基于混料实验研究矿物外加剂对氯氧镁水泥性能的影响

目的研究矿物外加剂对氯氧镁水泥(简称镁水泥)强度和耐水性的影响,以解决镁水泥耐水性差、浸水后强度严重损失的问题.方法以粉煤灰、硅灰和铁尾矿为矿物外加剂,利用SEM和XRD观察分析改性后的镁水泥的微观结构和相组成;运用单纯形重心混料设计分析矿物外加剂复掺对镁水泥抗压强度和软化系数的影响;通过回归模型分析矿物外加剂对MgO-MgCl_2-H_2O三元体系抗压强度和软化系数影响的显著性.结果随着粉煤灰掺量的增加,镁水泥的抗压强度逐渐降低,软化系数逐渐提高;随着硅灰掺量的增加,镁水泥抗压强度逐渐降低,软化系数先升高后降低,当硅灰掺量为15%时,软化系数为0.85;随着铁尾矿掺量的增加,镁水泥抗压强度基本保持不变,软化系数降低;当m(粉煤灰)∶m(硅灰)=0.51∶0.49时,镁水泥抗压强度为39.99 MPa,软化系数为0.73.结论矿物外加剂能有效地改善镁水泥的耐水性,提高软化系数;矿物外加剂对镁水泥的改性机理基本相同;混料设计能够有效的分析复掺条件下各组分对镁水泥性能的影响.     

磷酸镁混凝土路面快速修补材料的耐水性试验

目的研究不同外加剂对磷酸镁混凝土耐水性能的影响.方法掺入无机外加剂磷酸盐、硅灰、聚丙烯纤维等外加剂来对磷酸镁混凝土的力学性能、体积稳定性和强度保留率进行分析,与基准混凝土进行对比,从而确定各种外加剂磷酸镁混凝土的耐水性优劣.结果当掺入的磷酸二氢钾与原材料磷酸二氢铵质量比为2∶3时,磷酸镁混凝土力学强度发展较好,且在水中体积稳定性较为理想;当硅灰掺量为5%时,强度保留率达到最高值80. 5%;当硅灰掺量为10%时,试件抗压强度低于基准试件,且在水养条件下强度产生倒缩,耐水性较差.结论磷酸盐对磷酸镁混凝土耐水性改性效果优于掺加铁盐和铝盐的耐水性,适当掺量的硅灰能够有效改善磷酸镁混凝土的耐水性能,聚丙烯纤维能够与磷酸镁混凝土产生协同作用耐水性能更为显著.     

基于硫氧镁水泥的固化硼废弃物抗压强度研究

目的研究不同制备工艺、不同原料配比对硫氧镁水泥固化硼废弃物抗压强度的影响,选出最佳配比,为提高硼废弃物利用率提供新思路.方法用硫酸与废弃物中氧化镁反应,研究反应后的静置时间以及原料配合比对硫氧镁水泥净浆试样的性能影响,测试其抗压强度,并用XRD测试其水化产物.结果硼废弃物与硫酸反应制备浆体的静置时间为20 min、硼废弃物质量分数为40%、水灰比为0. 5、硫酸与氧化镁质量比为1∶2时,硫氧镁水泥试样的抗压强度最高.结论随着硼废弃物与硫酸反应制备的浆体的静置时间、水灰比、硫酸与氧化镁的质量比、硫酸质量分数的提高,试样抗压强度均呈先增大后减小的趋势,硫酸质量分数大于50%后会使得水泥试样抗压强度大幅度降低,水泥试样的抗压强度随着硼废弃物掺量的提高而逐渐降低.     

镁氧水泥用于油井堵漏及暂闭的室内研究

利用物相分析、电镜扫描等手段,研究了镁氧水泥在模拟井下工况水热环境中的热稳定性及酸溶蚀特性,分析和探讨了氯氧镁强度在水热环境中衰退的机理。研究结果表明:氯氧镁水泥在水热环境下5.1.8相易发生晶型转变,致使强度急剧衰减;而硫氧镁水泥克服了氯氧镁水泥在水热环境下稳定性不良的缺陷,内掺5%碳酸钙后,硫氧镁水泥石2 h酸溶能力达95%以上,且具有较高的抗压强度,为产层封堵或暂闭提供了一种新型的暂闭封堵技术。     

磷酸和粉煤灰对氯氧镁水泥性能的影响

氯氧镁水泥是一种无需使用普通硅酸盐水泥的新型胶凝材料.为了研究磷酸和粉煤灰(FA)对氯氧镁水泥(MOCM)力学及耐水性能的影响,分别对单掺磷酸和复掺磷酸及FA的MOCM进行了力学性能试验.首先,通过粒径分析、红外光谱、X射线衍射技术以及X射线荧光光谱对FA的微观结构及化学组成进行测试.其次,对单掺磷酸和复掺磷酸及FA的MOCM干燥及饱水状态下的抗折、抗压强度进行测试.最后,对掺入磷酸和FA的MOCM的折压比及软化系数进行分析.结果表明,单掺磷酸可以有效提高MOCM的耐水性能,且磷酸掺量为1.2％时耐水性能最优.复掺磷酸和FA可以使MOCM的力学和耐水性能在原有基础上再次得到提升,磷酸和FA的复掺比例分别为1.2％和10％.     

配比及添加剂对氯氧镁水泥耐水性研究

以氧化镁、氯化镁为原料,加入添加剂磷酸和FeSO4制备氯氧镁水泥.研究了原料配比、磷酸和FeSO4对氯氧镁水泥耐水性的影响;利用电脑恒应力压力试验机测试了不同龄期的抗压强度来表征其耐水性.实验结果表明,所用氧化镁原料的活性为63.24%(质量分数),原料MgO∶MgCl2(摩尔比)为6∶1时效果最好;添加剂磷酸和FeSO4均能大幅度提高氯氧镁水泥的耐水性,浸水56d时的抗压强度表明磷酸的效果优于FeSO4.     

矿物掺合料对硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系凝结时间及强度的影响

目的研究硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复掺后的凝结时间及力学性能.方法分别测试不同硅酸盐水泥、矿物掺合料掺量下硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的凝结时间及胶砂强度,并利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜进行矿物组成和结构分析.结果硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的凝结时间随硅酸盐水泥掺量的增大先减小再增大,随掺合料掺量的增大先减小再增大.硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合体系的强度随着硅酸盐水泥的增加先减小后增大,硅酸盐水泥掺量为10%时,3d抗压强度减小10.67%;随着掺合料的增大而降低,掺合料掺量为40%时,矿粉、粉煤灰3 d抗压强度分别减小44.5%和47.9%.结论两种水泥复掺会缩短凝结时间,降低强度,水化产物减少,结构疏松;粉煤灰和矿粉的掺入会延长凝结时间,减小强度,水化产物减少.     

外加剂柠檬酸对硫氧镁水泥性能影响的研究

以柠檬酸为外加剂掺入硫氧镁水泥中,研究柠檬酸含量对硫氧镁水泥力学性能的影响。实验测试了硫氧镁水泥的抗折、抗压力值、抗压强度三个方面的力学性能。随着柠檬酸质量分数的增加,硫氧镁水泥试块的抗折、抗压力值、抗压强度均有所增加,并达到最大值。当超过这个最大值后,随着柠檬酸含量的增加其抗折、抗压力值、抗压强度会逐渐减小。实验结果表明,适量的柠檬酸含量对于硫氧镁水泥的力学性能有很好的改善作用。     

外加剂柠檬酸对硫氧镁水泥性能影响的研究

以柠檬酸为外加剂掺入硫氧镁水泥中,研究柠檬酸含量对硫氧镁水泥力学性能的影响。实验测试了硫氧镁水泥的抗折、抗压力值、抗压强度三个方面的力学性能。随着柠檬酸质量分数的增加,硫氧镁水泥试块的抗折、抗压力值、抗压强度均有所增加,并达到最大值。当超过这个最大值后,随着柠檬酸含量的增加其抗折、抗压力值、抗压强度会逐渐减小。实验结果表明,适量的柠檬酸含量对于硫氧镁水泥的力学性能有很好的改善作用。     

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～...     

氯氧镁水泥混凝土的早期耐水性

通过氯氧镁水泥混凝土28d前的耐水性研究,分析不同水损情况和不同配合比的抗压强度、软化系数、超声波速、相对动弹性模量以及作者自行设计的水损害评价参数的变化规律.研究结果表明:复合减水剂J2和复合抗水剂K2有较好的相容性,二者进行复合时,其软化系数和水损害评价参数都相对较好;使用复合减水剂J2和复合抗水剂K2的JKM5的配合比与其它配合比相比,早期的综合性能表现最好,其外加剂掺量接近最优掺量,JKM5在6种配合比中为最优配合比;水损害评价参数ω能够综合多方面因素,相对全面地评价早期氯氧镁水泥混凝土水损害情况.     

聚合物改性水泥混凝土性能研究

混凝土材料在工程中被广泛应用,但其本身的脆性很大程度上限制它的应用领域,高性能聚合物改性混凝土具备较好的抗折、抗压强度以及耐腐蚀性.本研究聚合物改性剂是由AB-EP-4型环氧树脂、AB-HGA型环氧固化剂按照3∶2的质量比例掺配而成,制作聚灰比分别为0%、3%、6%、9%、12%的混凝土试件,分析聚合物改性水泥混凝土的力学性能和耐久性能.通过抗压试验、抗拉试验、抗折试验以及动弹性模量等力学性能试验研究聚合物掺量对普通混凝土力学性能的影响,与普通混凝土相比,聚合物改性水泥混凝土抗压强度没有改善,但其抗拉强度及抗折强度得到增强,弹性模量下降.当聚灰比为6%时,混凝土的力学性能得到较好改善;改性混凝土抗冻等级增加,质量损失降低;当聚合物掺量为9%~12%时,对混凝土的抗冻性能增强效果最优.     

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。     

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.     

改性水泥-水玻璃注浆材料防渗性能试验研究

为了使水泥-水玻璃注浆材料在注浆中得到更广泛的应用,通过室内配比试验和扫描电镜分析对5%膨润土掺量下水泥-水玻璃体积比和粉煤灰掺量对水泥-水玻璃(C-S)浆液性质的影响进行研究,并开展现场试验对该改性浆液的防渗性能进行了研究。结果表明:(1)改性C-S双液的凝胶时间有所延长,且凝胶时间随着C-S体积比的增大而缩短、粉煤灰掺量的增大而延长;(2)浆液结石体的抗压强度和抗折强度都随C-S体积比的增大都呈现先增大后减小的趋势并在体积比约为2时达到最大,浆液结石体的抗压强度随粉煤灰掺量的增大而降低,结石体7 d抗折强度随着粉煤灰掺量的增加先增加后减小,试验条件下,粉煤灰掺量为25%取得最大抗折强度;(3)通过扫描电镜对结石体微观结构分析得出,粉煤灰掺量为25%、C-S体积比为2的配比下水泥的水化反应最充分,粉煤灰的微集料反应发挥最佳;(4)通过现场防渗试验验证了研发浆液材料的防渗性能满足规范要求。改性C-S浆液较好地结合了几种材料的优点,建议采用的材料配比为25%粉煤灰、5%膨润土、70%水泥,C-S体积比为2。     

聚丙烯纤维改性水泥土的力学性能研究

目的研究聚丙烯纤维对水泥土的增强增韧作用,对比聚丙烯纤维掺量对水泥净浆及水泥土力学性能的影响规律和作用机制,提高水泥土的力学性能.方法在活性矿粉改性水泥土的优化配比基础上,将适量聚丙烯纤维掺入至水泥净浆和水泥土,测定其立方体抗压强度及圆柱体劈裂抗拉强度,同时利用扫描电子显微镜观察试件的断面形貌.结果随纤维体积掺量由0逐步提高至2%,水泥净浆的抗压强度和劈裂抗拉强度均明显增大,在2%纤维掺量情况下,7 d、28 d抗压强度分别提高了62.69%和50.28%,抗拉强度提高122.28%和57.30%,7 d和28 d拉压比也分别提高至0.13和0.10.聚丙烯纤维在水泥土中表现出更为显著的增强作用,0.5%体积掺量下的28 d抗压强度提高了60.23%,但纤维掺量进一步提高反而导致强度的下降;水泥土的抗压强度随胶凝材料掺量的提高而不断增大.结论聚丙烯纤维的引入可明显提高水泥基材料如水泥土的力学性能,尤其是早期的抗拉强度和拉压比即断裂韧性,但以水泥为基本功能组分的胶凝材料仍是水泥土力学性能的基本保证.     

铜尾矿改性水泥基地聚合物注浆材料性能与机理分析

为促进岩土工程绿色发展,提高尾矿资源化利用效率,选取铜尾矿制备铜尾矿改性水泥基地聚合物注浆材料,研究水固比、铜尾矿掺量、碱激发剂用量及碱激发剂模数对改性浆液各性能指标的影响规律及微观机理。研究结果表明：掺入尾矿有利于改善改性浆液力学性能,掺入碱激发剂能提高改性浆液整体的反应程度,减小改性浆液析水率;综合考虑各项性能指标,选取改性浆液最佳配比,即水固比为1.0,铜尾矿掺量为30%(质量分数,下同),碱激发剂用量为4%,碱激发剂模数为1.6;相较于纯水泥浆液,改性浆液最佳配比黏度减小11.1%,流动度增大22.3%,析水率减小29.7%,28 d结石体抗压强度仅减小9.5%,耐久性能良好;改性浆液发生地聚合物反应形成了具有三维空间网状结构的C-A-S-H凝胶和N-A-S-H凝胶等胶凝物质。本研究成果可为岩土工程提供高性能低成本的注浆材料,同时还将为尾矿等固废材料资源化利用提供参考。     

高铝煤矸石系地聚合物材料耐水性研究

煅烧高铝煤矸石地聚合物材料耐水性随激发剂掺量的增加先提高,后逐渐降低。随煅烧高铝煤矸石掺量增加,地聚合物材料耐水性现增加后降低,煅烧高铝煤矸石和矿渣质量比为6∶4时,地聚合物材料形成效果较佳,耐水效果最佳。煅烧高铝煤矸石地聚合物材料在配比较优条件下,其耐水性较佳。煅烧高铝煤矸石和矿渣质量比为6∶4,激发剂掺量为6%时,其软化系数达0.99,吸水率只有0.32。     

柠檬酸对硫氧镁水泥改性作用

为了改善和提高硫氧镁水泥的基本性能,在硫氧镁水泥中掺入柠檬酸,文章研究了柠檬酸对硫氧镁水泥力学性能和耐久性能的影响规律。结果表明,柠檬酸可延缓硫氧镁水泥的凝结时间,提高硫氧镁水泥的强度,有效抑制硫氧镁水泥的收缩,提高镁水泥耐酸碱腐蚀能力,对硫氧镁水泥具有很好的改性作用。     

镁渣和矿渣对复合水泥性能的影响

掺加10%～40%镁渣制备了镁渣矿渣复合硅酸盐水泥,研究了镁渣对复合水泥物理性能的影响规律。结果表明:镁渣中主要矿物是β-C2S和γ-C2S,具有较好的火山灰活性。随着镁渣矿渣比(MS/BS)的增加,复合水泥凝结时间延长,强度逐渐下降,当MS/BS为0.67时,即镁渣掺量20%,矿渣掺量30%时复合水泥28d抗折强度达9.10MPa,抗压强度达42.53MPa,达到了国标42.5#复合硅酸盐水泥要求。