低碳复合胶凝材料对水泥和混凝土性能的影响

将粉煤灰和矿粉按不同质量比(m_(粉煤灰)∶m_(矿粉)=7∶3、6∶4、5∶5)制备成了低碳复合辅助性胶凝材料,研究了其等质量替代15%、30%的水泥对胶凝材料需水量比、流动度比和活性指数的影响,优选出了最佳m_(粉煤灰)∶m_(矿粉)。在此基础上,研究了低碳复合辅助性胶凝材料等质量替代0、10%、15%、20%、30%的水泥对胶凝材料标准稠度用水量和凝结时间的影响,以及等质量替代0、10%、20%、30%、40%的水泥对C50混凝土工作性和力学性能的影响。结果表明:在水泥中掺入适量低碳复合辅助性胶凝材料有效改善了胶凝材料体系的工作性,延缓了早期(3 d)水化速度,提高了胶砂7 d、28 d抗压强度,最佳m_(粉煤灰)∶m_(矿粉)为5∶5;随着低碳复合辅助性胶凝材料掺量的增加,胶凝材料的标准稠度用水量变化很小,凝结时间延长;C50混凝土的坍落度随着低碳复合辅助性胶凝材料掺量的增加而增大,7 d和28 d抗压强度先增大后减小,最佳掺量为30%。

用于激光照明的荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料的制备与发光性能研究

通过溶胶-凝胶法成功制备了Tb_(3)Al_(5)O_(12)(TAG)荧光粉。热分析数据证实,增加H_(3)BO_(3)摩尔比会导致最终相的转变温度降低。同时,通过扫描电镜观察到,H_(3)BO_(3)摩尔比的提高会导致荧光粉颗粒尺寸增大。在激发波长为275 nm的条件下,发射光谱在480~650 nm范围内出现了由Tb^(3+)的5d→4f跃迁产生的多个发射峰。然后通过物理掺杂和超临界干燥工艺成功制备了荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料。与荧光粉相比,荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料的内量子产率显著增加,可达63.64%。采用波长为355 nm的激光源激发荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料,可实现长距离无导线方式发光,并具有良好均匀性。以上结果证明了荧光粉@SiO_(2)气凝胶复合发光材料在激光应急照明领域具有潜在的应用前景。

水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝材料干缩性能研究

研究了水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝材料体系的干燥收缩性能。试验结果得到了石灰石粉和矿粉对水泥基材料干缩变形的影响规律。水泥-石灰石粉复合胶凝材料的干缩值随石灰石粉掺量的增加呈现先增加后降低的趋势,石灰石粉掺量为10%时达到最大值;矿粉的掺入可有效改善水泥基胶凝材料的干缩性能,同时,也可明显减少水泥-石灰石粉复合胶凝材料的干缩变形。

干湿循环作用下氯氧镁水泥基多相胶凝材料改性固化淤泥的水力-力学特性

为探明以绿色氯氧镁水泥为基、以工业副产品粉煤灰和矿渣为辅的多相胶凝材料对已初步固化的淤泥进一步改性而得的“改性固化淤泥”用作路基填料的长期性能,以武汉东湖段的改性固化淤泥为研究对象,通过系列试验得到其经历不同次数干湿循环作用(N_(DW))的土-水特征曲线(SWCC)以及非饱和状态下的回弹模量(M_(R))、无侧限抗压强度(q_(u))、刚度参数(E_(1%)和S_(u1%))和累积塑性应变(ε_(p))。结果表明:(1)干湿循环使改性固化淤泥试样产生大量的宏观裂缝和微观裂隙,显著地降低了其在低吸力段的持水能力,但对高吸力段的持水能力基本无影响;(2)q_(u),E_(1%),S_(u1%)和M_(Rrep)均随着N_(DW)的增加而衰减,其衰减机理具有相似性,依此建立了衰减因子(χ_(DW))-N_(DW)关系模型:(3)经历干湿循环后,M_(R)对围压(σ_(c))变化的敏感性有所增加,而对偏压(σ_(d))则有两种不同的反应;(4)未经历干湿循环改性固化淤泥试样的ε_(p)表现为塑性稳定型,而经历干湿循环后,在高σ_(d)和低σ_(c)水平下,试样ε_(p)转变为塑性过渡型。

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。

溶胶-凝胶法制备TiO_(2)硅藻土复合材料及其光催化性能

采用焙烧、酸洗等工艺预处理硅藻土,以改性硅藻土和钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备TiO_(2)硅藻土复合材料,采用XRD、SEM、FT-IR、TG等手段对其进行分析表征,以甲基橙为降解对象考察其光催化性能。结果表明:硅藻土表面均匀负载着锐钛矿型的二氧化钛,晶粒尺寸为35.76 nm。负载比2∶1、pH为>2~3、焙烧温度500℃制备的TiO_(2)硅藻土复合材料的光催化性能最好,热稳定性良好。当TiO_(2)硅藻土复合材料投入量为1 g L,对60 mL(10 mg L)的甲基橙溶液60 min内的降解率达到92%。

粉煤灰-矿渣-水泥复合胶凝材料强度和水化性能

研究了不同细度和不同掺量的矿渣和粉煤灰对粉煤灰-矿渣-水泥(FSC)复合胶凝材料强度的影响.借助激光衍射粒度仪测定了矿渣和粉煤灰的粒径.测定了FSC复合胶凝材料的水化热,分析了其水化进程.结果表明:矿渣细度对FSC复合胶凝材料强度影响较大,矿渣越细,FSC复合胶凝材料强度越高;通过优化矿渣、粉煤灰的颗粒级配,可发挥出它们的"叠加效应";当粉煤灰和矿渣总掺量(质量分数)为50%,而矿渣掺量在33%以上时,可配置出52.5R复合水泥.

水泥-粉煤灰复合胶凝材料的水化性能研究

通过测定不同龄期净浆的化学结合水量和抗压强度 ,探讨了低水胶比条件下粉煤灰细度、掺量对水泥 粉煤灰复合胶凝材料水化性能的影响 .试验结果表明 :粉煤灰掺量的增加虽然促进了水泥的早期水化 ,但仍然降低了硬化浆体中化学结合水总量 ,同时 ,随粉煤灰掺量的增加 ,硬化浆体的早期强度下降 ;粉煤灰细度的增加并没有提高水泥 粉煤灰复合胶凝材料的水化程度 ,而超细粉煤灰的密实填充和微集料效应对硬化浆体后期抗压强度的增加起到了重要的作用 .

水泥-凝灰岩-粉煤灰复合胶凝材料硬化浆体微观结构特征

利用X射线衍射(XRD)、热重(TG)、压汞法(MIP)、扫描电镜分析(SEM)等现代测试技术与方法对水泥-凝灰岩-粉煤灰复合胶凝材料硬化浆体微观结构特征进行测定和分析。结果显示:凝灰岩的掺入使得硬化浆体中引入了长石、水云母及低温型石英(α-SiO_2)等晶相物质,其余水化产物与纯水泥样品基本相同;含有凝灰岩的水泥硬化浆体中Ca(OH)_2含量降低幅度明显小于水泥-粉煤灰二元胶凝体系;随着养护龄期的延长,复合胶凝材料硬化浆体孔隙率逐渐降低,孔径逐步得到细化,到水化180 d时,各样品中最可几孔径的分布主要集中在4.5~50 nm,浆体结构朝着对耐久性有利的方向发展;凝灰岩颗粒特殊形貌引起的形态效应和微集料填充作用在水化初期显得较为明显;相比于同掺量情况下的单掺粉煤灰体系和单掺凝灰岩体系,水泥-凝灰岩-粉煤灰三元胶凝体系的水化产物较多,越来越多的凝灰岩和水泥的水化产物包裹粉煤灰球形颗粒,并逐渐形成整体,整个浆体微观结构结合紧密。

矿渣-水泥复合胶凝材料体系水化反应特性的研究

研究矿渣掺量对矿渣-水泥复合胶凝材料体系水化反应动力学过程的影响。结果表明:复合胶凝材料体系的水化放热速率随矿渣掺量增加和水化温度的降低而下降;非蒸发水含量随矿渣掺量的增加呈现先增大后降低的趋势,当矿渣掺量为30%时,非蒸发水含量达到最大值;复合胶凝材料体系的抗压强度随矿渣掺量的增加而降低,且复合胶凝材料体系抗压强度在28 d前增幅较大,在28 d后增长趋于平缓。从SEM照片上可以看出,矿渣掺量不超过30%的复合胶凝材料体系中,部分凝胶与晶体紧密结合在一起,试样微观界面结构较为致密。

气凝胶和过氧化氢对泡沫轻质水泥基复合材料性能的影响

随着现代技术的进步,市场对建材的节能、隔音、隔热等性能需求越来越迫切,研发新型水泥复合材料以进一步增强建材性能已经成为重要的研究方向。本文首先概述了泡沫轻质水泥基复合材料的性能,该复合材料主要由微尺寸气凝胶和过氧化氢等共同构成。经检验,含1%气凝胶和3%过氧化氢的泡沫轻质水泥基复合材料样品具有380kg/m3的低干燥密度和约3MPa的抗压强度,可以作为隔音隔热水泥基复合材料使用。本研究旨在验证气凝胶和过氧化氢对泡沫轻质水泥基复合材料性能的影响,以期推动该新型建筑材料获得更广泛的应用。

聚合铝对锂渣-水泥复合胶凝材料水化硬化特性的影响

锂渣具有火山灰活性,可作为辅助性胶凝材料应用于水泥基材料中,但其较低的水化活性导致材料的力学性能和耐久性能下降。针对锂渣在复合胶凝材料中的低水化程度,本文采用一种无机高分子聚合铝作为激发剂来提升锂渣的水化反应活性,通过测定材料的胶砂强度、化学结合水量等宏观性能,并结合水化放热特性、水化产物矿物组成及背散射显微形貌等微观表征,分析了聚合铝对锂渣-水泥复合胶凝材料水化特性的影响及作用机理。结果表明:聚合铝的掺入显著提高锂渣-水泥复合胶凝材料28 d龄期的抗压强度和化学结合水含量,分别增长了26. 8%和5%;早期水化反应中,聚合铝的掺入加速了锂渣-水泥复合胶凝体系的矿物相溶解和晶体的生长,增加了水化产物的成核总量,水化产物中出现了大量的钙矾石、水化铝酸钙、氢氧化钙及非晶态水化凝胶;聚合铝的掺入促进了锂渣-水泥复合胶凝体系的水化和锂渣颗粒的溶解与侵蚀。

钢渣比表面积对钢渣-水泥复合胶凝材料安定性的影响

钢渣中含有C_3S、C_2S胶凝活性物质,因此经粉磨后,具有用作胶凝物质掺合料的潜质。但是钢渣的安定性差是制约其利用的最重要限制因素之一。本文分别采用沸煮和压蒸方法研究钢渣的比表面积对钢渣-水泥复合胶凝材料净浆安定性的影响;用灰色关联度分析法研究钢渣掺量与比表面积对钢渣-水泥复合胶凝材料净浆安定性的影响程度;通过SEM分析钢渣不同比表面积时,钢渣-水泥复合胶凝材料净浆的微观形貌。研究结果表明,钢渣-水泥复合胶凝材料净浆可以通过提高钢渣的比表面积改善其安定性。钢渣掺量10%时,相较于钢渣比表面积454.99 m^2/kg的钢渣-水泥复合胶凝材料净浆,钢渣比表面积为598.43 m^2·kg的钢渣-水泥复合胶凝材料净浆沸煮膨胀率降低了72.14%,压蒸膨胀率降低了51.40%。灰色关联分析得出与比表面积相比,钢渣掺量对钢渣-水泥复合胶凝材料净浆膨胀率的影响更大。限制钢渣的掺量仍是预防钢渣-水泥复合胶凝材料体积膨胀的主要方法。SEM微观结构分析表明,随着钢渣比表面积的增加,钢渣-水泥复合胶凝材料净浆逐渐趋于致密,此结论与膨胀率评价结果一致。

水泥复合胶凝材料体系密实填充性能研究

利用密实模型研究了掺超细火山灰质材料的水泥基三元固体颗粒混合料体系的密实填充性能 ,并以浆体相对密度为指标 ,分析了低水胶比条件下火山灰质超细颗粒填充作用对水泥基复合浆体密实性、流动性及胶砂强度的影响 .试验结果表明 :就提高水泥基颗粒体系的堆积密实度而言 ,双掺平均粒径相差较大的超细颗粒材料比单掺更有效 ;采用浆体相对密度指标评价超细火山灰质材料对水泥基复合浆体的密实填充作用是合理且有效的 ;浆体的流动性及胶砂强度随浆体相对密度的提高而增大 ;在低水胶比条件下 ,超细火山灰质材料的密实填充效应更为显著 .

粉煤灰-矿粉-水泥三元胶凝材料对混凝土抗压强度的影响

为研究粉煤灰-矿粉-水泥三元胶凝材料对混凝土抗压强度的影响,测试混凝土标准养护3、7、14、28和56 d龄期的抗压强度,分析凝土抗压强度与胶凝材料各组分的关系。实验结果表明,混凝土抗压强度与粉煤灰-矿粉-水泥三元体系组分的掺量比例有密切关系。粉煤灰和矿粉双掺时,由于粒径不同会相互填充,从而产生超叠加效应,使掺加粉煤灰和矿粉的混凝土抗压强度得到明显改善。水泥、矿粉、水泥及粉煤灰的组合、粉煤灰和矿粉的组合对混凝土的抗压强度有增强作用,其中粉煤灰和矿粉的协同效应对混凝土抗压强度增强最为明显。随着龄期增加,粉煤灰和矿粉的协同效应对混凝土抗压强度的增强作用逐渐减弱,与28 d抗压强度相比,其对56 d抗压强度贡献降低了55.9%;粉煤灰及水泥-粉煤灰-矿粉的三元组合对混凝土抗压强度的影响逐渐降低,与28 d抗压强度相比,粉煤灰及水泥-粉煤灰-矿粉的三元组合对56 d抗压强度的降低效应分别减少了40.9%和67.3%。

APP-SiO_2凝胶/杨木阻燃复合材料制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法制备聚磷酸铵(APP)-SiO2凝胶/杨木阻燃复合材料,表征其微观形貌、结构组成、物理力学性能,并研究其阻燃抑烟作用机理。结果表明,APP-SiO2凝胶主要分布在木材导管、木射线及细胞间隙中,凝胶体系与木材纤维素形成氢键紧密结合。复合材料在700℃的失重率仅为素材的71.9%,残炭量由5.4%上升到31.9%,热稳定性改善。复合材料的热释放速率、总热释放量、烟生成速率、总烟释放量较未处理木材均明显降低,当APP浓度为18%时,复合材料的总烟释放量仅为素材的4.9%,表现出高效的阻燃抑烟特性。尽管复合材料的静曲强度略微降低,但其弹性模量明显上升,增幅高达35.8%。

溶胶-凝胶法制备RDX/AP/SiO_2复合含能材料

以正硅酸乙酯为前驱物,硝酸为催化剂,应用溶胶凝胶法,制备出了RDX/AP/SiO2复合含能材料。采用SEM、EDS能谱和BET比表面积对其结构进行了表征。结果表明,RDX/AP/SiO2复合材料是以SiO2为凝胶骨架,AP与RDX进入凝胶孔洞而形成的。运用热分析仪(TGA/DSC)对复合材料热性能进行测试。结果表明,RDX/AP/SiO2复合材料中的AP的分解温度大大提前,几乎与RDX同时分解,且分解热远高于物理共混的,提高了603.7 J/g,主要原因是RDX分解时释放的NO2等气体能促进AP的分解,同时AP分解提供的氧能使RDX分解产物进一步分解。

溶胶-凝胶法制备有机-无机纳米复合材料

溶胶－凝胶法以其温和的反应条件，尤其是低的反应温度成为有机－无机纳米复合材料制备的最有效的方法．本文根据合成路线的不同，分５个方面对用溶胶－凝胶法制备复合材料进行概要介绍．

溶胶-凝胶法制备新型蓄能复合材料

用溶胶 凝胶法制备C17H3 5COOH SiO2 复合材料 ,并用透射电镜、扫描电镜、差示扫描量热分析等测试手段研究其结构与性能。结果表明 ,该复合材料是三维网络状纳米复合材料 ,而且具有良好的蓄热能力 。

α-半水石膏基复合胶凝材料体系微观结构分析

在α-半水石膏体系中加入水泥、粉煤灰及电石渣等改性材料形成石膏基复合胶凝材料,以期改善体系的微观结构,提高胶凝材料的性能。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析方法对不同养护制度及28,90和180 d龄期的水化产物进行微观分析,结果显示75℃保温12h的湿热养护制度促进胶结材水化,促使粉煤灰的火山灰反应得到良好激发,水硬性水化产物明显增多,有托勃莫来石和水化石榴子石生成。随着龄期增大,水化产物Aft和C-S-H增多,形成良好的水硬性网络状结构,短粗状石膏晶体处于良好的被包裹状态。