混凝土帆布用硫铝酸盐水泥掺磷石膏的性能研究

混凝土帆布是先将配制好的水泥基体材料从三维间隔织物的网孔面灌入,而后用密封胶将网孔面密封,避免水泥基体漏出,最后在三维间隔织物的背面洒水成型的一种复合材料.在硫铝酸盐胶结料中掺入化学处理之后的磷石膏不仅可以得到性能良好的水泥基体材料,还可以充分利用磷石膏.通过试验研究了该水泥基体的体积安定性、凝结时间、抗折、抗压强度和膨胀率,得到了用于混凝土帆布的最佳磷石膏掺量的水泥基体.结果表明:选取磷石膏掺量为30%的配比得到的水泥基体材料具有良好的性能,7d的抗折强度为12MPa以上,抗压强度超过60MPa,相对于净浆硫铝酸盐胶结料试块增强50%左右,并且用该水泥基体制备的混凝土帆布拉伸强度超过6MPa.

高掺量磷石膏水硬性胶凝材料组成设计与性能调节

本文研究的水硬性磷石膏胶凝材料体系由80%(质量分数)磷石膏,以及少量矿渣、水泥、偏高岭土、粉煤灰、硅灰等辅助胶凝材料组成,借助力学性能试验数据与分子动力学(MD)模拟为超高掺量磷石膏体系组成设计提供依据,后续对该体系强度倒缩问题进行性能调节。结果表明,当磷石膏掺量固定时,辅助胶凝材料(SCM)的n(CaO)/n(SiO_(2)+Al_(2)O_(3))摩尔比接近1的样品力学性能结果最佳。分子动力学对模型原子表面积和孔结构分布的模拟结果与力学性能规律相符,孔结构越小时抗压强度越高;在原子尺度上,n(CaO)/n(SiO_(2)+Al_(2)O_(3))摩尔比接近1时O、Ca、Al及S原子表现出较高的扩散能力,可充分发挥碱激发与硫酸盐激发效应,同时使得OO、Al—O、Si—O键长增大而失稳水解,促进水化产物钙钒石的生成。最后,通过调节SCM的种类,在磷石膏-矿渣-水泥体系中复掺偏高岭土、硅灰及粉煤灰改善了90 d龄期强度倒缩的问题。基于化学组分设计配合比对大宗量利用磷石膏以及获得性能更好的胶凝材料具有重要意义。

磷石膏对水泥稳定碎石的路用性能影响试验研究

在5%水泥掺配比例条件下,掺入6%~14%磷石膏,开展磷石膏掺配于水泥稳定碎石用以对比其路用性能变化规律的试验与分析,研究对水泥稳定碎石试件的无侧限抗压强度的影响;对比3种不同磷石膏掺配比例级配碎石的级配变化、最佳含水率和最大干密度变化及3种碎石级配对应的各组试件强度变化,结合4.75 mm关键筛孔通过率确定合理级配选择;在同一磷石膏掺配比例的基础上控制3%~5%的水泥掺配比例,分析试件性能变化;分析掺配磷石膏的水泥稳定碎石材料的长期力学性能。研究结果表明:合理的磷石膏掺配比例可提升水泥稳定碎石强度;推荐8%的磷石膏掺配比例及40%的4.75 mm筛孔累计通过率对应碎石级配;在合理的掺配条件下,可将常规水泥稳定碎石的5%水泥掺量降低至4%,仍可满足使用要求。

高掺量磷石膏人造骨料内部微结构特征研究

以质量百分比80%以上的磷石膏和少量矿渣、水泥等胶凝材料制备了一种新型人造骨料。利用光学显微镜、电子探针以及扫描电镜等测试手段针对不同暴露环境下龄期达1年的磷石膏人造骨料中石膏颗粒、水化产物形态和微结构等进行了分析测试。研究表明,骨料内部石膏颗粒呈现出以长条状颗粒形状为主的交错紧密堆积形态,占据骨料大部分空间;大小不等的孔洞分布于骨料内部;骨料硬化体主要依靠石膏颗粒之间的少量水化产物实现粘结;人造骨料微结构和性能受到暴露环境条件的影响。