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。     

大掺量粉煤灰注浆充填材料试验研究

为了解大掺量粉煤灰的水泥粉煤灰注浆材料的物理力学性能，通过室内试验，探讨了在大掺量粉煤灰情况下，不同水灰质量比，固相质量比及不同外加剂用量与硬化体抗压强度，浆体凝结时间，流动度、粘度、结石率之间的相互关系，试验表明，随粉煤灰掺量的增加，硬化体抗压强度、浆体流动度降低，而凝结时间延长，结石率和粘度增大；硬化体早期强度较低，后期强度有较大增长（120d后仍有所增长）；适量水玻璃的掺入（水玻璃占水泥质量分数不大于3％）使凝结时间缩短，结石率增大，但导致硬化体抗压强度降低，浆体流动性变差；浆体凝结时间较长，水灰质量比（0．7－1．0）：1．0，粉煤灰掺量质量分数为60％－90％时，初凝一般大于12h，终凝一般大于20h。     

碱金属阳离子对硅酸盐溶液激发的碱矿渣水泥浆体黏度的影响

分别研究了不同碱金属阳离子与硅酸根质量比(M/Si)的钠、钠钾复合硅酸盐溶液,和由硅酸盐溶液激发的碱矿渣水泥浆体的黏度和凝结时间。结合硅酸盐溶液的傅里叶红外光谱试验,对溶液中硅酸根离子的聚合度进行了研究。结果表明:硅酸盐溶液的M/Si越低,硅酸根的聚合度越小。在硅酸钠溶液体系中掺入一定量的K~+可以降低体系中硅酸根离子的聚合度,显著降低溶液和浆体的黏度,提高碱矿渣水泥的工作性能。同时,在较低M/Si(M/Si≤1.5)情况下,K~+的加入还能够延长碱矿渣水泥的初凝时间。     

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。     

碱金属阳离子对硅酸盐溶液激发的碱矿渣水泥浆体粘度的影响

分别研究了不同硅酸根与碱金属阳离子比(Si/M比)的钠、钠钾复合硅酸盐溶液和由硅酸盐溶液激发的碱矿渣水泥浆体的黏度和凝结时间。并结合硅酸盐溶液的傅里叶红外光谱试验对溶液中硅酸根离子的聚合度进行研究。结果表明：硅酸盐溶液的Si/M比越低,硅酸根的聚合度越小。在硅酸钠溶液体系中掺入一定量的K_⁺离子可以降低体系中硅酸根离子的聚合度,显著降低溶液和浆体的黏度,使碱矿渣水泥获得更好的工作性能。同时,在较低Si/M比(Si/M≤1.5)情况下,K_⁺离子还能够延长碱矿渣水泥的初凝时间。     

碱-粉煤灰-矿渣水泥作GRC胶结材的试验研究

研究了影响碱-粉煤灰-碱矿渣水泥(AAFSC)的强度的因素．测定了其凝结时间。结果表明：当水玻璃掺量为3％，硅酸盐水泥熟料为5％以及适量减水剂，其28d抗压强度大于50MPa，且凝结时间正常。AAFSC浆体浸泡液的pH值随着水化龄期的生长而降低，SEM照片显示抗碱玻璃纤维在从FSC浆体中所受侵蚀极小。     

碱激发剂对矿渣粉煤灰活性激发特性影响试验研究

为探究不同碱性化学试剂对矿渣、粉煤灰的活性激发效果,选取NaOH、Na2CO3、Na2SiO3三种常见的碱激发剂,以单掺、复合掺两种方式得到了7种不同类型的碱激发剂,并制备了三组不同水胶比的净浆试件,通过测试试件3d、7d、28d时间的静态力学性能,对比发现由NaOH与Na2SiO3制备的复合碱能最有效地激发矿渣、粉煤灰的活性。     

氢氧化钾-硅酸钠溶液对碱矿渣水泥水化行为的影响

固定水灰比为0.35,研究了氢氧化钾-水玻璃复合碱组分作用下碱矿渣水泥的凝结时间和抗压强度的变化规律。通过水化放热实验研究了4%碱当量不同模数的复合碱组分作用下碱矿渣水泥的水化动力学过程。结果表明：以氢氧化钾-水玻璃复合作为碱组分的碱矿渣水泥,低水玻璃模数条件下,溶液中氢氧根离子浓度高,矿渣溶解速度快,水化放热增长迅速,凝结时间短,强度高;高模数条件下,溶液粘度高,氢氧根离子浓度低,凝结时间长,强度较低;对比而言,溶液模数为1.5时,碱矿渣水泥的综合性能最佳。     

矿渣预处理与碱碳酸盐-矿渣胶凝材料的性能

碱激发碳酸盐矿胶凝材料是在常温下直接制备得到的一种低环境负荷型胶凝材料,其与高炉矿渣复合后可以获得更好的早强、高强和抗渗性能。但是,与高炉矿渣的复合会引起胶凝材料的工作性能如凝胶时间和流动性能等的急剧变差,且难以采用传统的缓凝技术如碱矿渣水泥的缓凝技术等加以解决。研究发现,当对矿渣采用低浓度的硅酸钠溶液进行一定时间的预处理后可以较好地解决上述问题。研究结果表明：矿渣的预处理能够使该胶凝材料的凝胶时间得到较大幅度的延长和流动性能得到较为显著的改善,但会使材料强度有所降低;凝胶时间延长和流动性能改善的幅度随着材料中矿渣质量掺量的提高和硅酸钠浓度的增大而减小。     

不同碱当量、粉煤灰和矿渣掺量对碱激发粉煤灰-矿渣地聚物力学性能及微观结构的影响

粉煤灰、矿渣复配组成碱激发复合水泥可以改善单一组分碱激发水泥的性能劣势。为了研究不同碱当量、不同粉煤灰和矿渣掺量对碱激发粉煤灰-矿渣砂浆力学性能、干燥收缩及微观结构特性的影响,采用抗压、抗折强度试验、吸水率试验、干燥收缩试验、微观扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)及傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)试验进行表征。结果表明:3、7、28 d龄期时,随着碱当量和矿渣掺量增加,粉煤灰-矿渣砂浆抗压、抗折强度呈逐渐增加趋势,吸水率和干燥收缩率呈逐渐下降趋势。其中龄期为28 d,碱当量为6%、矿渣掺量为100%时,碱激发粉煤灰-矿渣砂浆抗压强度达到峰值110.84 MPa,抗折强度达到峰值10.77 MPa,吸水率最小,为1.2%,与4%的粉煤灰-矿渣砂浆相比,碱当量为6%的砂浆干燥收缩率均减少10%以上。由微观分析知,粉煤灰-矿渣砂浆在碱激发作用下水化产物主要为铝硅酸盐凝胶和水化硅酸钙凝胶,粉煤灰掺量越大,凝胶结晶度越低。碱当量越大,体系水化产物数量越多,结构越密实。     

碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的性能研究

为充分利用磷渣和粉煤灰两种工业废渣生产高性能胶凝材料,研究了不同磷渣/粉煤灰配合比的碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的性能.结果表明:碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的凝结时间正常,在掺量为0~30%(质量分数)范围内,随着粉煤灰掺量的增加,碱-磷渣-粉煤灰的凝结时间略有延长.与普通硅酸盐水泥相比,碱-磷渣胶凝材料的抗压强度较高而抗折强度相对较低;掺加粉煤灰后碱-磷渣胶凝材料的抗压强度降低,但抗折强度提高.碱-磷渣胶凝材料的抗冻性和耐蚀性均优于普通硅酸盐水泥,但其干缩较大,用部分粉煤灰取代磷渣粉可一定程度减小干缩.     

Effect of chemical admixtures on properties of high-calcium fly ash geopolymer

Owing to the high viscosity of sodium silicate solution, fly ash geopolymer has the problems of low workability and rapid setting time. Therefore, the effect of chemical admixtures on the properties of fly ash geopolymer was studied to overcome the rapid set of the geopolymer in this paper. High-calcium fly ash and alkaline solution were used as starting materials to synthesize the geopolymer. Calcium chloride, calcium sulfate, sodium sulfate, and sucrose at dosages of 1wt% and 2wt% of fly ash were selected as admixtures based on concrete knowledge to improve the properties of the geopolymer. The setting time, compressive strength, and degree of reaction were recorded, and the microstructure was examined. The results show that calcium chloride significantly shortens both the initial and final setting times of the geopolymer paste. In addition, sucrose also delays the final setting time significantly. The degrees of reaction of fly ash in the geopolymer paste with the admixtures are all higher than those of the control paste. This contributes to the obvious increases in compressive strength.     

矿物掺和料对高性能再生混凝土力学性能的影响

采用公路拆除后废弃混凝土生产再生粗骨料并测试其性能指标,用70%再生粗骨料取代率和净浆裹石法配制高性能再生混凝土.以矿物掺和料品种、掺量为影响因素,开展高性能再生混凝土力学性能试验研究.试验结果表明,高性能再生混凝土的流动性能随着单掺粉煤灰或复掺粉煤灰与矿渣掺量的增大而变好,但其弹性模量、抗压强度降低.结合试验成果和课题组此前试验数据,拟合出适用于高性能再生混凝土弹性模量的计算模型.     

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.     

粉煤灰品质对混凝土性能影响研究

研究掺低钙、高钙粉煤灰对结构混凝土坍落度、抗压强度、混凝土碳化、氯离子扩散系数、干湿循环破坏等性能的影响.研究表明低钙、高钙粉煤灰对混凝土坍落度没有影响,在相同的养护龄期里掺高钙粉煤灰的混凝土抗压强度大于低钙粉煤灰混凝土.掺加低钙、高钙粉煤灰对混凝土碳化、氯离子扩散系数、干湿循环破坏有影响,掺加低钙粉煤灰混凝土具有比掺高钙粉煤灰混凝土更大碳化深度,掺低钙、高钙粉煤灰对混凝土氯离子扩散系数影响不明显,在干湿循环初始阶段掺低钙粉煤灰混凝土抗压强度、相对动弹性模量增加程度大于掺高钙粉煤灰混凝土增加程度,干湿循环超过30次后高钙粉煤灰混凝土抗压强度、相对动弹性模量劣化增加程度小于低钙粉煤灰混凝土抗压强度劣化损伤增加程度.     

掺合料对硫铝酸盐水泥性能的影响

研究了不同掺量的矿渣、粉煤灰、沸石粉对硫铝酸盐水泥砂浆抗折、抗压强度、Cl^-渗透性的影响;并通过XRD、SEM等方法对不同龄期的净浆水化产物进行分析。结果表明：在硫铝酸盐水泥浆体中,3种掺合料对强度贡献大小顺序为：矿渣〉沸石〉粉煤灰;浆体后期水化速度减慢,表现为后期强度增长不大;掺合料的加入可以增加结构致密性,提高抗Cl^-渗透能力,3种掺合料作用效果为：矿渣〉粉煤灰〉沸石粉。     

复合胶凝材料组成与混凝土抗压强度定量关系研究

通过单纯形重心设计方法得出了水泥一磨细矿渣微粉一超细粉煤灰三元复合胶凝材料组成与各龄期混凝土抗压强度的定量数学解析式，其对混凝土强度的预测精度基本可控制在5％的相对误差范围内．不同龄期三元系统的等强线变化揭示了3d和28d时，复合胶凝材料各组分对强度的贡献按水泥、磨细矿渣微粉、超细粉煤灰的顺序降低，180d时则按水泥、超细粉煤灰、磨细矿渣微粉的顺序降低，从而揭示了磨细矿渣微粉与超细粉煤灰复合对混凝土早期和后期强度存在互补效应．     

砂浆特性参数对硅酸根电迁移反应法致密化和表面涂覆效果影响

采用硅酸根电迁移反应法致密化和表面涂覆砂浆,研究了水胶比、矿物掺和料、养护龄期和试件厚度等砂浆特性参数对被处理砂浆试件表面涂层厚度、抗压强度与抗折强度、电阻率的影响。结果表明:随着水胶比的减小与养护龄期的延长,砂浆试件生成的表面涂层增厚,抗压强度与抗折强度、电阻率提升增大;加入掺合料的砂浆试件形成的涂层厚度和电阻率大小顺序为硅粉矿粉无掺合料粉煤灰,掺硅粉与矿粉的砂浆试件电阻率出现的峰值时间早于无掺合料试件;硅粉砂浆试件的抗压强度、抗折强度增幅大于无掺合料砂浆,而粉煤灰砂浆试件抗压强度与抗折强度变化不明显;砂浆试件厚度对于硅酸根电迁移反应法处理的砂浆性能影响不明显。