水泥土环境中粉煤灰的活性及激发途径

介绍了粉煤灰的活性组成与测定方法 ,描述了水泥—粉煤灰体系水化作用机理。在水泥土特定的物理与化学环境中 ,选出了一种复合型激发剂。并通过电镜、方能达谱等手段对OH- 腐蚀和截获Ca2 + 的理论观点及试验结果给予佐证和说明     

复合矿粉水泥土的无侧限抗压强度试验

将工业中生产的废渣制作成的复合矿粉掺加至水泥土中,既增强其性能,同时也可达到利废环保的目的。通过室内无侧限抗压强度试验,运用正交试验方法研究了影响复合矿粉水泥土抗压强度的主要因素及其影响规律。通过极差和方差分析可知,水泥掺量对复合矿粉水泥土的无侧限抗压强度的影响最大,其次是龄期,复合矿粉的影响最小。复合矿粉水泥土的早期强度提高主要是由于水泥的水化,而由矿粉和粉煤灰组成的复合矿粉具有微集料效应和火山灰效应,从而可改善水泥土的强度。     

粉煤灰水泥土渗透性能的试验研究

为了研究粉煤灰掺量对水泥土渗透性能的影响,通过在粉煤灰水泥土中加入水玻璃激发粉煤灰活性,并制作不同固化剂配比的粉煤灰水泥土试块,在养护不同龄期后分别进行渗透试验以及电镜试验。试验结果表明:随着养护龄期的增加,所有粉煤灰水泥土试样的渗透系数都有显著的降低;水泥掺量为60%的粉煤灰水泥土较纯水泥土而言,在养护14 d前的渗透系数更大,但在养护28 d后的渗透系数则变得较低;渗透试验反压差对于养护龄期较短的试样影响较大;在微观角度,水泥土试样的内部孔隙结构与渗透系数之间有着明显的相关性。     

水泥土早期固化的交流阻抗特征研究

基于水泥土的早期(48h)固化试验,通过测试不同固化时间下水泥土的交流阻抗参数(|Z|,Z′,Z″,θ),揭示了各参数随时间的变化规律。在对各参数变化机理解释的基础上,对水泥土固化过程划分了溶解期、诱导期和硬化期3个阶段。研究表明,水泥土的|Z|、Z′、Z″和θ随时间的变化可以较好地解释水泥土固化过程中离子的溶解、水泥的水化、水泥水化产物与土中活性物质的硬凝反应等复杂过程。     

改善粉煤灰水泥早期性能的两个措施

粉煤灰水泥的水化过程包括水泥熟料的水化反应和粉煤灰的活性组份与Ｃａ（ＯＨ）２的火山灰反应两类不同的反应,因而促进粉煤灰水泥水化的作用方式也有两类,当粉煤灰掺量较大时,采取促进粉煤灰的火山灰反应的措施效果较显著,且后期效果比早期效果显著;在粉煤灰掺量较小时采取促进水泥熟料水化反应的措施,对粉煤灰水泥的作用较为显著,根据这些特征,对两种激发剂及机械磨细对改善粉煤灰水泥性能的作用进行了理论分析,各种促进     

银川地区粉煤灰水泥土抗压强度的正交试验研究

为了在银川地区软土地基加固处理中更好地推广应用水泥土,以含水量、水泥掺量、粉煤灰掺量和龄期等为因素,设计正交试验方案L_9(3~4),研究粉煤灰水泥土的强度特性.研究结果表明:水泥土的强度随水泥掺量、粉煤灰掺量和龄期的增加而增加,随含水量的增加而减小,在水泥掺量适当时,粉煤灰能显著提高水泥土的强度,尤其是后期强度;软土中含有一定量的粉细砂有利于水泥土强度的提高.提出了通过掺加干砂提高水泥土强度的措施.     

水泥-粉煤灰浆体的水化反应进程

为考察粉煤灰对水泥水化进程的影响,系统研究了水泥粉煤灰浆体在不同养护龄期、水胶比、粉煤灰掺量下水泥和粉煤灰反应程度、非蒸发水数量、水化产物数量、孔结构和浆体力学性能.根据实验结果,建立了水泥粉煤灰浆体中水泥反应程度与有效水灰比间的定量关系,推导出水泥和粉煤灰反应程度与胶空比之间的计算公式,并通过研究胶空比与浆体抗压强度关系曲线和比较胶空比与实测孔隙率来验证该公式的正确性;另外,还对水泥粉煤灰浆体的非蒸发水量与水化产物数量间的关系进行了研究,结果表明二者呈线性相关,可用非蒸发水量反映水化产物数量.     

尾渣土固化剂及固化强度的研究

文章以矿粉、硫酸钠、水泥、硅酸钠和粉煤灰等为基本组分,采用混料设计研制出一种尾渣土固化剂,对固化剂的强度性能进行研究。结果表明,固化剂中5种成分对固化尾渣土的强度都有显著的影响。在一定的范围内,随着矿粉和粉煤灰掺量的增加,固化尾渣土的强度逐渐下降;随着硫酸钠、水泥、硅酸钠掺量的增加,固化尾渣土的固化强度增加,硫酸钠和水泥对早期强度的提高效果比较显著。微观实验分析表明,固化尾渣土强度增长的原因主要是固化剂的水化反应生成钙矾石和C-S-H凝胶。固化剂最佳配合比(质量比)为56%矿粉、16%硫酸钠、12%水泥、10%硅酸钠、6%粉煤灰。与普通硅酸盐水泥相比,固化尾渣土的强度和固化剂的经济性都能够达到满意的效果。     

钢渣粉煤灰复合水泥的研究

以钢渣、粉煤灰、水泥熟料为主要原料,并掺入少量激发剂,制备高混合材掺量高强复合水泥.研究钢渣细度、水泥的复合组分比例及激发剂对钢渣粉煤灰复合水泥性能的影响,并通过SEM、XRD分析激发剂对复合水泥水化性能的影响.结果表明:钢渣比表面积在310m2/kg以上时,钢渣具有较好的活性.激发剂可进一步增大钢渣、粉煤灰的水化活性,加快复合水泥的水化速度,从而提高水泥的力学性能,缩短水泥的凝结时间,但激发剂对复合水泥水化产物种类影响不大.     

水泥复合土的渗透性能试验研究

为了提高水泥土的工程抗渗特性,本文设计了水泥复合土的配合比,采取正交试验方法,进行了水泥复合土的渗透试验,得到了水泥复合土的渗透系数,并通过极差分析和方差分析,研究了水泥土中的水泥掺量、膨润土掺量和粉煤灰掺量对水泥土抗渗性能的影响,建立了水泥复合土的渗透系数随水泥掺量、膨润土掺量以及粉煤灰掺量变化的回归方程.结果表明:随着水泥掺量、膨润土掺量以及粉煤灰掺量的增加,水泥复合土的渗透系数均逐渐降低;水泥土掺量对水泥复合土渗透系数的影响最大,其次为粉煤灰掺量的影响,膨润土掺量的影响偏小.     

激发剂对粉煤灰水泥胶凝材料水化性能的影响

用结全水量、三甲基硅烷化--气相色谱、差热分析和Ｘ射线衍射等方法研究了激发剂对偻煤灰水泥胶凝材料水化性能的影响,发现激发剂能加快粉煤灰水泥胶凝材料的水化速度再水化,使粉煤灰先解聚再水化,粉煤灰中单掺激发剂,水化反映难以进行,激发剂对粉煤灰水泥胶凝材料的水化产物种类影响不大。     

水泥/粉煤灰碱改性对废弃粉质土砂配制盾构壁后注浆性能的影响

盾构废弃粉质土砂矿物组成复杂、泥质含量高,易引起水化反应不彻底及团聚现象,导致浆液性能的劣化,然而,使用废弃粉质土砂配制壁后注浆浆液,替换商品砂比例只能在30%～40%才能满足现场及通用指标要求。依托实际工程现场开展高掺量废弃粉质土砂部分替换商品砂(60%)配制壁后注浆实验,分析水泥及粉煤灰碱改性策略对高掺量废弃粉质土砂壁后注浆浆液性能影响规律。结果表明,当改性水泥替换比例不超过50%时,对粉质土砂壁后注浆具有积极的影响,可以在缩短凝结时间和降低泌水率的同时,使流动度与抗压强度依然符合通用指标;改性粉煤灰相较于改性水泥对浆液的影响比较小,但在小幅降低浆液抗压强度的同时,仍可以有效缩短浆液的凝结时间和泌水率。分析原因在于,水泥进行碱性改性,加速了水泥的水化反应,进而可以缩短浆液的凝结时间且对于用水量也会有所影响,进而也会影响浆液的流动度以及稠度;而粉煤灰减改性则破坏了粉煤灰中莫来石和石英原本有序的玻璃相结构,虽然后期产生的C-A-S-H(水化硅铝酸钙)对力学性能有一定的影响,但由于粉煤灰转化为沸石样物质的原因,仍然可以优化浆液的凝结过程及用水量。     

高钙粉煤灰的本征性质与水化特性

通过实验 ,研究了高钙粉煤灰的本征性质与其水化特性间的关系 .研究结果表明 ,高钙粉煤灰由于其硅酸盐离子聚合度低 ,游离氧化钙含量高 ,因此具有水化活性好、减水效果好、早期强度发展快、水化时易产生体积膨胀等特性 .但高钙粉煤灰中游离氧化钙的晶粒较小 ,晶格畸变较大 ,因而在水泥基材料水化时产生的膨胀发展较快 .采取适当的技术措施后 ,可将其开发成一种高效的辅助性胶凝材料     

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。     

提高粉煤灰低密度水泥体系早期强度的研究

针对粉煤灰低密度混合材水泥的早强问题展开研究,用实验方法分析探讨了粉煤灰低密度混合材水泥在水化反应过程中的作用机理,开发出了一种高效的能够适用于低温低密度体系的早强剂DY,使得粉煤灰低密度水泥早期强度得到显著的提高。粉煤灰混合材低密度水泥在低温下早期强度的提高,主要通过水泥与粉煤灰之间的相互作用来实现。正反两方面的实验结果表明,水化反应使早期释放更多的Ca²⁺和OH^-,引发了粉煤灰的火山灰反应,从而促进了粉煤灰混合材水泥早期强度的发展。该产品有望在低压井、易漏井、长封固段井等复杂条件下使用。粉煤灰混合材水泥能够满足复杂井固井作业的要求,并且具有可观的经济、环保效益。     

纳米硅粉水泥土抗腐蚀性能研究

水泥土搅拌法处理近海软土时, 水泥土常处于腐蚀性环境中。系统研究掺入纳米硅粉的水泥土的抗腐蚀性能, 为水泥土抗腐蚀性能改良、近海区软土水泥土搅拌法加固提供依据。选取珠江三角洲典型的淤泥质粘土, 按天然含水量配制试验用土,加入掺入比为0%～4%的纳米硅粉配制水泥土试件, 在腐蚀性硫酸盐溶液和纯水中养护到不同龄期, 对其进行无侧限抗压强度对比试验, 得到了水泥土强度与纳米硅粉含量及腐蚀性养护环境关系的变化规律。主要结论是: 两种养护环境下, 纳米硅粉提高水泥土强度的长期效果比短期效果显著, 龄期90 d内纳米硅粉掺入比为2%的水泥土强度最大; 但龄期180 d时水泥土强度随纳米硅粉掺量的增加而增加; 硫酸盐腐蚀环境能加速纳米硅粉和水泥水化产物的二次水化反应, 大幅提高水泥土的强度, 纳米硅粉能显著提高水泥土的抗腐蚀性能; 龄期180 d时, 养护在硫酸盐溶液中纳米硅粉掺入比为2%～4%的水泥土, 强度比掺入比为0%的水泥土强度高(2～3)倍, 也比相同配比养护在纯水中水泥土强度高15%～20%。