柠檬酸对固化硼废弃物性能的影响

目的研究柠檬酸改善固化硼废弃物性能的作用.方法测试柠檬酸对固化硼废弃试样抗压强度和凝结时间的影响,用电镜扫描观察掺入柠檬酸前后微观结构的变化,并用XRD分析其水化产物.结果当柠檬酸掺量为1.0%时,试样的3 d和28 d抗压强度达到最大值,分别为17 MPa和47 MPa,柠檬酸掺量在0.4%～1.0%时,对凝结时间影响较为显著.微观分析发现,掺入柠檬酸的硫氧镁水泥试样有较多的针柱状的5·1·7相晶体产生而没有Mg(OH)_2晶体,且5·1·7相峰值强于未掺入柠檬酸的试样中的3·1·8相峰值.结论固化硼废弃物试样的3 d和28 d抗压强度随柠檬酸掺量的增加先增加后减小,在掺量为1.0%时最高,浆体的凝结时间呈逐渐延长的趋势.     

纳米SiO2和CaCO3对超高性能混凝土性能的影响

制备超高性能混凝土(简称UHPC)时掺入纳米材料能够明显提高其强度,通过试验对比分析了标准养护和热水养护条件下纳米SiO₂和纳米CaCO₃对UHPC性能的影响,结果表明：同种养护方式,不同掺量下,两种纳米材料均会不同程度上降低UHPC的流动度,但纳米CaCO₃对UHPC流动度的降低程度较小。相同掺量下,热水养护的效果优于标准养护。热水养护时,纳米SiO₂在掺量为2%时,对UHPC的抗压强度和抗折强度提升效果最好,抗压强度最高可达143.8 MPa,提升了13%;纳米CaCO₃在掺量为3%时,对UHPC的抗压强度和抗折强度提升效果最优,抗压强度最高可达到138.3 MPa,提高了9%。     

复合改性硫氧镁水泥的性能研究

目的研究当总掺量不同时,复合改性硫氧镁水泥的物相组成、抗压强度及耐水性能,提出提高和改善硫氧镁水泥力学性能和耐水性能的方法.方法按材料用量的不同进行硫氧镁水泥基本配比试验;制备复合改性硫氧镁水泥;利用扫描电镜和X光谱衍射进行微观分析.结果硫氧镁水泥的抗压强度达到最大时的基本配比:质量分数为30%,固液比为1.2,粉煤灰掺量为30%;复合酸总掺量取2%,草酸质量与柠檬酸质量比为1∶3的配比时,硫氧镁水泥28 d的抗压强度为72.5 MPa左右,是不添加改性剂硫氧镁水泥的2倍多;复合酸使水泥软化系数在0.95以上,微观分析确定新物相为5Mg(OH)_2·MgSO·7H_2O.结论加入复合酸使水泥内部更加密实,孔隙率降低,抗压强度提高,并表现出较好的耐水性能和力学性能;新物相的生成是复合改性硫氧镁水泥耐水性能和力学性能显著提高的主要原因之一.     

矿渣掺量对偏高岭土基土聚水泥抗压强度及孔结构的影响

为提高偏高岭土基土聚水泥的力学性能,在偏高岭土中加入不同掺量(质量分数10%～50%)的矿渣,分析其对土聚水泥抗压强度的影响,并利用压汞仪和扫描电镜对80℃蒸养3 d的土聚水泥试样进行孔结构和断面形貌分析.实验结果表明:随着矿渣掺量的增加,土聚水泥的抗压强度显著提高,孔隙率呈线性减小,孔径分布逐步向微孔方向移动.当矿渣掺量为50%时,80℃蒸养3 d和7 d后抗压强度分别达到73.4和74.4 MPa,3 d龄期试块的孔隙率仅为4.46%,孔径尺寸小于20 nm.微观结构分析表明,矿渣的加入使土聚水泥结构更加致密,有利于土聚水泥抗压强度的提高.     

竹屑/氯氧镁水泥复合材料性能试验研究

利用竹屑制备氯氧镁水泥复合材料,采用正交试验法研究H₂O/MgCl₂摩尔比、竹屑掺量、竹屑粒径、硼酸掺量对材料抗压强度、抗折强度及耐水性的影响,并用方差分析讨论了各因素对其力学性能及耐水性的影响规律。研究结果表明：随着H₂O/MgCl₂摩尔比的增加,材料的抗压和抗折强度呈下降趋势,当H₂O/MgCl₂摩尔比为15时,材料的抗压强度值和抗折强度值较高;随竹屑掺量的增加,材料抗压和抗折强度降低;当竹屑掺量为20%时,材料存在较高的抗压和抗折强度值;随竹屑粒径的增大材料抗压和抗折强度降低,竹屑粒径应以16～12目为宜,此时材料的抗压强度值和抗折强度值较高;随硼酸掺量的增加,材料抗压强度和抗折强度有所降低,耐水性提高。综合分析可得：材料的最优组合为A₁B₁C₁D₂,即当H₂O/MgCl₂摩尔比为15,竹屑掺量为20%,竹屑粒径为16～...     

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。     

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.     

海相固化土抗压强度特性试验研究

为探讨固化剂对某地海相土的固化效果,制备了固化剂掺量10%~14%,压实度94%~98%的固化土试样,经标准养护后,分别进行了7~180 d养护时间的无侧限抗压强度试验.试验结果表明:尽管固化土的无侧限抗压强度都分别随压实度和固化剂掺量的增大而增大,但对掺量为10%和12%的固化土来说,提高压实度,其强度增加则更为明显,而对于压实度为98%的固化土来说,增加掺量并不能有效增加其28 d之前的强度.另外,固化土的无侧限抗压强度随时间增长而增大,但超过90 d后已趋于稳定.     

预糊化糯米粉改性三合土的试验研究

糯米粉三合土在中国古建筑中有着悠久的应用历史,如今因施工工艺复杂、凝结时间长等原因使其应用受限.为了解决该问题,基于传统糯米粉三合土制作技术,将预糊化糯米粉与干料直接混合,并分别用硼砂和NaOH对其改性,以制备出预糊化糯米粉改性三合土试样.在此基础上,通过试验对比分析了不同的预糊化糯米粉改性三合土试样的凝结时间、抗压强度和耐水性,并利用SEM、XRD、FTIR等手段分析了不同添加剂对预糊化糯米粉改性三合土试样的颗粒结构、孔隙形态和物质组成的影响.结果表明：经NaOH改性的预糊化糯米粉三合土在自然条件下养护至28 d的抗压强度最高,但其耐水性较差.经硼砂改性的预糊化糯米粉三合土的耐水性能最佳,凝结时间最短,且其在自然条件下养护至28 d的抗压强度仅次于经NaOH改性的预糊化糯米粉三合土.预糊化糯米粉对三合土中的碳酸钙结晶起调控作用,硼砂与预糊化糯米粉结合形成的抗水性凝胶可使三合土生成更致密的结构体,故经硼砂改性的预糊化糯米粉三合土的各项性能都相对更好.     

磷镁比、水灰比、硼砂掺量对磷酸钾镁水泥耐水性的影响

通过测试磷酸钾镁水泥(MKPC)浆体在自然养护和水中养护两种养护条件下不同龄期的抗压强度,研究了磷镁比(mP/mM)、水灰比(mW/mC)、硼砂掺量(mB/mM)对MKPC浆体耐水性的影响规律.结果表明:水养条件下,MKPC浆体56 d抗压强度相对于自然养护条件下发生了显著下降,耐水性较差;mP/mM、mW/mC、mB/mM的变化均会对MKPC浆体的耐水性产生一定影响.在水中养护时,随着mP/mM减小,MKPC浆体的抗压强度损失先增大后减小,在mP/mM为1/3时耐水性最差;随着mW/mC的增加,MKPC浆体的抗压强度损失逐渐增大;随着mB/mM增加,MKPC浆体的抗压强度损失先减小后增大,在mB/mM为4%时耐水性最好.     

煤矸石粉掺量对花岗岩残积土的抗压性能研究

为了改良路填花岗岩残积土物理力学性能,同时考虑改良的经济效益,通过掺加低配比的煤矸石粉来提高路填土的强度,为工程实际应用提供依据。通过花岗岩残积土掺加9%、12%、15%与18%掺量的煤矸石粉开展路填土无侧限抗压强度试验,分别得到14、21、28、35 d的无侧限抗压强度值,利用最小二乘法分别分析了煤矸石粉掺量与养护龄期对路填土的无侧限抗压强度的影响,结果表明:随着养护天数的增加不同煤矸石粉掺量的花岗岩残积土无侧限抗压强度随着应变的增加先增加后减小,呈应变弱化型。不同掺入量、养护天数条件下花岗岩残积土应力应变之间呈二次多项式关系。在掺量低于12%条件下,煤矸石粉掺入量与抗压强度的关联性不强,掺入量超过12%后,不同掺入量与无侧限抗压强度之间呈二次多项式关系。无侧限抗压强度与养护天数呈二次多项式关系。煤矸石粉掺量与养护天数的无侧限抗压强度呈曲面相关。煤矸石粉改良花岗岩残积土最优掺量为9%,最优养护龄期为28 d。     

氯氧镁水泥固化淤泥力学性能试验与微观机理研究

绿色低碳的氯氧镁水泥(MOC)在淤泥固化中具有较好的应用前景.目前，MOC固化淤泥领域对于MOC净浆中认为的较优水氯比区间(n(H₂O)/n(MgCl₂)=12～21)研究较少，相关反应机理尚不明确.选取5组满足该区间的水氯比(n(H₂O)/n(MgCl₂)=16,17,18,19,20),通过无侧限抗压强度(UCS)、酸碱度(pH)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等试验，研究了水氯比、MgO掺量以及养护龄期对MOC固化淤泥力学性能以及微观机理的影响.结果表明：MOC固化淤泥的最优水氯比为17;MOC固化淤泥早强显著，但14 d后无侧限抗压强度会有所下降；相同水氯比下，MgO掺量越高，生成的产物越多，无侧限抗压强度越大，pH也越高；MOC固化淤泥的产物以三相(3Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O)为主，并含有少量五相产物(5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂...     

复合活化沸石粉对水泥胶砂性能影响研究

沸石粉活性较低,在混凝土中掺量较多时,难以成型,使材料强度下降,再加上其比表面积大、吸水率高,导致材料流动度显著降低,不利于实际工程中的应用。为了提升天然沸石粉的活性,使用Ca(OH)₂活化和水热活化复合的方法对沸石粉进行活化处理,等质量取代30%水泥制作胶砂试件,测定其3个龄期的力学强度和流动度,并采用比表面积测定、扫描电子显微镜、X射线衍射、热重试验进行微观机理分析。结果表明：Ca(OH)₂掺量为8%时,胶砂力学强度最高,28 d抗压强度达到35.0 MPa,比掺天然沸石粉的水泥胶砂的抗压强度增加了20.7%;天然沸石粉经复合活化后活性明显提升,最佳Ca(OH)₂掺量为8%,28 d强度活性指数增加16%;复合活化改变了沸石粉表面结构,其表面从粗糙不平变得光滑,有利于流动性增加,且随着Ca(OH)₂掺量的增加,水泥胶砂流动度呈现增长趋势。     

P/M,W/C,B/M对磷酸钾镁水泥耐水性的影响

通过测试磷酸钾镁水泥(MKPC)浆体在自然养护和水中养护两种养护条件下不同龄期的抗压强度,研究了酸碱组分比例(P/M),水灰比(W/C),硼砂掺量(B/M)对MKPC浆体耐水性的影响规律。结果表明：水养条件下,MKPC浆体56d抗压强度相对于早期强度发生较大倒缩,耐水性较差;P/M,W/C,B/M的变化均会对MKPC浆体的耐水性产生一定的影响。在水中养护时,随着P/M的减小,MKPC浆体的抗压强度损失先增大后减小,在P/M为1/3时耐水性最差;随着W/C的增加,MKPC浆体的抗压强度损失逐渐增大;随着B/M的增加,MKPC浆体的抗压强度损失先减小后增大,在B/M为4%时耐水性最好。     

麦秸纤维多孔陶粒混凝土基本物理性能的试验研究

根据填充理论,以目标孔隙率为主要设计指标,确定了麦秸纤维多孔陶粒混凝土的配合比.在水灰比为0.3,不同纤维掺量、目标孔隙率和骨料粒径情况下,测定了多孔陶粒混凝土的28 d抗压强度、干密度、实测孔隙率、绝干和饱水状态下的导热系数,得出在陶粒粒径为10～20 mm时,28 d抗压强度范围为0.595～3.579 MPa,干密度范围为613～886 kg·m~(-3),实测孔隙率范围为36.5%～52.4%;采用5～10 mm陶粒时28 d抗压强度增大显著,而干密度、实测孔隙率和导热系数有所减小.     

合成条件对高硅SSZ-13分子筛膜单气体渗透性能的影响

采用2次水热合成法在多孔莫来石支撑体外表面上制备高硅SSZ-13分子筛膜,考察了合成溶胶中的Si/Al比、晶化时间、晶化温度、H₂O/SiO₂比对合成高硅SSZ-13分子筛膜的单气体渗透性能的影响.高硅SSZ-13分子筛膜的CO₂和CH₄的单气体渗透性能依赖于合成溶胶中的Si/Al比,Si/Al比越高,越有利于气体分离.其次,合成溶胶中H₂O/SiO₂比和晶化条件也能够影响分子筛晶体形貌、分子筛层厚度以及分子筛膜的单气体渗透性能.当合成溶胶的摩尔配比为1.000 SiO₂:0.100 Na₂O:0.100 TMAdaOH:80.000 H₂O:0.005 Al₂O₃,晶化时间和温度分别为48 h和160 ℃时,制备的高硅SSZ-13分子筛膜具有最佳的单气体渗透性能,对CO₂的渗透速率可达到3.0×10^-7 mol· m^-2·s^-1·Pa^-1),CO₂/CH₄的理想选择性为39.     

矿渣微粉对混凝土气体渗透性及强度的影响

结合汞压力测孔法,试验研究了水胶质量比为0.25～0.35,矿渣微粉掺量为0～60%时高性能混凝土的抗压强度、气体渗透性以及孔结构,并探讨了抗压强度与气体渗透性之间的关系.研究表明:延长28d后的养护龄期能明显提高高性能混凝土抗压强度,矿渣微粉对抗压强度的影响因水胶质量比不同而存在一定差异;对优化高性能混凝土抗气体渗透性能而言,矿渣微粉掺量存在一最佳值;适当延长28 d后的养护龄期能明显提高混凝土的抗渗透性能;90 d龄期时,矿渣微粉对高性能混凝土孔隙率总体上影响不大,但能细化孔径,增加无害孔、少害孔的总比例;矿渣微粉高性能混凝土抗压强度与气体渗透系数间的线性相关性较差,相关系数仅为0.75.     

含废弃泥浆和渣土同步砂浆配比优化及性能改善分析

采用致密堆积设计思想并结合新拌浆体试验确定出同步砂浆配合比,并开展了减水剂对该同步砂浆性能影响研究.在不掺外加剂的同步砂浆配比中,筛分渣土∶黄砂=1.97∶1,水胶比0.65,胶砂比为0.8,3 d抗压强度可达到0.61 MPa,28 d抗压强度可达到4.5 MPa,萘系减水剂能够明显提高同步砂浆的流动度,掺2.0%减水剂同步砂浆的流动度是不掺外加剂的流动度2倍以上,而其3 d抗压强度和不掺减水剂配比相近,28 d抗压强度则是不掺外加剂配比的1.16倍,砂浆流动度、强度以及其他参数均能满足规范和施工要求.微观分析显示,掺减水剂配比的不同龄期试样的孔径和孔隙率低于不掺减水组配比,是其强度高的主要原因之一.     

石膏-熟料质量比对矿渣充填胶凝材料性能的影响及应用

为研究碱-盐复合激发大掺量矿渣充填胶凝材料的力学特性,设计不同石膏与熟料质量比的充填胶结体强度实验。利用XRD,SEM和TG-DSC等手段,研究净浆试样水化产物种类、微观形貌及质量损失率;基于室内实验研究成果,开展新型充填胶凝材料工业化应用研究。研究结果表明:当复合激发剂掺量为15%、石膏和熟料质量比为1:4,充填体3 d抗压强度最大为1.05 MPa;当复合激发剂掺量为20%、石膏和熟料质量比为3:2,充填体28 d抗压强度最大为8.61 MPa。石膏促使浆体中钙矾石(缩写为AFt)的生成,但掺量过大则影响早期胶凝物质的生成量,后期浆体中水化硅酸钙凝胶(缩写为C-S-H)的钙硅比由1.804降低到1.559,可保证结石体后期钙矾石的持续生成;3 d龄期净浆试样质量损失率从大到小依次为T7,T9和T6,28 d龄期净浆试样质量损失率依次为T9,T7和T6;综合可见,针对大掺量矿渣充填胶凝材料,合理的石膏掺量有助于提高充填体早期强度;但当石膏掺量较大或熟料掺量少时,胶结体早期强度低但有利于后期强度的提高。当熟料质量分数为12%,石膏为3%,矿渣为85%时,充填体3 d抗压强度为2.7 MPa,7 d抗压强度为5.1 MPa,28 d抗压强度达到10.6 MPa,满足金川矿山对充填体强度的要求。     

钢渣作为混合材在复合水泥中的应用

对钢渣作为一种混合材在复合水泥中的综合利用进行了研究,并通过X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、水化热测试、孔结构测试等现代物相检测手段,揭示钢渣复合水泥微观结构与宏观性能之间的内在联系。结果表明:钢渣能显著降低水泥的水化热,降低水泥的标准稠度用水量;钢渣水泥浆体线膨胀率很小,均没有超过0.1%,体积稳定性良好;一定掺量混合材能有效降低浆体孔隙率,改善孔径分布,提高浆体致密度;复合掺加20%钢渣、10%粉煤灰时,水泥的28 d抗折、抗压强度分别达到了8.3、48.9 MPa;钢渣和粉煤灰复合掺加有利于水泥强度发展。