钙矾石材料硬化体风机理

采用了加速化学反应法、Ｘ射线衍射法、ＳＥＭ法、ＴＧ和ＤＴ等方法对钙矾石材料硬化体的形成和风化反应过程以及钙矾石材料的各种物理化学特性进行了研究。结果发现，钙矾石风化的原因是大气中的ＣＯ２侵入到钙矾石材料内部，使它的硬化体结构分解化而失去强度，研究结果为钙钒石材料的工业化生产和应用提供了依据。     

高水速凝充填材料的风化特征和风化机理

高水速凝固化胶结充填材料在养护至６０ｄ左右时，开始出现风化现象，到９０ｄ时较严重。风化原因是空气中的二氧化碳侵蚀充填材料中的钙矾石晶体以及材料中含有的自由重力水的逸出等造成的。保持恒温恒湿的环境条件是防止这种充填材料风化的可行途径之一。     

风化条件下高水材料强度劣化试验研究

近年来高水材料广泛用于煤矿巷旁充填、注浆加固和堵孔阻漏等工程领域,但易风化仍然是高水材料固有缺陷。为探究高水充填材料风化后的物理力学性质及风化机理,通过ETM力学试验系统对不同风化天数的高水材料进行研究。结果表明：高水材料风化主要是由于空气中的二氧化碳与钙矾石晶体发生反应,且随着风化天数的增加,自由水的流失与钙矾石晶体的逐渐解体会降低材料密实度,间接加速二氧化碳与钙矾石的反应,因此高水材料失水速率与劣化度随着风化天数增加而增大,且呈上升趋势;风化后的高水材料由表及里会形成风化层-过渡层-未风化层结构,风化层呈粉末状,受压即会破坏脱落,几乎不具备承载能力,但过渡层和未风化层仍然具备一定的承载能力;未风化的试件受压过程中会有水分溢出,风化后的试件无水分溢出。未风化的试件破坏形式属于劈裂破坏,风化后的试件破坏则都是在端部出现剪切破坏,剪切带周围会出现许多微裂隙。可见高水充填材料耐久性与其所处环境湿度密切相关。     

含钡钙矾石相的量子化学研究

钙矾石是水泥的主要水化产物之一，含钡钙矾石相是新水泥矿物含钡硫铝酸钙的主要水化产物，它们是水泥石强度的主要来源。本文利用新发展起来的量子化学ＳＣＣ—ＤＶ—Ｘａ方法对钙矾石相和含钡钙矾石相进行了研究，获得了分子结构的键级、集居数、净电行和共价键级等数据。结果表明：两矿物结构中Ａｌ—Ｏ键的化学参数变化不大，差异较大的是钙矾石中Ｃａ—Ｏ键和含钡钙矾石中Ｂａ—Ｏ键的键级和共价键级。认为Ｂａ—Ｏ键的键级和共价键级大于Ｃａ－Ｏ键是含钡硫铝酸钙水化强度大于硫铝酸钙的主要原因之一。     

钙矾石二氧化碳分解反应的动力学研究

研究了温度、湿度和二氧化碳分压对钙矾石被CO_2分解反应的动力学特征。测得了分解反应对二氧化碳分压是0.83级,对水分压是1级。在23℃时初始反应的速率常数为1.25×10~4mg·m~(-2)·h~(-1)·MPa~(-1)·~(83)。发现在水分压,二氧化碳分压相同的条件下,温度升高分解速率反而减小,还发现只要相对湿度很低,即使二氧化碳分压高至0.1MPa,分解速率也近于零。据此,本文对影响分解反应速率的关键因素提出了看法,对阻止钙矾石碳化的方法提出了方案。     

钙矾石表面碳化动力学及反应机理

研究钙矾石表面碳化反应动力学,提出反应机理,导出动力学方程,同实验结果一致,较满意地解释了实验现象,为防止钙矾石碳化提供理论依据。     

钙矾石热稳定性与碳化率关系研究

用ＤＴＡ和ＴＧ法研究在不同碳化率下钙矾石的热稳定性，发现钙矾石碳化率从零增加到８０％，其加热脱水峰温约降２０℃，这是由于碳化破坏了钙矾石结构，使本来难脱去的结构水变成自由水所致，由此可知被深度碳化的水泥构件抗温能力低。     

钙矾石碳化反应速控步骤活化能

用静态法测定钙矾石碳化率ｘ与时间ｔ的关系曲线，采用初始反应数值测定控制步骤基元反应活化能。结果表明：在通常条件下钙矾石极易被碳化，要防止碳化必须设法毒化钙矾石对水的吸附中心。     

碱对钙矾石结晶及溶解性能的影响

主要通过C3A-CaSO4·2H2O,在不同碱性溶液中钙矾石的形成、晶体形貌变化以及制备得到的纯钙矾石在不同碱性溶液中的溶解来研究碱对钙矾石结晶、溶解性能的影响,并采用XRD、SEM以及ICP等分析方法进行表征.研究结果表明,碱对钙矾石的形成有促进作用,还会影响钙矾石晶体形貌.钙矾石在不同碱性溶液中具有不一致溶特性,OH-对钙矾石中Al(OH)4-、Ca2 和SO42-溶出能力具有抑制作用.     

高水速凝充填材料的几化特征和风化机理

高水速凝固化胶结充填材料在养护至６０ｄ左右时，开始出现风化现象，到９０ｄ时较严重。风化原因是空气中的二氧化碳侵蚀充填材料中的钙矾石晶体以及材料中含的自由重力水的逸出等造成的，保持恒温恒湿的环境条件是防止这种充填材料风化的可行途径之一。     

高铝型高水充填材料热力学分析

对高水充填材料的烧结和水化反应过程进行了热力学计算与分析，阐明了高水充填材料的主要热力学性质以及所表现出的强度，稠度和风化等物理化学特性。     

煅烧锰渣取代水泥胶结料水化机理

本文借助X射线衍射、差热分析等试验手段，分析了煅烧锰渣取代水泥胶结料（简称BMC胶结科）的水化过程和水化产物，剖析了其强度形成和稳定发展的机理．     

沥青混凝土心墙风化料坝三维地震响应分析

基于大型商业有限元软件ABAQUS,并利用其平台提供的UMAT子程序接口开发了等效线性模型,分析某沥青混凝土心墙风化料坝的地震响应,为大坝的抗震安全评价提供依据.有限元计算结果表明:在地震作用下,坝顶、上下游坝坡近坝顶等位置有可能会有坝料松动、滑落的可能性,在上述区域需采取适当的抗震加固措施;心墙及坝体的动剪应力不是很大,分布较均匀,不会出现剪切破坏;坝体在地震中的沉陷比水平位移大,坝体地震沉陷量约为最大坝高的0.27%.     

广西叫弄英安岩风化剖面与地下水作用的证据

利用薄片观察、X－射线粉晶衍射分析和化学分析研究了广西凭祥英安岩的化学风化作用，在风化剖面形成过程中由于地下水作用的叠加，使得风化部面的发育偏离了“正常的”演化趋势。异常高的K2O、Na2O与TiO2的比值对应于高岭石的伊利石化和自生钠长石的形成，样品中等厚胶结物的存在直接指示了地下水曾经存在的位置。     

第三系粉砂质泥岩风化特性

 为研究第三系粉砂质泥岩的风化特性,通过不同的试验,对不同风化程度的粉砂质泥岩岩体分别进行工程特性、风化耐久性和风化速度研究。通过测试风化岩体的矿物成分、化学成分及物理力学性质来对其工程特性进行研究;通过抗压强度试验、软化崩解性试验对其风化耐久性进行研究;通过对所处4种不同环境的风化岩石的观测试验来对其风化速度进行研究。试验结果表明：随着岩体风化程度的加深,岩石中黏土矿物含量增加,活动性强的化学成分相对减少,岩石干密度降低、总孔隙度和吸水率增大,力学性能降低,岩体更容易软化崩解。岩石的风化速率与自身的风化状态和暴露的面积有关。     

花岗岩球状风化发育区盾构施工特点分析

花岗岩发育地区球状风化体(俗称"孤石")的分布直接影响城市轨道交通工程的盾构施工。基于华南地区花岗岩球状发育区盾构施工工程案例,分析了在这一特殊地质环境下盾构施工在盾构机选型和盾构推进过程中参数控制相关问题,提出花岗岩球状风化体发育区盾构施工应合理选择盾构机,在孤石地层掘进时应控制掘进速度、刀盘扭矩、盾构机的推力,刀盘的贯入量以及刀盘的转速等施工参数,做到平稳掘进,减少对地层的扰动。     

加荷速率与受力状态对高水材料凝结体力学参数的影响

针对高水材料凝结体在不同加荷速率及不同受力状态下的强度参数,选用水灰比为6∶1(含水率86%),研究当加荷速率变化时,高水材料凝结体抗压、抗拉及抗弯强度参数的变化情况。通过进行高水材料凝结体在不同加荷速率下的单轴压缩实验、拉伸实验和弯曲实验。实验结果表明,材料在单轴压缩时会因挤压而有一定程度的失水,同时材料表现出弹-塑性的特点。在拉伸和弯曲时,无出水情况,试样从中部直接被拉断。随着加荷速率的增大,高水材料凝结体的抗压、抗拉和抗弯强度都增大。在同一加荷速率下,高水材料凝结体的抗压强度抗弯强度抗拉强度。