机械活化对铁尾矿火山灰活性的影响

为了提高铁尾矿的火山灰活性,通过PSD,XRD,SEM等分析手段研究不同活化时间和球料比对铁尾矿砂浆活性指数的影响.实验结果表明:机械活化后的铁尾矿具有潜在的胶凝性能,其活性指数受活化时间及球料比(质量比)的影响较大,机械活化40min,球料比(质量比)9∶4和机械活化30min,球料比2∶1 的铁尾矿活性指数可满足火山灰混合材料的使用要求.机械活化后铁尾矿的强度受胶凝性能影响大于微填充作用,活化后的铁尾矿颗粒微级配均匀程度均小于未活化的铁尾矿.铁尾矿的掺入改变了水泥体系的碱度及水化产物的孔结构并使更多的CO₂进入砂浆内部,导致生成了更多的碳酸盐类产物.     

铁氧化物对炼铅水淬炉渣粉磨性能及胶凝活性的影响

粉磨与特定激发剂的激发是炉渣胶凝材料技术的主要手段.研究表明:炼铅水淬炉渣的易磨性较差,在比表面积相近时,其粉磨单位电耗是高炉矿渣对应值的1.56倍;除铁炉渣的易磨性较未除铁炉渣的易磨性差,相同研磨时间内,除铁炉渣的比表面积普遍低于未除铁炉渣的对应值,在发生粉末结团与颗粒焊接现象前,除铁炉渣的极限比表面积为500m2/kg,未除铁炉的极限比表面积为550m2/kg;铁氧化物对炼铅水淬炉渣胶凝活性的影响在于其存在降低了炉渣胶凝材料中胶凝活性成份的含量,在激发剂足够多时,除铁炉渣的试块强度高于未除铁炉渣的试块强度,若激发剂数量不能满足需求,则除铁炉渣的试块强度低于未除铁炉渣的试块强度.     

烧结砖粉胶凝活性评价与提升

针对未经过处理的烧结砖粉胶凝活性低、工作性能差、颗粒多棱角等问题,采用机械力化学和碱激发手段提升砖粉胶凝活性,并从砖粉微观形貌、工作性能、宏观强度,以及水化微观结构等方面对改性效果进行评价.结果表明,机械球磨可通过机械力化学作用促进砖粉中惰性物质向活性状态转化,显著优化砖粉颗粒形貌,改善流动性,球磨40 min时提升效果最佳;碱激发剂能够提供高浓度的OH^-激发砖粉潜在火山灰活性,其中掺量4%的Ca(OH)₂激发效果最好,28 d抗压强度活性指数可达到89%, NaOH较差,Na₂SiO₃最差.     

再生黏土砖粉-石灰石粉-水泥胶凝材料性能研究

采用再生黏土砖粉和石灰石粉共同取代部分水泥制备了复合胶凝材料,通过测试复合胶凝材料的抗压强度、水化放热、水化产物种类以及孔结构演变规律来研究其性能.结果表明:黏土砖粉-石灰石粉的掺入会降低胶砂抗压强度,但胶砂试件在90 d龄期时抗压强度比得到提高,提高砖粉掺量有利于后期强度的增长;黏土砖粉-石灰石粉的掺入可以有效地降低水泥水化的放热量;随着养护龄期的增长,复掺黏土砖粉和石灰石粉的试件中生成水化碳铝酸钙;黏土砖粉-石灰石粉的掺入增大了复合胶凝材料的孔隙率,但其填充效应以及水化后期发挥活性可以优化材料后期的孔结构.     

化学法激发长英岩粉胶凝活性的实验研究

长英岩是一种富含硅铝的天然材料,为使其可用作混凝土掺合料,采用碱性药剂作为长英岩粉的活性激发剂,并以活性指数和胶砂试样的力学性能为指标,评价不同激发剂对长英岩粉的激发效果.CaO掺量在14.3％～33.3％范围时,长英岩粉的活性指数和胶砂试样的抗压及抗折强度随其掺量的增加而降低,当CaO掺量为14.3％时,长英岩粉的3...     

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.     

再生黏土砖粉-水泥胶凝体系的特性

为了实现废弃黏土砖的再生利用,通过物理球磨的方法制备出再生黏土砖粉,将其作为辅助性胶凝材料来取代部分水泥制备复合水泥浆体.采用量热仪、X射线衍射仪和热重分析仪研究了黏土砖粉掺量对复合胶凝材料体系的水化热、水化产物和热重性能的影响.实验结果表明:随着黏土砖粉掺量的增加,水泥水化累积放热量不断降低,当黏土砖粉掺量为40%时胶凝体系的3 d水化累积放热量可降低35.39%.XRD测试结果证明,随着养护龄期的增长,Ca(OH)_2逐渐与黏土砖粉中活性SiO_2和Al_2O_3发生火山灰反应,在龄期180 d时Ca(OH)_2的特征峰强度损失更大.DSC-TG定量分析确定了在90 d龄期后,黏土砖粉反应消耗了更多的Ca(OH)_2,使得胶凝体系中Ca(OH)_2含量减少.     

钢渣粉的胶凝性及其对水泥力学性能的影响

钢渣粉作为辅助胶凝材料用于水泥混凝土领域中的潜力很大,研究了钢渣粉自身的胶凝性及其粒径大小、掺入量对钢渣-水泥复合胶凝材料力学性能的影响。结果表明:钢渣粉的浆体强度和水化程度随其粒径减小而显著提高(28 d抗压强度4.0提高到21.5 MPa,Ca(OH)2含量从3.49%提高到5.48%,非蒸发水含量从4.8%提高到10.71%)。含30wt%钢渣粉的复合水泥3 d净浆和胶砂强度均表现出随微粉粒径的减小先增大,后降低(SC-40为拐点),而7 d、28 d强度随微粉粒径的减小而不断增大。钢渣粉的掺量对水泥浆体强度和水化程度的影响显著,水泥各龄期强度和水化程度均随钢渣粉掺量的增加而逐渐降低,且各龄期强度与钢渣粉含量均符合多项式函数关系。     

石灰石粉对碱激发胶凝体系流变性能的影响

为解决碱胶凝材料反应过快而导致其流变性和工作性能差的问题,采用流变学原理研究了不同掺量下的石灰石粉(0%、5%、10%、15%、20%)对固体水玻璃和液体水玻璃激发矿渣—粉煤灰胶凝材料流变特性的影响。研究结果表明,新拌胶凝材料浆体内部的屈服应力和塑性黏度是影响碱胶凝材料流变性和工作性能的关键因素;反应生成的凝胶造成浆料内部颗粒团聚以及颗粒间作用力和摩擦力增大,从而导致屈服应力和塑性黏度增大,可以通过添加惰性矿物来改变浆料的屈服应力和塑性黏度;固体和液体水玻璃激发矿渣—粉煤灰胶凝材料符合Bingham模型,加入石灰石粉并未改变其流变模型;石灰石粉对固体水玻璃和液体水玻璃激发矿渣—粉煤灰胶凝体系的屈服应力和塑性粘度影响稍有不同,在液体水玻璃激发浆料体系中的塑性粘度以石灰石粉掺量20%为最小,而在固体水玻璃体系中掺入石灰石粉可使浆料的塑性粘度降低15%～30%。     

机械磨细对新疆和田地区火山岩粉活性影响试验

为了提高新疆和田地区火山岩粉的活性,拓宽其在混凝土工程中的应用,借鉴目前常用的机械磨细的球磨方法,使粉体材料更加细化,并改善其颗粒分布。对4种细度的火山岩粉,采用勃氏法测试其比表面积,激光粒度法分析其颗粒级配及分布,多龄期胶砂强度指数法去验证掺加该火山岩粉后的胶凝体系宏观力学性能变化,最后用SEM及EDS观察分析微观形貌及产物,揭示微观变化与宏观强度,即火山灰活性提升的关系。试验结果表明:机械磨细的方法可以有效地改善火山岩粉的颗粒分布,比表面积每增加80 m²/kg左右则小于50%通过率颗粒粒径减小0.6~0.8 μm;掺火山岩粉胶凝体系随龄期的延长,宏观上其抗折强度和抗压强度均有持续的提高,而且抗折强度增加速率更快,但强度增加随火山岩粉变细而增长的幅度放缓。根据宏观力学性能的变化及SEM及EDS的微观观察分析,得出结论:机械磨细可提高火山岩粉活性的主要原因为颗粒变细的“微集料”填充作用,以及其参与水泥基体系水化反应能力的提升。     

中温处理铁尾矿、钢渣及油页岩渣胶凝性能实验

从抗压强度和安定性两方面测试了中温处理铁尾矿、钢渣及油页岩渣后物料的胶凝性能,利用XRD对中温处理后物料的物相组成进行了分析.实验结果表明,温度对强度的影响最大,其次是时间,添加油页岩渣的物料中温处理后的强度要较未添加油页岩渣的物料强度高;对于安定性来说,条件的改变影响不大;随着温度的升高,时间的延长,物料中游离的SiO2越来越少,C2S增多,同时铁铝酸盐及铝酸盐的峰增多增高;在添加油页岩渣的条件下,更多游离的SiO2参加反应而生成硅铝酸盐或硅酸盐,提高早期抗压强度的物相增多;在本实验条件下物料中生成的物相对安定性影响不大.     

Cr粉在机械球磨过程中的机械力化学效应

研究了Cr粉在机械球磨过程中粒度分布、晶粒尺寸和显微应变随球磨时间的变化规律.探讨了机械球磨过程中Cr粉的形貌特点及其细化机理.结果表明:Cr的细化主要发生在球磨前期(5h),5h后细化速率明显减缓,球磨25h时,Cr粉的表面积平均粒径(1.383μm)和体积平均粒径(2.184μm)均达到最小,平均晶粒尺寸达到15.2nm,球磨细化效果最佳,球磨30h,粒度峰右移且分布范围变宽.在球磨20h内,随球磨时间的延长,Cr粉的晶粒尺寸减小,显微应变增大,当晶粒尺寸达到15nm左右时,显微应变出现了突降,随后显微应变随着晶粒尺寸的减小而减小.Cr粉细化的机理是:球磨初期Cr粉产生强烈塑性变形,缺陷密度剧烈增加,粉体发生强烈加工硬化,加速了粉体碎化;球磨25h冷焊和碎化达到动态平衡,粉体粒度达到最小;球磨30h后,粉体表面活性增大,粉体出现再次团聚.机械球磨法可获得形状规则的类球形Cr颗粒.     

矿渣胶凝材料对尾矿中重金属Pb的固化实验

利用配制的矿渣胶凝材料来固化尾矿,并对其进行无侧限抗压强度、重金属的毒性浸出以及BCR重金属形态分布试验.室内试验结果表明,矿渣胶凝材料能有效地降低尾矿中重金属Pb的浸出浓度.当掺入量逐渐增加时,固化效果增强,且可氧化态和残渣态的比率增加,稳定性增强.由此可知,矿渣胶凝材料对尾矿具有良好的固化效果.     

化学-高温-机械复合活化金尾矿及机理分析

尾矿制备辅助胶凝材料是实现尾矿产业化资源利用和减少建筑业碳排放的重要途径. 主要探究了不同活化方法下金尾矿的活性机理和水化特性. 采用高温活化、机械活化和化学-高温-机械复合活化等方法激发金尾矿的活性,探究不同活化方式对金尾矿活性的影响. 测定标准稠度用水量和凝结时间,分析不同金尾矿掺量对复合胶凝材料物理性能的影响. 通过XRD分析、SEM分析和火山灰试验研究了金尾矿的活化机理和水化特性. 结果表明：化学-高温-机械复合活化效果＞高温-机械复合活化＞机械活化＞高温活化. 在化学-高温-机械复合活化下,较原金尾矿28 d抗压强度比（58.25%）,治化后的金尾矿强度提高到74.98%. 高温活化和机械活化会使得金尾矿的主要矿物相结晶度降低,但火山灰活性较低. CaO的存在有助于进一步降低结晶度,并在水化反应过程中,其提供的碱性环境,会产生活性SiO2和Al2O3,加速Ca（OH）2与活性SiO2和Al2O3反应,C—S—H凝胶和铝酸盐水合物含量增多,结构更加致密,抗压强度得到提升.     

化学激发剂对磷渣粉水化活性的影响

研究了不同化学激发剂在不同掺量下对磷渣粉水化活性的影响,并通过XRD检测技术对磷渣粉料浆水化28 d后的矿物组成进行分析。实验结果表明:不同化学激发剂对磷渣粉水化活性有较大的影响。以10%Na2SO4为激发剂时(按磷渣粉质量比计),磷渣粉具有较好的水化活性,且磷渣粉料浆的初凝时间3.0 h,终凝时间6.0 h,28 d抗压强度37.5 MPa,水化活性指数1.45。     

含矿渣粉胶凝体系的性能研究

本文研究了矿粉与水泥复合胶凝体系的新拌砂浆的性能、力学性能以及抗裂性能,试验结果表明,与纯水泥砂浆相比,复合胶凝体系的标准稠度用水量和凝结时间有所上升,硬化砂浆的早期强度偏低,但后期强度与前者持平。掺加矿粉后,试样的抗裂性能明天提高。在保证体系力学强度指标满足42.5水泥性能的前提下,矿渣粉的掺量范围最大达70%。     

胶凝材料对灌浆料性能的影响

试验研究了铝酸盐水泥和硬石膏对水泥基无收缩灌浆料的凝结时间、流动度、强度和膨胀性能的影响。结果表明,铝酸盐水泥掺量10%,石膏掺量10%,灌浆料的性能最佳。     

粉煤灰-矿粉-水泥三元胶凝材料对混凝土抗压强度的影响

为研究粉煤灰-矿粉-水泥三元胶凝材料对混凝土抗压强度的影响,测试混凝土标准养护3、7、14、28和56 d龄期的抗压强度,分析凝土抗压强度与胶凝材料各组分的关系。实验结果表明,混凝土抗压强度与粉煤灰-矿粉-水泥三元体系组分的掺量比例有密切关系。粉煤灰和矿粉双掺时,由于粒径不同会相互填充,从而产生超叠加效应,使掺加粉煤灰和矿粉的混凝土抗压强度得到明显改善。水泥、矿粉、水泥及粉煤灰的组合、粉煤灰和矿粉的组合对混凝土的抗压强度有增强作用,其中粉煤灰和矿粉的协同效应对混凝土抗压强度增强最为明显。随着龄期增加,粉煤灰和矿粉的协同效应对混凝土抗压强度的增强作用逐渐减弱,与28 d抗压强度相比,其对56 d抗压强度贡献降低了55.9%;粉煤灰及水泥-粉煤灰-矿粉的三元组合对混凝土抗压强度的影响逐渐降低,与28 d抗压强度相比,粉煤灰及水泥-粉煤灰-矿粉的三元组合对56 d抗压强度的降低效应分别减少了40.9%和67.3%。     

添加剂对聚谷氨酸-明胶生物胶胶凝和组织粘附性的影响

考察不同添加剂对水溶性碳化二亚胺(WSC)交联的γ聚谷氨酸-明胶生物胶胶凝和组织粘附性的影响。通过添加不同浓度的添加剂,测定γ-聚谷氨酸-明胶生物胶胶凝时间和组织粘连强度。结果表明尿素是一个能够防止明胶和γ-聚谷氨酸混合水溶液自发物理胶凝的理想添加剂,添加适量的尿素,不会改变WSC交联的γ-聚谷氨酸-明胶生物胶的胶凝和组织粘附性。     

水泥-石灰石粉胶凝材料在硫酸盐侵蚀下的破坏机理

采用5%硫酸钠溶液,对水泥-石灰石粉胶砂试件进行长期浸泡腐蚀试验,测试试件强度,并对试件进行XRD分析和SEM观察.研究结果表明:在硫酸盐侵蚀下,试件劣化是因产生石膏而不是钙矾石造成的;侵蚀反应还造成水化产物碳铝酸钙分解,促使试件腐蚀破坏;水泥-石灰石粉胶凝材料的破坏主要是由石青膨胀和水化产物分解共同造成的;在硫酸盐腐蚀环境中,不宜采用石灰石粉作混合材的复合水泥以及用石灰石粉作掺合料的混凝土.