碱激发矿渣基地聚物中钠离子迁移与分布研究

为探究Na+在碱激发矿渣基地聚物中的移动与分布,以矿渣为前驱体原材料,以液体水玻璃为碱激发剂,在实验设计条件下[n(Si O2)/n(Na2O)=1. 8,n(Na2O)/n(Al2O3)=1. 1],通过调节水掺量制备n(H2O)/n(Na2O)分别为18. 52、21. 03、24. 95的矿渣基地聚物。利用X射线荧光光谱分析仪(XRF)、比表面积与孔隙度测试仪、孔隙率测试及浸出试验等表征手段,对比了不同n(H2O)/n(Na2O)的矿渣基地聚物的性能、结构及其钠含量分布。研究结果显示,n(H2O)/n(Na2O)改变影响碱激发矿渣基地聚物的孔结构,孔径随n(H2O)/n(Na2O)的增大有细化的趋势,而孔隙率则随之增加; Na+随水分在孔隙网络中移动,导致地聚物不同高度位置的钠含量和碱浸出率存在差异,n(H2O)/n(Na2O)的增大使地聚物的钠含量分布曲线变陡,Na+的迁移趋势更明显;地聚物顶部附近的钠含量和碱浸出率最大,意味着其在理论上具有更强的泛碱趋向,间接说明Na+的移动影响碱激发矿渣基地聚物的泛碱行为。     

材料组分对矿渣、粉煤灰和赤泥基地聚物收缩影响试验研究

为研究矿渣、粉煤灰和赤泥3种不同胶凝材料组成成分对地聚物基本力学和收缩变形性能的影响,开展了矿渣、粉煤灰和赤泥单掺及混掺地聚物砂浆试块的自由收缩和干燥收缩试验研究,并测试了其抗折和抗压强度,分析了其断面破坏形态;研究了极限收缩与抗压强度之间的关系。试验结果显示：单掺赤泥、粉煤灰基地聚物强度较低,收缩变形较大;而双掺的矿渣-赤泥,矿渣-粉煤灰地聚物的抗压强度较大,化学反应迅速,结构密实;地聚物试块的自由收缩略小于干燥收缩,收缩变形与抗压强度呈反比;矿渣-赤泥基地聚物的抗折和抗压强度超过5 MPa和36 MPa,自由收缩和干燥收缩均较小,是一种理想的地聚物胶凝材料。     

低掺量粉煤灰基地聚物胶凝材料性能试验研究

为了研究粉煤灰基地聚物胶凝材料的组成对其性能的影响,对C类粉煤灰分别掺入少量（质量分数小于17%）偏高岭土和矿渣粉后,进行了两种地聚物胶砂试块的力学性能试验研究,并与相同配比、相同制作养护条件下的普通硅酸盐水泥胶砂试块进行了比较.试验结果表明：纯粉煤灰（C类）地聚物胶凝材料强度低于P.O 42.5水泥;当外掺料质量分数大于17%时,粉煤灰基地聚物胶凝材料强度超过同龄期（14 d）的水泥;掺入矿渣粉的粉煤灰基地聚物抗压强度高于掺入等量偏高岭土的粉煤灰基地聚物.     

单组分电炉镍渣基地聚物修补材料制备与性能调控

冶炼镍铁每年生产大量的电炉镍渣,目前对其综合利用率很低,大面积的露天堆放造成的严重环境污染问题日渐突出。电炉镍渣含有大量的玻璃相SiO2和MgO,有一定的火山灰活性,为寻求高效绿色的电炉镍渣利用方式,本文以电炉镍渣为原料,制备单组分地聚物砂浆旨将其应用于修补材料领域。然而,前期工作发现纯电炉镍渣基制备的地聚物修补性能并不理想。本研究基于正交实验和极差分析,通过掺入矿物掺合料,改变碱模数和碱当量等关键影响因素对镍渣基地聚物各项修补性能进行调控,获取满足地聚物修补性能的最优配合比以及各关键影响因素对修补性能的影响主次。结果表明：最优配比是矿渣掺量为30%,粉煤灰掺量为30%,碱模数为1.2,碱当量为0.107mol/100g,其28d的抗压及抗折强度分别为90.29MPa、9.23MPa,粘结强度为6.6MPa,干燥收缩率为560×10^-6,满足修补砂浆规范要求。矿渣掺量对其性能调控影响最为显著。该成果可为单组分镍渣基地聚物制备修补材料的工程应用提供理论依据。     

矿渣基地聚物的制备及其性能研究综述

高炉矿渣作为一种具有潜在胶凝活性的硅铝质原料,在制备矿渣基地聚物方面具有巨大的潜力。重点介绍了四种矿渣基地聚物材料的制备方法和性能,并简要分析了其特点。单一矿渣基地聚物虽然强度较高,但是存在聚合速度快、收缩大以及易开裂等缺点,粉煤灰和偏高岭土的使用可以有效延缓单一矿渣基地聚物的聚合速度、改善其微观结构,增加其稳定性。最后指出,利用低活性的尾矿和矿渣制备地聚物材料为合理利用尾矿提供了一条有效途径。     

磨细矿渣粉对混凝土性能的影响

本文通过对单独掺加矿渣粉与粉煤友取代部分矿渣粉复合配制混凝土进行拌合物性能、抗压强度与耐久性的试验,并对试验结果进行了详细的分析．阐述了磨细矿渣粉对混凝土的和易性、凝结时间、抗压强度、抗渗与抗冻融性能以及抗氯离子渗透性等混凝土性能的影响。     

地聚物砂浆的力学性能与孔结构分形特征分析

为探讨矿渣粉改性粉煤灰地聚物砂浆在不同温度下的强度变化规律及改善机理,进行了不同矿渣粉掺量的粉煤灰地聚物在多种温度下的力学性能试验,并分析了其微观形貌及孔结构特征。结果表明:粉煤灰基地聚物在室温固化时的抗压强度和抗弯强度均较小,掺入矿渣粉或高温固化都可以改善粉煤灰地聚物的力学性能,但高温固化导致后期抗压强度变化变缓;当不掺矿渣粉时,地聚物砂浆的流动度为232 mm,但凝结时间超过8 h;随着矿渣粉掺量的增加,地聚物的流动度逐渐降低,凝结时间也变短;高温固化和掺入矿渣粉都可以显著减小粉煤灰地聚物材料的孔隙率;室温固化时,地聚物砂浆中含有大量宏观孔隙,并且粉煤灰地聚物砂浆中基本不存在胶凝孔隙;高温固化后,粉煤灰地聚物砂浆中以毛细孔隙体积占比最大,而改性砂浆则以胶凝孔隙和过渡孔隙的居多;从试件内部的微观形貌图可见,掺入矿渣粉后地聚物砂浆变得更加致密;基于热力学关系的分形模型可以在压汞法测量的孔径范围内很好地描述地聚物砂浆孔结构的分形维数,其次为孔轴线模型;地聚物砂浆孔结构的分形维数大于2.0,在粉煤灰地聚物中掺入矿渣粉可以改善地聚物的孔隙结构,提升固化温度则使得地聚物的孔隙结构变得复杂。     

掺聚丙烯纤维和矿渣的再生混凝土性能研究

为研究纤维和矿渣对再生骨料混凝土性能的影响,选择聚丙烯纤维和矿渣作为外掺料,系统研究再生骨料掺量、外掺料掺配方式及含量对再生混凝土力学和收缩性能的影响规律,并借助SEM扫描电镜,着重分析纤维和矿渣复合改性材料对再生混凝土的微观改性机理.结果表明:掺加矿渣后,混凝土早期力学性能影响不大,后期略有提高,而混凝土吸水率和收缩性能改善显著;掺加纤维不仅可以显著提高再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗弯拉强度等力学性能,对吸水率和收缩性能也有显著改善;掺加纤维和矿渣复合改性材料可显著改善混凝土各项物理力学性能.     

玻纤、矿纤对钢渣/矿渣复合胶凝材料强度和膨胀性的影响

研究了玻纤、矿纤分别掺入钢渣/矿渣复合胶凝材料时对胶砂强度的影响,通过沸煮和压蒸试验研究两种纤维对胶凝材料体积膨胀的影响,通过SEM观察纤维与基体的界面粘结情况。强度实验结果表明,玻纤掺量(质量分数)不高于0.3%时,胶砂试件各龄期强度随着掺量的增加而提高,掺量高于0.3%,胶砂试件强度损失大;矿纤掺量对试件早期强度影响不大,后期抗压强度随掺量的增加持续下降,后期抗折强度先下降后上升。沸煮和压蒸试验结果表明,玻纤掺量0.3%的压蒸试件比不掺纤维时压蒸膨胀率下降26.60%,矿纤掺量0.3%的压蒸试件比不掺纤维时压蒸膨胀率下降29.36%。SEM结果显示,水化早期纤维表面附着少量C—S—H凝胶,纤维与基体相互分离,水化后期,纤维表面生长Ca(OH)2晶体,纤维与基体粘结紧密。     

复合外加剂对高掺量矿渣水泥强度和孔结构性能影响

综述了矿渣水泥的发展、研究了3组分复合外加剂对矿渣掺量(质量分数)为70%～90%的高掺量矿渣水泥强度和孔结构性能的影响.实验结果表明,复合外加剂不仅提高了水泥的强度,而且改善了水泥的孔结构.利用复合外加剂,矿渣掺量(质量分数)为90%时,该水泥可以达到425#矿渣水泥标准.     

半柔性路面用地聚物砂浆配合比设计

以粉煤灰为主要原料,矿渣微粉为掺加剂,水玻璃(Na₂O·nSiO₂)和氢氧化钠为复合激发剂,标准砂为细集料,通过正交实验进行配合比设计,运用极差和方差分析流动度、凝结时间、泌水率、抗压及抗折强度、收缩膨胀率的影响规律,在常温条件下制备半柔性路面用地聚物砂浆.实验结果表明:半柔性路面用地聚物砂浆配合比的水胶比为0.45~0.50,砂胶比为0.2,矿渣微粉取代率为0.3,碱激发剂掺量为0.14~0.17.     

20钢达克罗防腐涂层的组织和性能

采用浸涂及烧结工艺制备了达克罗防腐涂层,对其表面组织结构及其与镀锌、镀铝涂层的防腐蚀性能对比进行了研究.结果表明,锌、铝、铬等元素在达克罗涂层中分布均匀,片状的锌粉和铝粉层叠包埋在无定形的铬酸盐粘结物中,其耐腐蚀性能优于热镀锌层,略低于热浸铝镀层,与基体接合强度低于热浸铝.     

TiC/Ni粉SHS法合成及(TiC/Ni)-Al涂层亚音速火焰喷涂制备

采用自蔓延燃烧合成(SHS)技术制备了TiC/Ni金属陶瓷粉.TiC颗粒尺寸与粘结相的比例有关,粘结相含量越少TiC颗粒尺寸越大,随后将TiC/Ni金属陶瓷粉破碎、过筛并与铝粉混合,采用亚音速火焰喷涂技术在钢基体上制备了(TiC/Ni)-Al金属陶瓷涂层,对TiC-40%Ni+A1复合涂层微观结构进行了分析.     

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     

粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土不同龄期动态力学性能

为探究冲击荷载条件下粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土的动态力学响应特征,考察不同养护龄期和应变率对粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土动态力学特性的影响,利用Φ100 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)装置分别对3 d、7 d、28 d龄期的粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土进行了不同应变速率下的冲击压缩试验。结果表明：在各个龄期下,粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土均表现出显著的应变率敏感性,动态抗压强度和比能量吸收随应变率的增加而增大,其中动态抗压强度随应变率增加呈现指数函数增长趋势;随着龄期的增长,粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土的动态抗压强度和比能量吸收均增大,应变率敏感性逐渐增强。在对比了多个应变率增长因子(DIF)计算公式之后,提出了拟合程度更高的地聚物混凝土DIF计算模型,在应变率基础上,重点考虑养护龄期对动态强度增强效应的影响,计算结果与试验值吻合效果良好,可为粉煤灰-矿渣基地聚物混凝土的实际应用提供参考。     

矿渣粉的高掺与粉煤灰复合在商品混凝土的应用

本文通过对矿渣粉高掺与粉煤灰复合对商品混凝土性能与强度的进行了试验与分析。结果表明。矿渣粉的高掺与粉煤友复合配制商品混凝土可以发挥优势互补效应，使混凝土的性能得到进一步改善．并且成本更为经济的混凝土。     

聚丙烯纤维掺量对碱矿渣隧道防火涂料抗振动风吸性能的影响

将外挂重物的碱矿渣隧道防火涂料（ASF）试件固定在改装的电磁式垂直振动台上,测试其在振动风吸作用下的破坏时间和粘结强度,研究ASF在隧道中的抗振动风吸性能. 采用ASAP-2020M孔结构分析仪和SEM微观测试方法揭示其损伤机理. 研究表明,聚丙烯纤维（PPF）掺量越大,ASF破坏时间越长,粘结强度越高;当PPF掺量为0.6%（A6组）时,其破坏时间比不掺时（A0组）提高177%. 由于PPF桥接作用可有效抑制裂纹的发展,振动风吸时间为30min时,A6组比A0组粘结强度损失率降低33.8%.     

聚丙烯酰胺对粗合成纤维/水泥基体界面性能的影响

针对聚丙烯粗合成纤维与水泥基体界面粘结性能差的问题,采用聚丙烯酰胺溶液对其进行浸泡处理,并通过纤维拔出试验、显微硬度测试、X射线衍射分析和扫描电镜分析等,分析了聚丙烯酰胺对粗合成纤维/基体界面性能的影响.结果表明:经聚丙烯酰胺处理后,纤维/基体界面粘结性能提高,纤维拔出曲线更为饱满,脱粘现象延后,并且随着聚丙烯酰胺处理液中聚丙烯酰胺含量的增大,其效果更为明显;处理后的界面区CH晶体减少,界面显微硬度增大,过渡层厚度变薄,CH、C-S-H和AFt交织生长,水化产物结构致密度提高,纤维与水泥基体界面薄弱区明显得到改善.     

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。     

机械和化学复合激发钢渣-矿渣复合粉

分别研究了机械激发以及机械和化学复合激发对钢渣-矿渣复合粉活性的影响.结果表明,在钢渣掺比量为30%的条件下,单独靠机械激发来提高钢渣-矿渣复合粉的活性是不可取的;在钢渣比表面积为448 m2/kg、矿渣比表面积为450 m2/kg、通过外掺5%C化学激发剂复合激发钢渣-矿渣复合粉,其活性可优于S95级矿粉.