CaO-Al_2O_3-P_2O_5-ZnO玻璃水泥的形成

首次在 １４５０℃合成了以［ＰＯ４］和［Ａ１Ｏ４］形成网络结构的、具有良好本征水硬性的 ＣａＯ－ Ａｌ２Ｏ３－Ｐ２Ｏ５－ＺｎＯ玻璃水泥，分析了形成玻璃水泥的基本理论依据，应用光学显微镜、Ｘ射线衍射 （ＸＲＤ）、电子探针微区分析（ＥＰＭＡ）、Ｆｏｕｒｉｅｒ红外光谱（ＩＲ）和Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）分析 了Ｚｎ~２＋对玻璃水泥的相组成和相形态形成及其结构的影响，并分析了对水泥水硬性的影响规律。

类玻璃水泥固化体中^(134)Cs,^(85,89)Sr浸出率的测定

以134Cs和85,89Sr为示踪剂,采用新型的类玻璃水泥材料固化3种模拟废液。液固比为0.45～0.55,混合搅拌5min后灌入直径与高相等的圆柱体模子中,在室温和大气条件下密封养护28d。脱模后的废物固化体完全浸入去离子水中,按照GB7023 86的方法,测定核素浸出率。实验结果表明:134Cs,85,89Sr在第42d的浸出率分别为4.0×10-4,2.0×10-4,6.9×10-4;3.5×10-5,2.3×10-5,7.5×10-5cm/d,满足GB14569.1 93性能要求,优于普通硅酸盐水泥固化体。

适用于玻璃纤维增强水泥制品的低碱玻璃水泥

CaO－Al_2O_3系（简称CAS）玻璃水泥是一种低碱水泥。纯CAS玻璃相的水化产物主要为水化钙铝黄长石晶体和CSH凝胶：而掺有适量石膏的CAS玻璃相的水化产物则为钙矾石晶体和CSH凝胶。均具有较好的力学性能。石膏和氢氧化钙共同掺入则使CAS玻璃相的胶凝性能恶化。CaO－Al_2O_3－SiO_2系玻璃水泥硬化浆体的PH值不超过11，体积稳定性好，弹性模量低，容量小，特别适用于制作轻质薄壁的玻璃纤维增强水泥制品。

玻璃水泥问世

最近，法国专门利用废物设计、制造和开发创新产品的ESPORTEC公司与国家试验室BRGM合作，开发出了可用来作地面稳定材料的专利产品“玻璃水泥”。

超细水泥-水玻璃双液浆性能及注浆止水效果试验研究

北京地铁14号线高家园站的站厅层和站台层采用暗挖通道连接,地层为富水粉细砂层。为解决暗挖通道采用普通水泥-水玻璃双液浆注浆止水效果差且地表隆起较大的问题,提出采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆止水的方案。首先对浆液流动性、凝结时间和固结体强度进行测试,根据测试结果确定了超细水泥-水玻璃双液浆的配合比:A液为超细水泥净浆,水灰比为1.0;B液为水玻璃溶液,波美度为20°Bé;缓凝剂为磷酸氢二钠,掺量为2.5%。A液约占总注浆量的80%,B液与缓凝剂各占约10%。采用颗粒流数值模拟方法,研究了超细水泥浆液中颗粒在地层中的运移距离与注浆压力的关系。结合浆液性能测试和数值模拟结果,提出了注浆压力0.5 MPa,注浆孔直径5 cm,间距50 cm,梅花形布置的注浆方案。经在暗挖通道现场注浆试验,采用超细水泥-水玻璃双液浆注浆止水效果良好。

粉煤灰对玻璃纤维水泥砂浆的力学性能及耐久性的影响

玻璃纤维增强水泥砂浆(GFRC)是常见的纤维水泥砂浆。然而水泥水化过程中产生的碱性环境对玻璃纤维具有腐蚀作用,导致GFRC的耐久性较差。通过使用粉煤灰(FA)替代部分水泥,掺入GFRC中以提高其耐久性。试验考察了FA掺量对GFRC力学性能和干燥收缩率的影响,并通过加速老化和抗硫酸盐侵蚀试验来探讨FA掺量对GFRC耐久性的影响。结果表明,添加FA可以提高GFRC的后期强度并显著改善其耐久性。这是由于FA具有火山灰效应和填充效应,在降低了GFRC液相碱度及氢氧化钙含量方面发挥作用,从而减少了玻璃纤维的腐蚀;随着FA掺量增加,可有效降低GFRC干燥收缩率,但由于FA早期活性较低,使得含有FA的GFRC在早期强度方面略有下降。

考虑迂曲度的水泥-水玻璃双液浆柱形渗透机制研究

目前,水泥-水玻璃双液浆在工程中的应用日益增多,但对考虑迂曲度的双液浆扩散机制研究较少。假定水泥-水玻璃双液浆为具有黏度时空效应的宾汉姆流体,考虑迂曲度的影响并认为浆液沿柱形渗透扩散,推导得到水泥-水玻璃双液浆的浆液扩散半径计算公式。对比浆液扩散半径的计算值与工程案例试验值,两者吻合较好,从而验证了计算公式的可靠性。分析注浆终压、注浆管内浆液流速和柱形加固区高度对不同水泥-水玻璃双液浆配比的浆液扩散半径的影响。研究结果表明:当水泥-水玻璃双液浆配比不变时,浆液扩散半径随注浆终压和注浆管内浆液流速的增加而增加,随柱形加固区高度的增加而减小;当水灰比为1时,保持注浆终压、注浆管内浆液流速、柱形加固区高度不变,水泥-水玻璃体积比为1∶1时的浆液扩散半径较2∶1和3∶1时大,应优先选用水泥-水玻璃体积比为1∶1的双液浆,此时为达到1 m的浆液扩散半径,考虑迂曲度时所需注浆终压约为不考虑迂曲度的1.4倍,因此有必要考虑迂曲度对双液浆渗透扩散的影响;考虑迂曲度后,浆液渗透扩散能力降低,且随着注浆终压、注浆管内浆液流速的增大和柱形加固区高度的减小,考虑迂曲度和不考迂曲度的浆液扩散半径的差值逐渐增大,此时更应该考虑迂曲度对双液浆渗透扩散的影响。

水溶蚀作用下水泥-水玻璃双液浆力学性能衰减机理研究

双液浆在富水环境中长期服役极易受到水溶蚀作用而力学性能大幅衰减。本文研究了配合比参数、养护制度对双液浆力学性能的影响,并结合多种微观分析手段,揭示了富水环境下双液浆性能衰减的作用机制。结果表明:10%、15%(质量分数)低含水率砂层中养护有利于早期强度发展,但后期强度逐渐衰减,而25%(质量分数)高含水率砂层中试块早期强度相比15%(质量分数)含水率砂层中试块降低了23.5%,但后期水溶蚀作用被大幅削弱,220 d抗压强度较90 d增加了15%;标准养护条件加速双液浆力学性能的劣化,试块强度分别较水中养护、绝湿养护降低了80.6%和91.0%;双液浆力学性能发展主要受水化反应及水溶蚀作用控制,早期阶段由水化反应主导,后期阶段由水溶蚀作用主导,力学性能的演变本质是两种效应相互叠加的结果;在富水环境中长期养护,基体外侧水化产物不断向外迁移溶出,在试块外层形成多孔结构包覆层,并成为内部结构中钠、硅酸根离子及水化产物的迁移通道,导致力学性能持续劣化。

水泥-水玻璃改良粉质黏土渗透性能与微观机理研究

针对南昌典型粉质黏土,制备了不同水泥及水玻璃掺量配比下的改良粉质黏土,通过对试样开展室内渗透试验、扫描电镜(SEM)与X射线衍射(XRD)测试,着重探讨了水泥掺量、水玻璃掺量、养护龄期对粉质黏土抗渗性能的影响规律。结果表明:改良粉质黏土的渗透系数在养护龄期7~14 d下降速度3倍高于14~28 d;随着水泥掺量的不断增加,改良粉质黏土的渗透系数不断下降且下降速率逐步变小;水玻璃掺量的增加可明显减小改良粉质黏土的渗透系数;水泥-水玻璃可协同作用提高粉质黏土的抗渗性,且掺量配比存在最优值24%水泥+6%水玻璃;相较于单掺水泥改良粉质黏土,水玻璃的掺入并未改变水化产物主要物相组成,而是促进水化反应进行,提高了C-S-H凝胶和C-A-S-H钙钒石等水化产物产量,大大减少了土颗粒间的孔、裂隙数量。

基于浆液黏度时变性的水泥-水玻璃浆液动水注浆模拟研究

【目的】研究地下动水注浆工程中水泥-水玻璃浆液在不同因素影响下的注浆扩散规律。【方法】基于浆液黏度时变性,采用有限元数值模拟分析方法对浆液在各方向上的扩散状态以及地下水流速、注浆速率和浆液混合体积比对浆液扩散半径的影响进行分析。【结果】研究结果表明:在地下动水条件下,浆液在顺水流方向上的扩散距离明显大于横向和逆水流方向上的扩散距离;浆液扩散半径与地下水流速成反比,与注浆速率成正比,且注浆变量对浆液扩散半径影响程度为地下水流速>注浆速率>浆液混合体积比。【结论】模拟分析结果对水泥-水玻璃浆液在实际注浆工程中的应用具有一定参考价值。

焚烧灰造粒水泥玻璃固化配方研究

本文报道了针对中低水平放射性焚烧灰处理的水泥玻璃固化配方研究结果。以一种自制磷酸盐材料作为硬化剂，以水玻璃为固化基质进行了固化剂配方研究，并进行了固化体的性能测定。研究结果表明，当水泥玻璃固化剂的配方为：硬化剂，30±3％（wt）；水玻璃，66％（wt）；水泥，3±0．3％（wt）；外加剂，l％（wt）时，所制得水泥玻璃固化体均匀密实，密度在1．8～2．5g/cm^3间，28d的抗压强度≥10MPa；对^85Sr和134^Cs，第42天的浸出率均≤1．5×10^-4cm/d。焚烧灰经过造粒水泥玻璃固化后，固化体的减容系数（焚烧灰造粒固化后固化体的体积与焚烧灰的体积比）为0．56，减容效果好，性能优于水泥固化体。

MgO对磷铝酸盐富玻璃相水泥熟料相组成及水化性能的影响

本工作利用XRD ,IR ,DTA及EMPA技术 ,研究了含氧化镁磷铝酸盐富玻璃相水泥的合成、相组成及水化活性 ,并系统讨论了MgO对熟料相组成及水化活性的影响 .结果表明 ,通过掺加适量的MgO ,可在 14 5 0℃合成结合磷铝酸盐水泥与玻璃水泥的一种新的水泥体系———磷铝酸盐富玻璃相水泥 ,该水泥熟料以玻璃体为主 ,少量晶相为CA及CxP ,其水化产物相结构稳定 ,浆体具有早强。

玻璃纤维增强水泥断裂能的试验研究

断裂能是评价玻璃纤维增加水泥(GRC)抵抗开裂能力的重要技术指标.文中通过试验研究了玻璃纤维长度和掺量、水胶比、砂胶比对预混浇注生产的GRC断裂能的影响.研究表明:玻璃纤维显著提高了水泥基材料的断裂能,玻璃纤维掺量不超过固体组分质量的3%时,GRC断裂能随着玻璃纤维掺量的增加而大幅增大,近似成直线关系;玻璃纤维掺量相同的情况下,随着玻璃纤维长度的增加,GRC的断裂能先增大后减小,玻璃纤维长度为20 mm时GRC有较高的断裂能;GRC的断裂能主要来源于玻璃纤维的拔出能,水胶比和砂胶比都对玻璃纤维的拔出能有显著影响;水胶比的增加会降低GRC的抗弯强度,但GRC的断裂能随着水胶比的增加而大幅增大;水胶比从0.32增加至0.50时,GRC的断裂能增幅达227%;GRC的断裂能随着砂胶比的增加而减小.

水泥–水玻璃固化软土的微观机理研究

采用扫描电镜技术对不同龄期水泥–水玻璃加固软土的微观结构特征进行观察和研究。借助GIS技术实现了扫描电镜图像的三维可视化,并计算了加固前后土的孔隙率。研究结果表明:水泥–水玻璃的水化产物前期以三硫型水化硫铝酸钙为主,后期以水化硅酸钙为主。水化物形态多为纤维状和棱柱状,通过相互搭接形成网络并包裹土颗粒形成较大颗粒起到加固作用。从化学和物理两个方面分析了水泥–水玻璃固化软土的微观机理。水泥–水玻璃加固软土的微观机理从化学角度主要表现为:水泥的水化水解反应、水玻璃的速凝和增强作用、黏土颗粒与水泥水化物的作用;从物理角度则主要表现为:水化物的充填作用、胶结作用、加筋作用和骨架作用。研究成果对软土地区地基处理和施工有重要意义。

玻璃基多孔骨水泥的制备和性能研究

将SiO2-CaO-P2O5系统生物活性玻璃粉末、甘露醇和磷酸铵调和液均匀混合制得多孔玻璃基骨水泥。利用XRD、FTIR和SEM对骨水泥的晶相和显微结构进行了观察和分析,并对其显气孔率和力学强度进行了测试。实验结果表明,随着浸泡时间的增加,骨水泥固化体中生成了HAP晶体,HAP晶体呈短柱状,交织分布于玻璃颗粒间隙,尺寸大约为200nm;甘露醇晶体能在生理模拟液的浸泡下降解,降解后留下的孔隙显著增加了骨水泥的显气孔率,并且随着甘露醇含量的增加而增加,而体积密度和力学强度则呈下降的趋势。

碳纤维对多孔玻璃基生物骨水泥性能的影响

以碳纤维为增强材料对具有较高孔隙率的骨水泥进行补强,利用FTIR和SEM对碳纤维表面晶体组分和骨水泥的显微结构进行了观察和分析,并对骨水泥的力学强度进行了测试。试验结果表明,硝酸氧化处理改善了骨水泥和碳纤维之间的界面结合,碳纤维的长度和添加量都会对骨水泥的力学强度造成影响。同时,碳纤维"井"字形添加工艺也能起到增强骨水泥的作用。