骨料中的黄铁矿反应及其对胶砂试件的破坏机理研究

研究了不同条件下(干燥环境、自然环境、干湿循环、冻融循环),用含黄铁矿细骨料制备的胶砂试件中黄铁矿反应及其对试件的破坏机理。结果表明:干燥环境下,黄铁矿反应较弱,自然环境、干湿循环、冻融循环条件下,黄铁矿反应较强;自然环境下,黄铁矿氧化,造成延迟型钙矾石和铁锈膨胀型破坏;干湿循环条件下,黄铁矿反应形成的石膏溶出,无延迟钙矾石形成,破坏形式以铁锈膨胀破坏为主;冻融循环条件下,黄铁矿反应形成延迟型钙矾石,但氧化不充分,生成四氧化三铁。

CaO-SiO_(2)-H_(2)O水热反应的物相变化和物理性能研究

本文研究了钙硅比、压蒸温度、保温时间、成型压力和水固比,对CaO-SiO_(2)-H_(2)O体系物相变化和性能的影响,并采用XRD内标法确定物相含量。压制成型的试件在Ca/Si比约为0.666,180℃压蒸8h,可获得最优的干燥强度。Ca/Si比、温度过低,保温时间过短,石英的反应量偏低,强度降低;Ca/Si比过高会形成晶态的C_(2)SH,温度过高会形成较多的晶态托贝莫来石和硬硅钙石,对强度不利。压蒸温度从180℃提升至220℃,水化硅酸钙形貌从片状、层状、板状逐渐向棒状、纤维状转变。压制成型试件(水固比0.18)含水少,反应过程中传质受阻,其主要产物为非晶态的C-S-H凝胶,占比约70%,托贝莫来石占比不到3%,由此可知,对于模压法钙硅压蒸制品,非晶态水化硅酸钙为强度的主要影响者,而非托贝莫来石。提升水固比可有效促进托贝莫来石和硬硅钙石的结晶。无论何种配比和工艺条件下制备的压蒸试件,饱水后强度仅为干燥强度的36%~80%左右。

三维打印磷酸镁水泥复杂艺术品的工艺研究

为了获得任意复杂形状的水泥艺术品,提出基于磷酸镁水泥(MPC)粉末,以硼砂溶液作为粘接剂,通过粉末床三维打印技术制备了磷酸镁水泥试样和复杂艺术品。研究了三维打印磷酸镁水泥试样的形状精度,并探讨了硼砂溶液对磷酸镁水泥力学性能的影响;测试了磷酸镁水泥在空气里养护及水保养条件下的抗压强度,并利用XRD和SEM分析了磷酸镁水泥的水化产物的物相组成和微观形貌。结果表明,三维打印磷酸镁水泥成型精度较高,尺寸误差在2.5%以内,打印坯体抗压强度达到1.35 MPa;磷酸镁水泥经水护保养后,抗压强度可提升至2.26 MPa,在水中浸泡后抗压强度达到了9.44 MPa;最后,利用优化的材料方案和工艺参数,三维打印了复杂形状扭环和齿轮水泥艺术品。

复掺偏高岭土-矿渣对轻骨料混凝土性能的影响

轻骨料混凝土具有收缩较大和渗透性较差的特性,矿物掺合料的加入可以改善轻骨料混凝土的性能。将偏高岭土(MK)和矿渣(S)以低于25%的总掺量复掺到轻骨料混凝土中,研究复掺掺合料及不同掺量对轻骨料混凝土的力学性能、氯离子扩散系数和干燥收缩的影响。利用XRD、TG、SEM等测试方法,对其影响机理进行探讨。结果表明,复掺10wt%偏高岭土与10wt%矿渣对轻骨料混凝土力学性能和抗氯离子渗透性能有显著的改善;复掺10wt%偏高岭土和15wt%偏高岭土能有效降低轻骨料混凝土干燥收缩。偏高岭土复合矿渣能优化水泥浆体的组成与结构,增强骨料与水泥浆体间的结合,降低界面过渡区的钙硅质量比,从而提高轻骨料混凝土各龄期抗压强度的抗渗性能。

掺偏高岭土-珊瑚礁石粉的水泥砂浆性能研究

为了缓解远海工程建设中原材料短缺的问题,该研究探讨了掺珊瑚礁石粉砂浆的力学性能和耐久性以及偏高岭土对上述材料性能的改善作用。研究结果表明,礁石粉的使用不会明显影响新拌水泥基材料的流动性。由于礁石粉对水泥的稀释作用,单掺礁石粉对水泥基材料力学性能和耐久性较为不利。偏高岭土与礁石粉复合使用时,可促进碳铝酸钙的形成,显著增强掺礁石粉与水泥浆体的界面,砂浆的力学性能和耐久性指标得到改善。

煅烧高岭土尾矿掺合料砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能研究

研究了煅烧高岭土尾矿作辅助胶凝材料(单掺以及与石灰石复掺)时,其掺量对水泥胶砂强度及抗硫酸盐性能的影响,并通过XRD对其水化产物、抗硫酸盐侵蚀机理进行了分析。结果表明,无论是单掺煅烧尾矿还是与石灰石复掺,其抗压强度都随着掺量的上升而下降,但与石灰石粉复掺有利于水泥砂浆的早期强度。水泥砂浆中掺煅烧高岭土尾矿能显著提高其抗硫酸盐性能,且抗硫酸盐系数随煅烧高岭土尾矿掺量的增加而提高;单掺煅烧高岭土尾矿的抗硫酸盐性能优于与石灰石复掺的样品。微观分析结果表明,随着煅烧高岭土尾矿掺量增加,火山灰反应使硬化水泥浆体中氢氧化钙含量降低,形成了更多的水化产物和较为致密的结构。