硼酸对硫铝酸盐基复合胶凝材料性能的影响

本文研究了不同硼酸掺量下的硫铝酸盐基复合胶凝材料的标准稠度用水量和凝结时间及安定性,抗压、抗折强度变化规律,并利用XRD和SEM测试方法对复合胶凝材料的水化机理进行分析。结果表明:硼酸的掺入不影响胶凝材料的安定性,但使标准稠度用水量增加,且标准稠度用水量与硼酸掺量成反比;硼酸掺量越大,初、终凝时间延长越明显;当硼酸掺量为0.20%(质量分数)时,硫铝酸盐水泥占比高的试验组早期强度提高,且后期强度不倒缩;硼酸可使钙矾石的形态更粗壮。掺加硼酸可使复合材料的干缩率降低,质量变化率呈下降趋势。

基于镁渣-水泥-脱硫石膏复合胶凝材料的砌筑砂浆制备及其性能

镁渣高效利用对于金属镁冶炼行业的可持续发展和环境保护具有重要意义。本文以镁渣、水泥和脱硫石膏为主要原料,设计和配制复合胶凝材料,并以此制备高性能砌筑砂浆。三元体系胶凝材料试验结果表明,以高掺量镁渣制备的胶砂试件28 d抗压强度可达35.6 MPa,脱硫石膏对镁渣-水泥胶凝体系起到了活性激发作用,尤其对28 d强度具有明显的促进作用。以镁渣-水泥-脱硫石膏复合胶凝材料制备的砌筑砂浆28 d抗压强度最高达25.32 MPa,满足JGJ/T 98-2010《砌筑砂浆配合比设计规程》中M25等级的要求。研究成果可为镁渣大规模资源化利用提供参考。

基于响应面法的UHPC复合胶凝材料体系优化研究

采用基于响应面法(RSM)的D-optimal最优化设计方法设计了超高性能混凝土(UHPC)净浆配合比,研究了复合胶凝材料组分对UHPC净浆湿堆积密实度、力学性能、干燥收缩性能的影响,结合XRD、SEM等微观测试结果分析了复合胶凝材料组分间的相互作用机理。结果表明:粉煤灰和硅灰可有效提高UHPC净浆的湿堆积密实度,优化基体内部颗粒堆积状态;硫铝酸盐水泥和粉煤灰对UHPC净浆的早期强度影响显著,掺入硫铝酸盐水泥可大幅提高UHPC净浆的早期力学性能。

纳米SiO_(2)气凝胶水泥基复合材料中水的形态分布规律研究

为了研究纳米SiO_(2)气凝胶对水泥基复合材料水分分布机制的影响,采用LF-NMR技术对室温环境下不同掺量(0、5%、7%、10%)纳米SiO_(2)气凝胶水泥基复合材料(AIC)吸水30 min后的T2信号进行了测试,在真空饱和的条件下,采用孔隙体积内饱水度描述AIC吸水前后含水量空间变化。结果表明:AIC0、AIC5、AIC7、AIC10试件的T2谱最高峰的峰面积所占比例分别为83.0%、78.7%、79.3%、79.6%,掺入纳米SiO_(2)气凝胶降低了最高峰的峰面积;当纳米SiO_(2)气凝胶掺量由0增至10%时,AIC试件的吸附水、毛细管水及孔隙水饱水度均减小;纳米SiO_(2)气凝胶能降低AIC的自由水存储性能。

高贝利特硫铝酸盐水泥—普通硅酸盐水泥复合胶凝材料体系性能研究

为进一步提升高贝利特硫铝酸盐水泥(HBSAC)与普通硅酸盐水泥(P·O)的性能,获得性能优异、经济性较好的新型胶凝材料,开展了HBSAC和P·O的复配研究。研究了不同复配合比例HBSAC-P·O复合胶凝材料的物理性能、力学性能和干缩性能,结合水化产物的形成分析,阐明了HBSAC-P·O复合胶凝材料体系的水化机理。结果表明:在HBSAC中加入P·O,复合胶凝材料的标准稠度用水量减少,凝结时间延长,干缩率增加,后期强度增加的同时早期强度降低;在P·O中加入HBSAC,复合胶凝材料的标准稠度用水量减少、凝结时间缩短,干缩率降低,但是其早期强度并未得到提升;HBSAC-P·O复合胶凝材料的水化机理在于削弱了硫铝酸盐矿物的早期水化作用,降低了早期强度;增强了硅酸盐矿物的后期水化作用,提高了后期强度。

碳酸钙晶须对脱硫石膏基复合胶凝材料性能的影响

在脱硫石膏基复合胶凝材料(DGCM)中加入不同掺量的碳酸钙晶须,探究了碳酸钙晶须对DGCM的力学性能、耐水性能及耐候性能的影响,并从微观角度揭示碳酸钙晶须的作用机理。结果表明,掺入碳酸钙晶须可以有效改善DGCM的力学性能,随着晶须掺量的增加,硬化体7 d与28 d的绝干抗压强度先缓慢上升后下降又逐渐上升,而绝干抗折强度呈现波动状态;掺入碳酸钙晶须对DGCM耐水性能的提升效果不明显,当掺量大于1%后,大多数试样的吸水率都较空白组有所上升,而软化系数有所下降;碳酸钙晶须有助于提升DGCM的耐干湿性能和耐冻融性能,当掺量为1%时,基体的干湿循环溶蚀率最小达到0.22%,冻融循环强度系数最大达到0.75,试件的耐候性能较好。

二氧化硅基气凝胶材料及其制备技术的专利分析

气凝胶为多功能新型材料,其中二氧化硅基气凝胶是研究最广泛的气凝胶材料,2004年首次在中国产业化,至今被广泛应用于电子、建筑、隔热、航空航天、能源等领域中。但与国外相比,中国高端产品较少,原始创新略显不足。因此,本文梳理了近20年全球二氧化硅基气凝胶材料及其制备技术的相关专利,从专利的视角挖掘近20年的研究热点。从市场流向和重点申请人的维度分析当前的市场竞争格局,指出以美、德、日为代表的发达国家,通过全球专利布局在一定程度上实现了对市场较大力度的控制,处于领先地位。重点从技术热点及技术路线的角度分析二氧化硅基气凝胶及其制备技术的研究热点:目前,气凝胶颗粒、前体的改进和纤维增强是近年来该领域的研究重点,各国对金属氧化物复合材料和透明储能材料的关注度较高。并且通过梳理中国的转移转化专利的技术特点,帮助企业在寻求技术合作时精准找到合作对象。最后总结了技术创新中中国企业需重点关注的研究方向,为未来的技术研发提供指引。

桥梁桩基废弃泥浆制作地聚物胶凝材料试验研究

为处理桥梁桩基废弃泥浆,采用工业固废协同泥浆制作地质聚合物胶凝材料,改良其工程性能。基于正交试验设计原理,参考水泥胶砂试验方法研究了泥浆掺量、水固比、养护龄期对地聚物胶凝材料强度的影响。试验结果表明:掺加泥浆的地聚物胶凝材料28 d抗压强度可达21.65 MPa,抗折强度可达4.11 MPa。在泥浆掺量为30%~50%、水固比为0.35~0.55及养护龄期28 d范围内,地聚物胶凝材料的抗压、抗折强度与泥浆掺量、水固比呈负相关,与养护龄期呈正相关。

普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合材料性能研究

研究探讨了普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合材料的性能,以评估不同掺量对其力学特性和凝结特性的影响。研究中,选用P·O42.5等级普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥作为主要原材料,通过改变普通硅酸盐水泥的掺量(0%,10%,20%,30%,40%),制备了不同配比的复合水泥样品。实验包括标准稠度用水量、凝结时间、抗压强度、抗折强度及劈裂抗拉强度测试。结果表明,普通硅酸盐水泥的添加量对复合材料的力学性能和凝结特性具有显著影响。标准稠度用水量在普通硅酸盐水泥掺量为20%时达到最高,凝结时间随着掺量的增加而缩短。抗压强度和抗折强度在掺量为20%时表现最佳,而过高掺量则导致强度下降。劈裂抗拉强度在20%掺量时达到峰值。综上所述,20%为普通硅酸盐水泥最佳添加量,能够有效提升复合材料的整体性能。

以脱硫石膏为复合胶凝材料基料配制无机保温砂浆

研究了一种以脱硫石膏为复合胶凝材料的基料,以玻化微珠为轻质集料配制而成的保温砂浆的性能及其变化规律。复合胶凝材料由脱硫石膏、矿渣粉、少量水泥和激发剂组成,具备优良的水化硬化特性,其28 d抗压强度能达25 MPa以上。结果表明,以这种复合胶凝材料和玻化微珠共同配制的保温砂浆,其各项性能指标均达到相关标准的要求。同时,因原材料中采用了大量工业废弃物,这种保温砂浆产品的环境效益和社会效益极佳,市场前景广阔。

脱硫石膏-粉煤灰复合胶凝材料基胶砂试验研究

脱硫石膏和粉煤灰混合后,在水泥、石灰、复合激发剂的作用下,可制备成一种新型复合胶凝材料。通过试验,在对水泥、激发剂及其最佳掺量的优选的基础上确立复合胶凝材料基本比例关系。结果表明,脱硫石膏与粉煤灰的最佳配比为2:3;水泥掺量对复合胶凝材料基胶砂强度影响明显,强度随水泥用量增加而增大;适宜用量的激发剂有助于提升强度。

水泥基复合胶凝材料改性聚合物修补砂浆的试验研究

针对硫铝酸盐水泥基修补材料凝结时间快、抗折强度倒缩等问题,提出以普通硅酸盐(PO)-硫铝酸盐水泥(SAC)复合改性聚合物快速修补材料性能,探究PO-SAC复合胶凝体系对聚合物修补砂浆的新拌性能和力学性能的影响,并且进一步研究了复合体系对砂浆界面粘结性能的影响,采用SEM分析解释宏观性能变化。结果表明:当PO占复合胶凝体系比例达90%时,聚合物修补砂浆的凝结时间相比SAC明显延长,满足修补需求;流动性能良好,砂浆呈现微膨胀性,28 d时的收缩率为-3.21×10^(-4);早期强度高,1 d抗压强度达到26.1 MPa,且后期抗压、抗折强度增长幅度大;界面粘结性能优异,28 d粘结强度可达到4.4 MPa。随着PO的掺入,复合胶凝体系的水化产物钙矾石(AFt)会逐渐减少,砂浆微观形貌不致密,不利于水泥浆体早期强度和收缩的发展。

高地温对超细复合掺合料胶凝体系的影响

通过实验室近似模拟高海拔地区高地温环境,研究超细复合掺合料对水泥基胶凝材料力学性能、体积稳定性、孔结构的影响,分析在不同温度下超细复合掺合料对水泥的最优取代率,结合微观手段分析超细复合掺合料最优掺量时胶凝体系的反应机理。结果表明:掺加超细复合掺合料能提高水泥基胶凝材料的力学性能,随着养护龄期的延长,最优取代率的抗压强度能够提高10%~21%,在高温下强度增长缓慢;超细复合掺合料体系的收缩率表现优于纯水泥体系,在适当高温环境下可保持体系稳定,但80℃的养护温度会增大体系的体积收缩率;超细复合掺合料能降低体系的平均孔径,提高密实度,生成更多钙矾石、水化硅酸钙等水化产物。

工程水泥基复合材料:自愈合能力的综述与探索

工程水泥基复合材料(ECC)具有超高的拉伸性能和裂缝控制性能,不仅赋予其显著的延性特征,还使该材料具备自愈合的潜力,广泛应用于沿海建筑、地下隧道、矿山排水等腐蚀环境中。自愈合是指通过在裂缝中形成黏结性水化产物,并助力于恢复材料力学性能和耐久性能的一种自发行为。结合国内外研究进展,详细分析了ECC中可能的自愈合机理,探讨了预裂缝龄期、愈合环境和辅助胶凝材料等对自愈合效果的影响,介绍了当前水泥基材料自愈合评价方法,并展望其在未来基础设施建设中的应用潜力。

粉煤灰-脱硫石膏-水泥基复合胶凝材料微观试验研究

脱硫石膏和粉煤灰按比例混合后可复合制成一种新型活性胶凝材料,采用SEM和XRD两种微观试验方法,对复合胶凝体系在不同龄期内的水化过程和水化产物形貌进行观察和分析。试验结果表明:脱硫石膏的加入对粉煤灰活性具有较强的激发作用,粉煤灰-脱硫石膏-水泥三元复合胶凝材料体系的水化反应更为剧烈,水化产物更加丰富,早期强度得到提升。

高性能硫/碳凝胶复合正极材料的制备及应用

以碳凝胶作导电骨架,合成硫/碳凝胶复合物.XRD、SEM等表征显示,该复合材料完全保持了碳凝胶的形貌,颗粒大小在10μm以下,硫吸附在碳凝胶内部空隙中呈无定形态,表现出良好的电化学性能.以0.1C放电,该材料首圈放电容量达到1311mAh/g.0.2C循环充放,首圈放电容量为1107.1mAh/g,30周充放电后,放电容量仍不低于800mAh/g.

磨细粉煤灰对水泥基复合胶凝材料流变性能及硬化性能的影响

本文主要研究磨细粉煤灰对水泥基复合胶凝材料的流变性能及硬化性能的影响。研究结果表明:磨细粉煤灰较小的颗粒能够弥补水泥粉体颗粒中8μm以下较小颗粒的缺乏,使磨细粉煤灰-水泥复合胶凝颗粒形成良好的级配,在掺量适宜的情况下对复合水泥浆体的流动度会略有改善,但掺量过大,会显著降低复合水泥浆体的流动度;与I级粉煤灰相比,磨细粉煤灰的颗粒粒径更小,火山灰活性更大,火山灰活性对强度的贡献在3 d时开始显现,且随着龄期增长越来越大,能显著提高硬化浆体中后期抗压强度;与抗压强度相比,磨细粉煤灰更利于提高抗折强度,且掺量越大,中后期抗折强度越高。

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。

新型石膏基复合胶凝材料的性能和结构

以脱硫石膏和氟石膏为基材,利用矿渣改性,并掺入普通硅酸盐水泥以及激发剂、保水剂等制备新型石膏基复合胶凝材料。介绍了生产工艺,产品力学性能、耐水性和抗冻性。采用XRD、ESEM和DCS-TG分析手段研究了石膏基复合胶凝材料的高强、耐水机制。结果表明,制备的新型石膏基复合胶凝材料综合性能优良;二水石膏与钙矾石为结构骨架,水化硅酸钙(C-S-H)凝胶为粘结剂的致密结构决定了材料的高强、耐水的性能;新生产方法提高了工业副产石膏的资源化利用和建筑材料生产的节能水平。

石膏基复合胶凝材料的物理力学性能研究

在石膏基复合胶凝材料优化配合比的基础上,研究了石膏原料煅烧温度、萘系减水剂、聚羧酸减水剂、养护条件等因素对其性能的影响,借助扫描电镜SEM、X射线衍射的表征手段,分析石膏基复合胶凝材料水化过程特点、凝结硬化作用机理。结果表明:当脱硫建筑石膏、粉煤灰、水泥、熟石灰用量分别为52%、25%、20%、3%,复合激发剂适量,基准水胶比0.40时,常温自然养护条件下该复合材料28 d和56 d抗压强度分别为24.25 MPa和26.20MPa,软化系数0.816。常温下粉煤灰水化反应条件不同于一般水泥基材料的情况,关键是控制碱性激发剂用量应适中。适宜蒸养工艺参数为70℃、24 h,还需再经适当龄期常温养护,可以显著加快CSH凝胶和AFt的生成数量。