碱激发低品位石灰石胶凝材料的研究

通过水玻璃改性,实现了常温了石灰石－水玻璃的反应,生成物具有明显的胶结性质,净浆小试体７ｄ强度达３２．６ＭＰａ,１４ｄ强度达４０．４８ＭＰａ,砂浆试体７ｄ强度达１４．６８ＭＰａ,１４ｄ强度达２３．０８ＭＰａ。     

碱激发胶凝材料的碳化性能研究进展

碱激发胶凝材料作为新型绿色建筑材料,在促进工业固体废料的循环使用、减少CO2气体排放等方面有着突出的优势,近几年针对这种材料耐久性能的研究越发受到重视,碳化作为影响耐久性能的关键因素,也需要进一步的研究。从碳化机理、碳化速率、碳化影响以及抗碳化性能改善方面总结了碱激发胶凝材料碳化性能研究现状,概述了目前碳化领域研究所取得的成果和面临的困难。基于已有成果,提出了研究建议,以期为碱激发混凝土的发展和推广应用提供参考。     

激发剂种类对碱矿渣胶凝材料性能的影响研究

为了研究激发剂种类对碱矿渣胶凝材料性能的影响规律,用高炉矿渣作为胶凝材料,氢氧化钠溶液、水玻璃溶液及碳酸钠溶液作为激发剂,在水胶比为0.3、碱当量为4%的条件下,研究3种激发剂对矿渣胶凝材料激发效果的影响,并采用微观测试手段分析了碱矿渣胶凝材料的微观形貌和水化产物.结果表明:不同的激发剂对胶凝材料的性能产生不同的影响,具体表现为碳酸钠作为激发剂,其凝结时间最长,且远远大于氢氧化钠和水玻璃作为激发剂制备的胶凝材料,但其制备的胶凝材料收缩率最小;水玻璃作为激发剂时,能够获得较高的强度,但其收缩率最大;而氢氧化钠作为激发剂,其制备的胶凝材料早期强度较高,但后期强度发展缓慢.微观分析显示,水玻璃和氢氧化钠作为激发剂时,水化产物主要为C-S-H凝胶和CaCO_3,而碳酸钠作为激发剂时,水化产物主要为CaCO_3.     

碱激发胶凝材料发展趋势

碱激发胶凝材料是近年来发展的新型胶凝材料,许多固体废弃物均可作为它的原料,这将为充分利用工业固体废弃物开辟一条新的途径。本文主要从国内、国外两方面了介绍了碱激发胶凝材料的发展现状及理论科研成果。阐述了碱激发水泥的存在的问题。     

再生黏土砖粉-石灰石粉-水泥胶凝材料性能研究

采用再生黏土砖粉和石灰石粉共同取代部分水泥制备了复合胶凝材料,通过测试复合胶凝材料的抗压强度、水化放热、水化产物种类以及孔结构演变规律来研究其性能.结果表明:黏土砖粉-石灰石粉的掺入会降低胶砂抗压强度,但胶砂试件在90 d龄期时抗压强度比得到提高,提高砖粉掺量有利于后期强度的增长;黏土砖粉-石灰石粉的掺入可以有效地降低水泥水化的放热量;随着养护龄期的增长,复掺黏土砖粉和石灰石粉的试件中生成水化碳铝酸钙;黏土砖粉-石灰石粉的掺入增大了复合胶凝材料的孔隙率,但其填充效应以及水化后期发挥活性可以优化材料后期的孔结构.     

外加剂对碱激发粉煤灰/矿渣胶凝材料早期性能的影响

为寻找适合碱激发粉煤灰/矿渣复合体系的外加剂,研究了6种不同外加剂对碱激发粉煤灰/矿渣复合体系早期性能的影响。结果表明,无机外加剂氯化钡能够有效延长凝结时间,且同时能改善浆体流动性,使样品微观结构更加致密,抗压强度提高;葡萄糖酸钠、聚羧酸和木质素磺酸钠能稍微延长凝结时间和改善流动性,但改善效果不明显;引起剂十二烷基三甲基氯化铵,十二烷基聚氧乙烯醚能有效延长凝结时间,但浆体流动性变差,气泡引入使得抗压强度下降。碱激发粉煤灰/矿渣的反应产物主要为无定型态与少量铝托贝莫来石,掺入不同外加剂不会改变样品的晶相组成。     

含矿渣粉胶凝体系的性能研究

本文研究了矿粉与水泥复合胶凝体系的新拌砂浆的性能、力学性能以及抗裂性能,试验结果表明,与纯水泥砂浆相比,复合胶凝体系的标准稠度用水量和凝结时间有所上升,硬化砂浆的早期强度偏低,但后期强度与前者持平。掺加矿粉后,试样的抗裂性能明天提高。在保证体系力学强度指标满足42.5水泥性能的前提下,矿渣粉的掺量范围最大达70%。     

石灰石粉对水泥浆体水化特性及流变性能的影响

利用微量热仪和旋转黏度计,从掺量和细度两方面研究了石灰石粉对水泥浆体水化特性和流变性能的影响.从水化放热速率和放热量角度分析了石灰石粉对水化特性的影响,从紧密堆积理论和固体颗粒体积分数两个角度分析石灰石粉对流变性能的影响.结果表明:石灰石粉可以促进体系的水化进程,且石灰石粉细度越大,促进作用越明显.石灰石粉掺量增大导致水泥含量减少,所以体系第二放热峰峰值和总放热量随石灰石粉掺量的增大而减小.随着石灰石粉掺量或细度的增加,复合体系中固体颗粒的体积分数逐渐增大,粒径分布模数减小,且体系的粒度分布曲线逐渐接近于最密堆积的理想分布曲线.复合体系的屈服应力和塑性黏度随石灰石粉掺量的增大而减小,随石灰石粉细度的增大而增大.     

碱激发钢渣矿渣胶凝材料凝结硬化性能研究

通过对胶凝材料强度、水化热的测定和对水化产物种类及表观形貌的分析,探讨了缓凝剂和钢渣掺量对碱激发钢渣矿渣胶凝材料性能的影响,并对其水化特性进行了研究.结果表明:钢渣掺量为40%、矿渣掺量为60%时,外掺6%水玻璃激发剂和1%的K缓凝剂,所制得的胶凝材料的凝结时间和强度可以达到42.5R普通硅酸盐水泥的技术要求;碱激发钢渣矿渣胶凝材料的放热特性与碱激发矿渣胶凝材料类似,具有放热量小的特点;钢渣与矿渣组合有利于胶凝体系水化进程的发展,两者具有相互促进的作用.     

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。     

水泥基复合胶凝材料流变性能

为了获得高性能混凝土内胶凝材料的优化配方，制备并测试了一系列试样。对试样的研究采用了均匀设计安排试验点，利用流变学原理，从流变参数、触变性、经时变化三个方面，对水泥基复合胶凝材料的工作性进行了研究。通过分析、比较找到了粉煤灰与矿渣、粉煤灰与硅灰以及矿渣与硅灰复合作为外掺料组成水泥基复合胶凝材料的优化配方，为高性能混凝土的配制打下了良好的基础。     

石灰石粉对混凝土耐久性能的影响

为促进石灰石粉在混凝土中的应用,研究石灰石粉的粒径、 掺量和其它辅助性胶凝材料对混凝土耐久性能的影响. 研究结果表明,石灰石粉的掺入,生成碳铝酸钙,并稳定钙矾石. 粉煤灰和矿粉中的铝相促进石灰石粉的反应,进一步增大了碳铝酸钙和钙矾石的含量. 当石灰石粉的平均粒径为19.92μm时,混凝土的氯离子扩散系数和碳化深度最小. 当石灰石粉的掺量为10%~15%时,混凝土的氯离子扩散系数和碳化深度最小. 复掺石灰石粉和粉煤灰/矿粉进一步降低了混凝土的氯离子扩散系数和碳化深度. 当水胶比为0.4时,用石灰石粉制备混凝土具有优异的抗钢筋锈蚀和抗冻性.     

电石渣碱激发矿渣/粉煤灰胶凝材料性能及微结构

采用流化涡旋技术对工业固体废弃物改性,以改性电石渣为碱性激发剂,以改性矿渣/粉煤灰为硅铝质原料制成全固废碱激发胶凝材料,并采用压汞实验(MIP)、水化热测定、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段研究其水化机理与微观结构。研究结果表明：流化涡旋技术对工业固废具有优异的物理、化学改性效果,使固废原料具备更高的反应活性;以改性原料制成的碱激发材料具有更优的力学性能和孔径分布特征,其7 d和28 d抗压强度分别可达22.4 MPa和37.8 MPa;改性电石渣释放更多的Ca(OH)2,提供碱性环境和钙质组分;改性矿渣/粉煤灰提供硅铝质组分,生成以C-S-H、C-A-S-H凝胶和托贝莫来石为主的水化产物,水化产物与少量原料紧密结合形成稳定结构,使胶凝材料具有良好的力学性能。     

胶凝材料对灌浆料性能的影响

试验研究了铝酸盐水泥和硬石膏对水泥基无收缩灌浆料的凝结时间、流动度、强度和膨胀性能的影响。结果表明,铝酸盐水泥掺量10%,石膏掺量10%,灌浆料的性能最佳。     

化学法激发长英岩粉胶凝活性的实验研究

长英岩是一种富含硅铝的天然材料,为使其可用作混凝土掺合料,采用碱性药剂作为长英岩粉的活性激发剂,并以活性指数和胶砂试样的力学性能为指标,评价不同激发剂对长英岩粉的激发效果.CaO掺量在14.3％～33.3％范围时,长英岩粉的活性指数和胶砂试样的抗压及抗折强度随其掺量的增加而降低,当CaO掺量为14.3％时,长英岩粉的3...     

钛石膏掺量对碱激发胶凝材料强度与水稳定性的影响

为了实现超硫钛石膏-粉煤灰胶凝材料在道路工程中的应用,需要研究高掺量钛石膏胶凝材料的水稳定性.设计了膏灰比为3:7、4:6、5:5、6:4、7:3的5组配合比,制作试件240个,分别进行了标准养护及1d、8d或22d浸水养护,测定了7d、14d、28d无侧限抗压强度,计算了软化系数,并采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射法(XRD)测试了材料的微观结构及化学成分.结果表明:钛石膏粉煤灰胶凝材料7 d强度增长缓慢,14～28 d强度增长显著,其中膏灰比为5:5时,胶凝材料14 d、28 d龄期抗压强度值最大,分别为4.4 MPa、5.3 MPa;浸水养护8 d、22 d,胶凝材料膏灰比为5:5的试件抗压强度最大,软化系数在0.82以上,因此膏灰比不宜超过5:5;胶凝体系中水化产物主要为钙矾石(AFt)、水化硅酸钙(C-S-H)、水化硅铝酸钙(C-A-S-H),28 d水化产物随养护龄期增多,材料强度提高.     

再生黏土砖粉-水泥胶凝体系的特性

为了实现废弃黏土砖的再生利用,通过物理球磨的方法制备出再生黏土砖粉,将其作为辅助性胶凝材料来取代部分水泥制备复合水泥浆体.采用量热仪、X射线衍射仪和热重分析仪研究了黏土砖粉掺量对复合胶凝材料体系的水化热、水化产物和热重性能的影响.实验结果表明:随着黏土砖粉掺量的增加,水泥水化累积放热量不断降低,当黏土砖粉掺量为40%时胶凝体系的3 d水化累积放热量可降低35.39%.XRD测试结果证明,随着养护龄期的增长,Ca(OH)_2逐渐与黏土砖粉中活性SiO_2和Al_2O_3发生火山灰反应,在龄期180 d时Ca(OH)_2的特征峰强度损失更大.DSC-TG定量分析确定了在90 d龄期后,黏土砖粉反应消耗了更多的Ca(OH)_2,使得胶凝体系中Ca(OH)_2含量减少.     

水泥-石灰石粉胶凝材料在硫酸盐侵蚀下的破坏机理

采用5%硫酸钠溶液,对水泥-石灰石粉胶砂试件进行长期浸泡腐蚀试验,测试试件强度,并对试件进行XRD分析和SEM观察.研究结果表明:在硫酸盐侵蚀下,试件劣化是因产生石膏而不是钙矾石造成的;侵蚀反应还造成水化产物碳铝酸钙分解,促使试件腐蚀破坏;水泥-石灰石粉胶凝材料的破坏主要是由石青膨胀和水化产物分解共同造成的;在硫酸盐腐蚀环境中,不宜采用石灰石粉作混合材的复合水泥以及用石灰石粉作掺合料的混凝土.     

钢渣粉的胶凝性及其对水泥力学性能的影响

钢渣粉作为辅助胶凝材料用于水泥混凝土领域中的潜力很大,研究了钢渣粉自身的胶凝性及其粒径大小、掺入量对钢渣-水泥复合胶凝材料力学性能的影响。结果表明:钢渣粉的浆体强度和水化程度随其粒径减小而显著提高(28 d抗压强度4.0提高到21.5 MPa,Ca(OH)2含量从3.49%提高到5.48%,非蒸发水含量从4.8%提高到10.71%)。含30wt%钢渣粉的复合水泥3 d净浆和胶砂强度均表现出随微粉粒径的减小先增大,后降低(SC-40为拐点),而7 d、28 d强度随微粉粒径的减小而不断增大。钢渣粉的掺量对水泥浆体强度和水化程度的影响显著,水泥各龄期强度和水化程度均随钢渣粉掺量的增加而逐渐降低,且各龄期强度与钢渣粉含量均符合多项式函数关系。     

纳米二氧化硅对水泥-石灰石粉胶砂毛细吸水的影响

本文通过毛细水试验分析了纳米二氧化硅对石灰石粉混凝土毛细吸水性能的影响。结果表明,石灰石粉增加了水泥胶砂的毛细吸水系数,而纳米二氧化硅降低早期水泥-石灰石粉胶砂的毛细吸水系数而增大后期的吸水率,进而表明,石灰石粉增大水泥硬化浆体的毛细孔结构,而纳米二氧化硅改善7天水泥-石灰石粉硬化浆体毛细孔结构,但28天后改善效果有所减弱。