新型放射性废物固化胶凝材料浆体对锶铯的吸附研究

研究了富铝碱矿渣粘土矿物复合胶凝材料、碱矿渣水泥、硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥浆体对 90 Sr、137Cs的吸附作用。研究表明 :富铝碱矿渣粘土矿物复合胶凝材料中的粘土矿物材料的种类、掺量对吸附比有较大影响 ,该材料浆体对 90 Sr、137Cs的吸附性能优于碱矿渣水泥、硅酸盐水泥以及矿渣硅酸盐水泥     

新型放射性废物固化胶凝材料的研究

研究了新型放射性废物固化胶凝材料—富铝碱矿渣粘土矿物胶凝材料（ＲＡＡＡＳＣＭ）的组成及其浆体的某些性能。结果表明,热活化高岭土、新疆沸石、改性凹凸棒粘土是富铝碱矿渣粘土矿物胶凝材料较好的组成材料。该胶凝材料浆体具有高强、较低孔隙率、较少的有害孔、抗硫酸盐侵蚀和耐辐照性能好的特点。以此材料为基材的模拟放射性废物固化体Ｓｒ２＋、Ｃｓ＋的浸出率较低。     

矿物掺合料对水泥-水玻璃注浆材料性能的影响

为保证道路工程注浆材料具有良好的工作性、抗水分散性和较少的泌水率,采用粉煤灰和矿渣微粉为矿物掺合料、膨润土为浆体稳定剂以及水玻璃为促凝剂,研究了矿物掺和料种类及含量对水泥基-水玻璃双液注浆材料性能的影响规律。结果表明,适量的粉煤灰可以提高水泥基浆液的流动性,而且可以有效增加水泥基浆液的有效水胶比;矿渣微粉对水泥基浆液的流动性无明显影响,但可有效提升水泥基浆液结石体后期抗压强度;以粉煤灰为矿物掺合料的水泥基-水玻璃双浆材料力学性能优于矿渣微粉,但矿渣微粉对浆液结石体的孔结构改善效果更好。     

偏硅酸钠激发矿渣-粉煤灰胶凝材料水化机理研究

研究了偏硅酸钠激发矿渣-粉煤灰的水化机理.通过显微形貌探究了在不同碱当量下胶凝材料的微观结构和水化产物的变化.结果表明,掺入偏硅酸钠可提高胶凝材料的强度,增加浆体中C-S-H含量.此外,掺入8%偏硅酸钠可使水化产物不断增加,浆体内部结构更加致密化,浆体内部微裂纹减少.     

钢渣掺量对3D打印地质聚合物材料新拌浆体流变性的影响

研究了钢渣掺量对钢渣-矿渣基地质聚合物3D打印材料新拌浆体流变性的影响.实验结果表明:修正Bingham模型用于表征3D打印材料浆体流变模型更为准确;随钢渣掺量的增加,新拌浆体剪切应力和屈服应力的增大同时其塑形黏度降低;新拌浆体的流变特性决定其早期构件的完整性,快速增长的屈服应力确保了其挤出后的成型能力;优异的剪切变稀能力有利于运输过程中的管内压力降低.     

矿渣硅酸盐水泥水化反应的理论模型与应用

提出了一种矿渣硅酸盐水泥水化反应的理论模型,考虑了矿渣成分、熟料成分、矿渣掺量、矿渣水化程度对其水化产物成分和微观结构的影响,可以定量地预测C-S-H凝胶的成分和浆体不同组份的相对比例.与普通硅酸盐水泥浆体相比较,矿渣硅酸盐水泥浆体最主要的差别是Ca(OH)2含量显著降低、C-S-H的钙硅比明显降低,同时孔隙率也不断增加.     

无熟料钢渣胶凝体系制备矿山充填料的流动性能研究

本文讨论了在无熟料钢渣胶凝材料体系下,矿山充填料流动性的主要影响因素。料浆流动性试验结果表明掺加粉煤灰能明显改善体系的流动性,在一定范围内,浆体流动性随着粉煤灰掺量增大而增大;矿渣对浆体流动性的改善效果不如粉煤灰,但能提高充填体各龄期抗压强度;脱硫石膏对浆体流动性的改善效果优于天然石膏;粗细粒级分配较均匀的尾矿对流动性的改善有积极的作用;料浆浓度对体系流动性和强度影响很大。     

高炉矿渣对砂浆流变参数影响的试验研究及机理分析

为了确定高炉矿渣对砂浆初始剪切力τ0和粘度系数η的影响,提出高炉矿渣对砂浆流变参数影响的试验研究。通过采用一种新型测试装置-L型管,测定新拌砂浆中浆体流动速度随矿渣掺量的变化规律。结合混凝土流变学及流体力学理论进行数值分析,得出砂浆流变参数τ0和η的计算方法。通过计算对比分析得出矿渣掺量对砂浆流变参数的影响。结果表明：少量的矿渣掺入可以改善砂浆流变性能;玻璃管径与形状一定时,砂浆的流变参数τ0和数η回归曲线随矿粉掺量呈线性增加;在高炉矿渣的掺量在10%时砂浆的流变性能达到最佳。     

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%。     

高密度高炉矿渣水泥浆固井技术研究

以低密度矿渣水泥浆研究结果为基础 ,设计高密度水泥浆 ,使油气井全井段使用矿渣水泥浆固井 ,以提高固井质量 ,降低固井成本 .以高炉矿渣为水化胶凝材料 ,添加少量水泥和碱性激活剂 ,结合 MTC固井技术和多功能钻井液固井技术 ,设计密度 1 .75～ 1 .93 g/cm3 的矿渣水泥浆、矿渣MTC浆和矿渣 UF浆 .对 3种高密度矿渣水泥浆在 45～ 75℃条件下水泥石的抗压强度 ,水泥浆的凝结时间、流变性和稳定性进行试验对比 .试验结果表明 :3种水泥浆水泥石抗压强度从大到小依次为 :矿渣 UF浆 ,矿渣 MTC浆 ,矿渣水泥浆 .3种体系水泥石抗压强度满足油气井井下射孔作业对水泥石抗压强度的要求 .在 45～ 75℃条件下 ,随着温度的升高 ,高密度矿渣水泥浆和矿渣 UF浆水泥石抗压强度呈降低趋势 .矿渣 MTC浆和矿渣 UF浆的流变性、稳定性和稠化时间可通过钻井液的加量及性能来调整     

低pH值硫酸盐侵蚀下矿渣水泥基材料的性能

按照我国低pH值硫酸盐的特征,配制pH=4．0的模拟溶液;通过室内干湿循环加速腐蚀试验,研究低pH值下矿渣粉等量取代水泥为15％-85％时浆体的抗硫酸盐侵蚀性能。研究结果表明：浆体的破坏主要是H^＋和SO4^2-共同作用的结果,其破坏过程是从外至内被逐层溶蚀,导致膨胀破坏;H^＋导致浆体水化产物脱钙,促使试件溶解,SO4^2-与Ca^2＋反应生成膨胀产物石膏,加速试件破坏过程;掺入矿渣粉对水泥浆体抗低pH值硫酸盐侵蚀是有利的,而且随着矿渣粉掺量的增加,其外观保持能力逐步提高。综合考虑掺有矿渣粉净浆试件的各项性能,矿渣粉适宜掺量取45％左右。     

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。     

功率超声波应用于混凝土的研究

介绍了功率超声波在混凝土工程中的应用现状,对功率超声波处理水泥基浆体进行了研究.研究表明:功率超声波处理对胶砂强度的影响与浆体组成关系密切;同时存在矿渣与减水剂或矿渣与丁苯胶乳的浆体,经超声处理后试样胶砂强度明显提高(分别提高20.7%和25.0%).文章还分析了功率超声波在混凝土工程应用中面临的问题,展望了功率超声波在混凝土工程中的应用前景.     

高密度高炉矿渣水泥浆固井技术研究

以低密度矿渣水泥浆研究结果为基础,设计高密度水泥浆,使油气井全井段使用矿渣水泥浆固井,以提高固井质量,降低固井成本,以同炉矿渣为水化胶凝材料。添加少量水泥和矿性激活剂结合MTC固井技术和多功能钻井液固井技术,设计密度1.75-1.93g/cm^3的矿渣水泥浆,矿渣MTC浆和矿渣UF浆,对3种高密度矿渣水泥浆在45-75℃条件下水泥石的抗压强度,水泥浆的凝结时间,流变性和稳定性进行试验对比。试验结果表明;3种水泥浆水泥石抗压强度从大到小依次为：矿渣UF浆,矿渣MTC浆,矿渣水泥浆,3种体系水泥石抗压强度满足油气井井下射孔作业对水泥石抗压强度的要求,在45-75℃条件下,随着温度的升高,高密度矿渣水泥浆和矿渣UF浆水泥石抗压强度呈降低趋势,矿渣MTC浆和矿渣UF浆的流变性,稳定性和稠化时间可通过钻井液的加量及性能来调整。     

冻融循环作用下碱激发矿渣浆体孔结构变化试验研究

为了探究在不同冻融环境下碱矿渣浆体孔结构的演化规律,采用硅酸钠激发矿渣粉制成碱矿渣试样(水胶比为0.4和0.5),分别以碱溶液和去离子水为冻融介质进行冻融试验.采用氮气吸附法和压汞法研究了不同冻融水环境下碱矿渣浆体孔结构的演变情况,采用了X射线荧光光谱分析研究了离子的浸出作用.结果表明,冻融循环作用主要使碱激发矿渣浆体产生了空间狭窄而具有较大表面积的孔隙,即裂隙孔和微裂缝等,主要分布在2～10 nm范围内.以碱溶液为冻融介质的试样的抗冻性明显优于以去离子水为冻融介质的试样,碱溶液对碱激发矿渣具有养护作用;以去离子水为冻融介质的试样因内外高浓度差而会产生离子浸出作用,进而破坏了孔溶液环境,产生了更大程度的冻融损伤.     

钢渣-矿渣-脱硫石膏复合胶凝材料的制备及水化机理

加速钢渣水化过程、胶凝活性激发对钢渣综合利用率的提高有重要意义。以矿渣和脱硫石膏为复合激发剂,基于交叉试验的设计方法,对复合胶凝材料的组成进行了优化,分析了复合胶凝材料的综合性能,采用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、扫描电子显微镜(scanning electronic microscopy, SEM)、傅里叶变换红外光谱(Flourier transform-infrared spectroscopy, FT-IR)等测试方法表征了复合胶凝材料的组成及结构,并以此揭示复合胶凝材料协同优化的机理。复合胶凝材料配合比的交叉试验结果表明：钢渣30%、矿渣60%、脱硫石膏10%,水灰比为0.5,28 d抗压强度为40.4 MPa,其他各项性能指标满足GB/T1346—2011要求。通过多项测试手段可以判断出,矿渣在脱硫石膏的激发作用下不断水解,缩短了水化诱导前期和延长了诱导期,提升早期水化反应程度,释放大量热量,生成了generates ettringite (AFt)和C—S—H凝胶。而浆体的pH值上升,促进钢渣水化反应,加速了浆体由液相反应转为固相反应,证明了...     

碱—矿渣水泥中碱组份(水玻璃)与强度及其发展的关系

本文论述了水玻璃作为碱组份在碱—矿渣水泥中的作用,研究证明:它为矿渣活性激发提供了碱性环境,又为碱—矿渣水泥提供溶胶体系。实验表明,浆体强度是由矿渣水化产物和水玻璃溶胶共同产生,指出了碱激发增强和溶胶增强作用的转换关系,并得出了实验数据。     

机械力化学方法活化矿渣研究

根据机械力化学原理，采用高能球磨技术对3种矿渣进行活化，分别研究了3种矿渣的粒度、密度和净浆小试体抗压强度的变化规律，并初步探讨了机械力化学活化矿渣的机理。结果表明，机械力化学高能球磨能够使矿渣粉体迅速细化，明显提高矿渣的水化活性和水化强度；矿渣本身的抗压强度很低，掺入Ca(OH)2后强度显著提高，最高可达65.37MPa；高能球磨2－4h为最佳处理时间。     

矿粉与水泥的密堆及其对矿渣水泥的性能影响

将一系列经超细粉磨处理的矿渣微粉以不同比例与一定细度的水泥进行匹配 ,制成一系列矿渣水泥试样 ;根据Dinger Funk的数学模型得出粉体最佳颗粒群分布 (即堆积密度达最大的分布 ) ;通过水泥与矿粉的激光粒度检测结果 ,计算各矿渣水泥的实际颗粒群分布 ;运用灰色关联分析原理 ,考察各矿渣水泥试样的颗粒群分布与Dinger Funk最紧密堆积颗粒群分布的相关性 ;对各矿渣水泥进行标准稠度用水量以及硬化浆体的孔隙率等测定 .结果证明 :当矿渣水泥颗粒分布与最紧密堆积的关联度较高时 ,相应的矿渣水泥标准稠度用水量较少 ,硬化浆体孔隙率较低 ,胶砂强度较高 .     

掺合料对水泥复合浆体流动性影响的研究

针对河北省三河市的矿渣、粉煤灰，进行了掺量与水泥浆体流动性关系的研究。结果表明：粉煤灰在40％掺量范围内，净浆流动性随掺量的增大而增大，矿渣在60％范围内随掺量的增大而增大。