化学反应,只作为一种惰性的填充材料;与传统配合比相比,掺加54%石灰石粉不仅能改善拌合物的工作性,还能提高混凝土的抗压强度,56 d时,UHPC的抗压强度由155 MPa提高至170 M Pa;由于填料稀释效应,水泥的水化程度由39.0%提高至66.2%.研究发现,过高掺量的石灰石粉会降低体系中活性组分的含量,因此石灰石粉最优掺量的确定需要满足体系内水泥与水含量的平衡关系,符合水泥完全水化理论要求,确保UHPC体系中具有足够的水化产物能够胶结其他颗粒材料.     

超细矿粉对水泥土力学性能的影响

目的研究水泥和超细矿粉复掺对水泥土力学性能的影响,比较不同掺量水泥和超细矿粉所引起水泥土无侧限抗压强度变化之间的差异.方法在固化剂掺量10%条件下,分别测试了不同超细矿粉和氢氧化钙掺量下水泥土的无侧限抗压强度,分析水泥掺量对大掺量超细矿粉水泥土的应力-应变曲线;利用扫描电子显微镜分析固化水泥土的微观结构.结果养护龄期7 d时,超细矿粉水泥土无侧限抗压强度随超细矿粉取代率增加呈下降的趋势,但下降幅度逐渐减小;养护龄期14 d和28 d时,随超细矿粉取代率增加,水泥土无侧限抗压强度呈先减小后增大的趋势.当超细矿粉的取代率为80%时,养护7 d时的水泥土无侧限抗压强度下降了29%,而相同超细矿粉取代率的水泥土在14 d和28 d时的无侧限抗压强度分别提高了9.3%和15%.超细矿粉掺入有利于改善水泥土结构的密实性,掺量为80%的水泥土结构表面有絮状胶凝物和针状钙矾石生成.结论水泥土的无侧限抗压强度随水泥掺量的增大和养护龄期的延长而提高;水泥的掺入可以改变水泥土的弹性模量;随水泥掺量增加,水泥土应力峰值增大;超细矿粉可细化水泥土的孔隙,使结构更加密实.     

超高性能混凝土掺合料应用综述

超高性能混凝土(UHPC)具有高强、高韧和耐腐蚀等特性,前景广阔。高水泥含量是导致UHPC经济效益低、环境污染重和能源消耗高的重要因素之一,限制了其广泛应用。相较于水泥,硅灰、粉煤灰、粒化高炉矿渣、石灰石粉和偏高岭土及稻壳灰等掺合料的CO2排放与能耗更低,作为工业或农业废弃物来部分替代水泥,配置低水泥用量UHPC意义重大。在UHPC特有的超低水灰比条件下,各掺合料的理化性质差异明显,水化过程中可同时产生一种或多种效应,包括增塑效应、微集料效应、火山灰效应、形态效应和温峰削减效应,综合对比各掺合料水化结果,硅灰和粉煤灰对UHPC产生的影响最为突出。合理的单掺对减小基体孔隙率、优化孔结构,提高UHPC工作性能、力学性能和耐久性能效果显著,多掺形成的多元复合胶凝体系可相互促进原材料之间的水化耦合,弥补高含量单掺替代水泥引起的稀释或增稠等缺陷,制备出更高品质的UHPC。可见,深入揭示掺合料在UHPC中的应用对于完善现有的堆积理论模型,高效利用原材料和废物再利用至关重要。     

2-Steps Preparation Activated Carbon from Solidago Canadensis: Carbonized by Electrial heating and Activated by Microwave Radiation

The activated carbon(AC)was prepared from Solidago Canadensis(SC),an alien invasive plant.The plant was firstly carbonized under nitrogen at 400 ℃ for 90 min in an electrical furnace,and then the carbonized product was activated with KOH through microwave radiation.Effects of KOH/C ratio,microwave power,microwave radiation time on the adsorption capacities and yield of AC were evaluated.It indicated that the optimum conditions were KOH/C ratio 2 g/g,microwave power 700 W,and microwave radiation time 6 min.The carbonation process of SC was analyzed by thermogravimetry(TG).The pore structural parameters and surface functional groups of the AC were characterized by nitrogen adsorption-desorption and Fourier Transformed Infrared Spectroscopy(FTIR),respectively.The activation yield,the surface area,the average pore size,and the average micropore size of AC prepared from optimum conditions were 53.75%,1 888 m2/g,0.567 nm,and 0.488 nm,respectively.The adsorption amounts of AC were 302.4 mg/g for methylene blue and 1 470.27 mg/g for iodine.     

生态型RPC材料的断裂力学行为研究

以质量分数为50%～60%的超细工业废渣取代水泥,以普通黄砂取代磨细石英砂,制备了2个系列不同配比的生态型RPC材料,并研究了纤维掺量及养护制度对其断裂力学性能的影响规律.结果显示,随着纤维掺量的增加,生态RPC的断裂能及断裂韧度不断提高;在标准养护条件下,生态RPC的延性指数在纤维体积率为2%时最大.随着养护温度的提高,生态RPC的极限断裂强度不断提高,但同时其脆性也在增加,从而表现出断裂能、断裂韧度和延性指数受养护制度影响的变化规律各不相同.     

工业及建筑废弃物固化盐渍土的力学性能和路用性能影响

为探讨各试验因素及固化剂种类对固化盐渍土的力学性能和路用性能影响,采用单掺与双掺水泥窑粉尘、废弃混凝土再生微粉等工业及建筑废弃物作为固化方案,以初始含水率、养护龄期、固化剂掺量为试验因素,通过无侧限抗压试验研究固化盐渍土力学性能,并进行干湿与冻融耐久性试验、承载比试验,以评估固化盐渍土路用性能,采用扫描电镜试验对固化盐渍土进行微观结构分析,揭露其固化机理。结果表明：初始含水率、养护龄期、固化剂掺量、固化剂种类是影响固化盐渍土的力学性能和路用性能主要因素;养护28 d,初始含水率为9.9%、单掺30%废弃混凝土再生微粉固化盐渍土的力学性能与路用性能最佳,抗压强度达到3 227.40 KPa,干湿、冻融循环后残余强度分别达到2 924.60 KPa、2 243.49 KPa;从微观分析可知,废弃混凝土再生微粉固化盐渍土的土体结构变得密实且稳定。可见,初始含水率为9.9%、单掺30%废弃混凝土再生微粉固化盐渍土用作于盐渍土地区公路路基与路面基层的建设,具有一定的工程意义与经济价值。     

水泥-沥青粉复合稳定粉土的强度及渗透特性

为解决黄河冲积粉土强度低、路用性能差等工程应用问题。本文以水泥和沥青粉作为改性剂,对黄河冲积粉土进行复合稳定。基于无侧限抗压强度试验、核磁共振试验和渗透试验,探究了水泥-沥青粉复合稳定粉土在标准养护条件下的龄期强度、孔隙分布及渗透系数的演化规律。结果表明：水泥-沥青粉稳定粉土具有良好的力学性能,7d龄期的无侧限抗压强度为976 kPa,且试样饱和后的强度损失较小;稳定粉土的孔隙特征是其力学强度及渗透性能的重要影响因素,饱和稳定粉土的核磁共振试验结果表明,随着养护龄期的增加,稳定粉土的孔隙率减小,稳定粉土的渗透系数随龄期的增加呈指数函数关系减小,同时稳定粉土的无侧限抗压强度对含水状态的敏感性降低。     

自由基/阳离子混杂光固化粉末涂料性能研究

以丙烯酸酯树脂和环氧树脂为主要原料,加入一定量的阳离子光引发剂二芳基碘六氟锑酸盐、自由基光引发剂Irgacure2959及助剂配制成混杂光固化粉末涂料。用紫外光谱分析了引发剂的吸收光谱范围,并用红外光谱、热重分析以及甲乙酮失重率的方法从转化率、热稳定性方面对混杂体系与自由基体系和阳离子体系进行了比较。研究了不同引发剂含量和不同曝 光时间对混杂体系固化性能的影响,测试了各体系的涂膜力学性能。结果表明,混杂体系在 固化过程中整体转化率高于阳离子体系和自由基体系。混杂体系引发剂质量分数为2%,曝光 时间为80s时固化效果最好,此时混杂体系固化膜凝胶含量达到87.7%,柔韧性为2mm, 抗冲击强度40kg·cm,硬度3H,附着力0级。相对于阳离子体系来说,混杂体系固化膜在热稳定性和力学性能上都有明显提高。     

超音速火焰喷涂制备双峰WC-12Co涂层组织性能研究

采用JP-8000型超音速火焰(HVOF)喷涂设备,在低碳钢基体上制备了双峰WC-12Co涂层,测试了涂层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能.并利用XRD对喷涂粉末及涂层进行了相结构分析,用扫描电子显微镜对喷涂粉末、磨粒磨损后的涂层表面形貌进行了观察.结果表明:在喷涂过程中,仅有很少量的WC粒子发生氧化脱碳...     

基于紧密堆积理论的风积沙-再生复合微粉UHPC配合比设计及验证

利用再生复合微粉和风积沙，分别部分取代水泥和天然河砂制备超高性能混凝土.基于紧密堆积理论，采用修正的安德森模型对UHPC胶凝材料和细骨料的颗粒配比进行计算，得到紧密堆积状态下UHPC颗粒的计算配比.通过正交试验分析再生复合微粉、风积沙、钢纤维、水胶比和胶砂比5种因素分别对UHPC的流动度、抗压强度和抗折强度的影响，结合试验结果确定5种因素的最优组合：再生复合微粉掺量为10%～15%(质量分数),风积沙掺量为30%(质量分数),钢纤维掺量为2.5%(体积分数),水胶比为0.16,胶砂比为0.8～1.1.试验最优组合与计算配比结果吻合程度较好，验证了修正的安德森模型用于此环保型超高性能混凝土配合比设计的适用性和准确性.     

早期受冻温度对负温混凝土微观结构与强度的影响

为降低负温给混凝土结构带来的内部损伤,采用压汞法测孔、扫描电镜微观形貌观察等实验手段,研究在不同温度早期受冻混凝土的孔径分布和微观结构及其抗压强度随龄期发展变化情况,探讨不同冻结温度下负温混凝土微观结构与宏观力学性能的关系。结果表明:早期养护温度越低,水泥石初始结构越疏松,<20 nm的凝胶孔含量明显降低,混凝土抗压强度较低;转入标准养护后,负温混凝土孔径趋于细化,抗压强度得以迅速增长,-5℃受冻的混凝土,转标准养护28 d后>200 nm孔含量几乎与标准养护28 d混凝土相当,抗压强度亦接近。但-10℃和-15℃受冻的两组混凝土中大孔含量仍略高于标准养护混凝土,抗压强度相对略低。     

低温环境下水泥稳定碎石基层施工车辆轴载控制

低温环境下半刚性基层强度形成缓慢,造成养护时间增加,进而使工期大大延长,工程成本增加。为尽早开放交通,研究了低温环境下水泥稳定碎石基层施工期间车辆轴载对基层结构的影响,并得到了施工期间车辆的控制轴载。首先对低温养护环境下掺加早强剂的水泥稳定碎石材料进行室内力学性能试验,得到养护温度、早强剂掺量以及养护龄期等因素对劈裂强度与压缩模量的影响,其次通过使用KENPAVE软件对材料进行力学分析,比较层底最大拉应力与抗弯拉强度,最后得出施工车辆轴载控制。研究结果表明:在低温养护环境下,早强剂掺量越大,水泥稳定碎石材料的劈裂强度与压缩模量越大;在低温条件下,对于分层不连续摊铺施工方案,底基层养护7、14 d后,施工车辆对底基层产生的层底拉应力均大于抗拉弯强度;对于连续摊铺施工方案,通过数据计算得出回归方程,为施工过程中施工车辆轴载的控制提供了依据。