煤基固废复合改性剂高温重构钢渣的性能及机理研究

为了促进钢渣和煤基固废的综合利用,研究了煤基固废复合改性剂(CMCSR)(煤气化渣-硅钙渣-煤田区域水库底泥)对高温重构钢渣的胶凝性能和体积稳定性的影响,采用XRD、SEM、EDS等测试方法,对重构钢渣的物相组成、微观结构及高温重构机理进行了分析。发现CMCSR可以提高钢渣的胶凝性能,显著降低了钢渣中f-CaO含量。当重构温度为1250℃,CMCSR掺量为25%时,重构钢渣28d活性指数比原钢渣可提高16.1%,重构钢渣中f-CaO的含量由4.04%降至1.90%,满足GB/T20491-2017《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》中f-CaO含量≤3%的要求。CMCSR掺量由15%增加至35%,重构钢渣中形成透辉石(CMS₂)、钙铝黄长石(C₂AS)、C₃A等硅铝基矿物。高温重构过程促使RO相中的FeO转变为镁铁尖晶石(MgFe₂O₄)和磁铁矿(Fe₃O₄)。重构温度为1250℃,掺25% CMCSC的重构钢渣形成结晶良好、粒径可达10μm以上椭圆形的C₂S颗粒。研究表明,掺入煤基固废复合改性剂的高温改性钢渣,其体积稳定性、胶凝活性和易磨性得到了有效改善,从而为钢渣的低能耗细磨加工进行制品开发,或在水泥和混凝土中的直接应用提供了可能,实现了煤基固废与冶金固废的协同利用。     

养护条件对水泥砂浆干缩性能的影响

实验研究了养护条件（包括干燥前养护时间、干燥前养护温度和干燥时相对湿度）对砂浆干缩性能的影响。比较了养护时间（1d,3d,14d）,养护温度（20℃,60℃）,相对湿度（30％,43％,75％）等对水泥砂浆干缩性能的影响。研究结果表明：延长干燥前养护时间,各砂浆干缩率增大;提高干缩前养护温度,不掺矿物外加剂的水泥砂浆干缩率减小,而掺矿物外加剂的水泥砂浆干缩率增大;干燥时相对湿度增加,水泥砂浆干缩率降低。     

聚丁二烯/聚甲基丙烯酸丁酯接枝共聚物的合成及表征

以接枝到聚丁二烯链的马来酸酐为反应活性点,与端羟基聚甲基丙烯酸丁酯进行酯化反应,合成了大分子表面改性剂—聚丁二烯/聚甲基丙烯酸丁酯接枝共聚物。探索了接枝反应的规律,采用IR、1H NMR、TGA、ATR-FTIR等方法研究了接枝共聚物的结构和性能。结果表明:该大分子改性剂具有良好的热稳定性和择优外迁特性,在共混物表面层中呈现明显的浓度梯度,是PP的优良共混添加型大分子表面改性剂。     

白炭黑的表面改性技术

介绍了白炭黑的表面改性方法，常用改性剂及其改性机理以及改性白炭黑的应用，对几种常见的表面改性方法进行了比较，指出了我国白炭黑表面改性产品的差距和发展对策。     

碱处理黄麻与聚丙烯纤维改善砂浆抗裂性能的研究

选用黄麻和聚丙烯作为添加材料,增强水泥砂浆.采用不同浓度的氢氧化钠对黄麻纤维进行处理,处理不同的时间,探究黄麻力学性能的变化.并在水泥砂浆中加入不同掺量的碱处理黄麻和聚丙烯,研究其对水泥砂浆抗裂性能的影响.     

基于水泥混凝土路面抗滑耐磨性能的研究

现有资料表明,水泥混凝土路面抗滑能力不足,随着使用年限的增加其抗滑性能下降很快,良好的抗滑能力能够增强汽车轮胎与路面的摩擦力,可以减少交通事故的发生.水泥混凝土路面细集料的耐磨性能够改善路面的长期抗滑能力,选用高耐磨性能的路面材料是改善水泥混凝土路面抗滑能力的重要措施,能够从本质上解决水泥混凝土路面抗滑能力快速降低的问题.通过水泥混凝土工作性对路面抗滑性能影响的研究,得出机制砂、天然砂和标准砂制作的水泥砂浆都会随水灰比的增大,其抗弯拉、抗压强度逐渐降低,流动度和磨损量逐渐变大;水泥砂浆磨损量随屈服应力的增加逐渐降低,耐磨性能逐渐增强,且屈服应力和磨损量之间具有较好的线性对应关系,相关系数都在0.89以上.     

硫酸镁侵蚀作用下高流态水泥砂浆的早期强度劣化特征

高流态早强(HFES)水泥砂浆被广泛应用于土木工程的各个领域。在复杂的工程环境下,HFES水泥砂浆的硫酸盐侵蚀不容忽视。尽管硫酸盐对水泥基材料性能的影响已有一些研究,但HFES水泥砂浆与传统水泥基材料相比有明显不同,其在硫酸盐侵蚀情况下的劣化机制尚不明确。本文研究了不同硫酸镁溶液浓度和侵蚀时间下HFES水泥砂浆的早期抗折和抗压强度,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)测试,分析了硫酸镁溶液浓度和侵蚀次数对HFES水泥砂浆微观结构和水化产物的影响,揭示了硫酸镁对HFES水泥砂浆早期强度形成的影响机制。     

电脉冲下矿物掺合料对砂浆硫酸盐侵蚀的影响

通过对掺与不掺矿物掺合料的水泥砂浆分别在电脉冲和浸泡条件下进行外观和强度比较,研究了电脉冲作用下矿物掺合料对水泥砂浆硫酸盐侵蚀的影响,并利用扫描电镜和能谱仪对试件内部进行了微观结构分析.试验结果表明:电脉冲加速了外部SO_4~(2-)向砂浆内部迁移,SO_4~(2-)与水泥水化产物反应生成大量钙矾石,使得试件短时间内出现明显的开裂、脱落以及强度损失;矿物掺合料改善了砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能,掺量越高改善效果越明显,然而在电脉冲作用下掺矿物掺合料的砂浆仍受到明显的硫酸盐侵蚀.可见,电脉冲加速了硫酸盐侵蚀,这为快速评价水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀性能提供了新的思路.     

超细矿渣在硫铝酸盐水泥砂浆中的应用

在硫铝酸盐水泥砂浆中加入超细矿渣,研究不同掺量的超细矿渣对水泥浆体凝结时间及胶砂流动度、强度的影响.采用电子扫描显微镜(SEM)分析水泥砂浆微观结构以及超细矿渣在砂浆中的影响机理.实验结果表明:随着掺量的提高,水泥浆体的初凝时间延长,终凝时间缩短;胶砂流动度随超细矿渣掺量的增大而减小; 随超细矿渣掺量的增大,水泥胶砂的3d和28d强度提高,当掺量质量分数为20%时,水泥砂浆28d的抗折、抗压强度达到最大,分别达到7.3Mpa和46.93Mpa.     

通道压裂支撑剂改性研究

针对当下非常规油气资源开发难度大、采收率低、常规水力压裂效果不佳的特点,经过大量实验和生产实践,筛选硅油类改性剂和烷烃类改性剂作为支撑剂的表面改性剂,并通过支撑剂表面覆膜、表面固化等先进技术使支撑剂表面改性,以达到疏水效果。疏水支撑剂在压裂过程中有控水稳油、有效作用时间长、返排率高、导油能力强等优点,在国外已经得到广泛应用,但国内对疏水支撑剂技术的研究相对起步晚,实践应用少。通过室内实验评价方法对筛选出的复配改性剂制备的改性支撑剂进行了评价,结果表明,该改性支撑剂完全满足支撑剂性能评价标准中对密度、抗破碎能力、浊度、酸溶解度的要求,且具有良好的耐温性、渗透性、粉砂吸附性和导流能力。