基于低标硫铝酸盐水泥熟料的高水材料物理力学性能及应用

为解决高水材料充填成本高、物理力学性能差等问题,选用低标硫铝酸盐水泥熟料为主要原料,通过物理试验探究了低标硫铝酸盐水泥熟料高水材料在不同外加剂剂量、水灰比、水温下的物理力学性能,并通过工艺性试验测试了实际应用效果。研究结果表明:(1)不同条件下高水材料物理力学性能不同的主要原因在于其钙矾石的生成速率及生成量受到影响;(2)以低标型硫铝酸盐水泥熟料作为高水材料原料时,使用一定量外加剂能够改善其样貌并显著提升其强度;(3)降低水灰比能够显著提升高水材料的早期强度及峰值强度,且每提高0.1的水灰比,平均各龄期强度下降约11%;(4)水温对于高水材料初凝时间的影响高于终凝时间,对早期强度起促进作用,水温每上升2℃, 1d强度增加约6.8%;(5)影响高水材料强度的各项因素排序为:外加剂>水灰比>水温;(6)现场应用低标型硫铝酸盐水泥熟料高水材料后,巷道变形量较小,取得较好的留巷效果。

硫铝酸盐水泥基材料的性能优化及实际应用

为研究硫铝酸盐水泥基材料性能优化及实际应用,文章采用理论结合实践的方法,立足硫铝酸盐水泥基材料的特点,分析了影响硫铝酸盐水泥基材料性能的影响因素,并提出相应的优化方法及实际应用。分析结果表明,硫铝酸盐水泥基材料是一种新型的建筑材料,主要由硫铝酸盐水泥、细粉、石英砂等组成,其具有高强度、高耐久性、抗渗透性能好的优点。为了进一步提升其性能,可以通过调整化学成分、改进制备工艺等方式进行优化。

硫铝酸盐基高水材料强度与微观结构研究

研究了20℃和5℃时硫铝酸盐基高水填充材料的强度发展规律及微观结构,通过XRD、孔结构测试等方法研究了高水充填材料的微观结构与强度的关系,并重点研究了亚硝酸钠对高水充填材料水化产物微观结构及强度的影响.研究表明:高水充填材料的水化产物主要是以钙矾石为主的胶凝材料;亚硝酸钠具有促进硫铝酸盐水泥熟料水化和改善高水充填材料硬化体孔结构的双重作用,在5℃时这种作用更加明显.以硫铝酸盐基填充材料代替木材、钢材作为可泵性支护材料,具有凝结硬化速度快、施工方便、价廉等优点,但施工温度低于20℃时材料的性能研究报道甚少.

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。

含钡硫铝酸盐水泥基高水材料的制备

利用含钡废渣烧制出性能优异的含钡硫铝酸盐水泥，其成本更低、强度更高.以该水泥为基础配制出凝结硬化速度更快、成本更低的新型高水充填材料，利用 ＸＲＤ、 ＤＳＣ—ＴＧ、

粘土矿物对硫铝酸盐基高水材料的改性

在硫铝酸盐基高水材料中引入了粘土矿物对其进行改性,通过正交实验讨论了原料配比、细度及粘土矿物掺量对硫铝酸盐基高水材料结构体强度的影响,并得出了最佳配比方案。结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等现代测试方法,对改性硫铝酸盐基高水材料的微观结构及性能进行了研究。结果表明,原料配比是影响高水材料结构体强度的主要因素,硫铝酸盐水泥熟料:石膏:石灰=1:0.4:0.15,外掺10%的膨润土,水化形成以钙矾石为主的结构体,28d抗压强度达到6.5MPa;外掺适量膨润土可以改善浆体的均匀性,减少泌水和分层现象,促进结构体的形成。改性后的高水材料,可用作一种优良的充填材料。

硫铝酸盐水泥基防渗堵漏材料凝结时间调控机制的研究

通过硫酸铝对硫铝酸盐水泥基防渗堵漏材料凝结时间影响的试验研究,在硫铝酸盐熟料中加入适量的硫酸铝能改变硫铝酸盐水泥熟料的早期水化进程,从而缩短水泥浆体的凝结时间。运用水化理论、双电层理论等分析了凝结时间变化的原因,得出了通过改变熟料颗粒水化环境和颗粒的双电层结构可以调控硫铝酸盐水泥基防渗堵漏材料凝结时间机制的结论。

硫铝酸盐-铝酸盐水泥体系高水充填材料的研制试验

研究了用硫铝酸盐-铝酸盐水泥体系制备高水充填材料的方法,进行了单浆凝结时间、胶凝时间、抗压强度的测试。结果表明,用细度较粗的铝酸盐水泥熟料替代5%～30%的强度级别42.5 MPa硫铝酸盐水泥的熟料制备高水充填材料,对材料的胶凝时间有所影响,使材料的2 h强度稍有降低,但可大幅度提高材料的后期强度,28 d抗压强度最大可提高48.9%,可以制备出满足MT/T 420—1995标准要求的高水充填材料。

PVA纤维增强快硬硫铝酸盐水泥基ECC材料性能的研究

针对快硬硫铝酸盐水泥基快速修补材料易开裂的问题,为了提高其韧性,增强其抗裂能力,设计并制备了PVA纤维快硬硫铝酸盐水泥基ECC材料(CSA-ECC),开展了PVA纤维不同体积掺量下CSA-ECC材料的工作性,抗压、抗折强度,单轴拉伸性能及弯曲韧性的试验研究,通过SEM观察分析了PVA纤维在CSA-ECC材料中的作用机理。研究结果表明:CSA-ECC材料浆体的流动度随纤维体积掺量的增多而降低,在掺量为2%时会出现结团现象;当纤维体积掺量高于1%时,抗压强度会出现略微下降;抗折强度随纤维体积掺量的增多而增大,纤维掺量为2%时,抗折强度可提高333%;当纤维体积掺量大于1.5%后材料在单轴拉伸下呈多缝开裂的破坏形式,在弯曲荷载作用下表现出良好的韧性特征和变形能力。

硫铝酸盐高性能水泥基材料的试验研究

对用快硬硫铝酸盐水泥制备ＨＰＣＭ的工艺条件进行了试验与研究，证实采用ｗ／ｃ＝０．１６，成型压力４０～５０ＭＰａ，常规养护条件，可以较容易地制得抗压强度为１２０～１４０ＭＰａ的ＨＰＣＭ。

赤泥-硫铝酸盐水泥高水充填材料性能及对环境的影响

利用赤泥和硫铝酸盐水泥制备高水充填材料,实现赤泥的有效资源化利用。研究了赤泥掺量对高水充填材料性能的影响。结果表明,随着赤泥掺量的增加,高水充填材料的初凝时间延长,抗压强度有所降低,赤泥掺量达到50%时,浆体初凝时间延长至61 min,28 d抗压强度降至5.0 MPa,但仍满足高水充填材料的需求;随着赤泥掺量的增加,硬化浆体析水率和孔隙率略微增加,渗透性显著提高。赤泥中的碱金属可以促进硫铝酸钙的水化,K和Na参与硫铝酸钙的水化形成U相,水化龄期到7 d时得以有效固化。硬化浆体的放射性符合GB 6656—2010的要求。

不同纤维在硫铝酸盐水泥基快速修补材料中的应用

随着人类社会和技术的不断发展,人类的活动和社会生产的需要带动了大量的房屋建筑和交通建设,而水泥混凝土具有来源广泛,生产工艺简单,价格低,耐久性好等优点,被广泛应用于人类的基础建设。但水泥混凝土建筑材料因施工监管不合格,长期的过载使用和恶劣环境的侵蚀作用,使大量的水泥混凝土建筑受到不同程度的破坏,严重危害人生安全。

氟石膏对高水充填材料性能的影响

充填开采是实现矿山绿色开发的重要途径,其中高水充填材料由于凝结时间短等优点,得到了广泛应用。该材料中40%的原料是天然硬石膏,主要组成是无水硫酸钙(CaSO4)。氟石膏是生产氢氟酸产生的工业固废,其主要组成是II型CaSO4,为探究氟石膏(F1,石灰掺量3%;F2,石灰掺量5%)对高水充填材料性能的影响,研究在不同试验水温下水胶比(质量比)为3∶1时,氟石膏掺量对高水充填材料凝结时间及1、7和28 d抗压强度的影响,同时通过XRD、SEM和TG-DTA研究其水化机理。结果表明在不同试验水温下,随着氟石膏掺量的增加,高水充填材料的凝结时间逐渐增加。随着F1掺量的增加,低掺量对高水充填材料不同龄期的抗压强度影响较小,其掺量高于20%时,高水充填材料1、7和28 d的抗压强度是逐渐减小的;随着F2掺量的增加,高水充填材料1、7和28 d的抗压强度是逐渐增加的,在不同龄期,与空白组相比,F2掺量80%,其抗压强度最大增长率为29.7%。微观分析得出高水充填材料的水化产物主要有AFt,Al(OH)3(gel)和CaSO4·2H2O,水化1 d后,F2组(F2掺量80%)的水化速率快、AFt生成量最大,空白组水化速率最小,AFt生成量最小;水化28 d后,3组的AFt生成量相当。同时,基于高水充填材料的水化动力学,分析了氟石膏对高水充填材料水化过程的影响,得出氟石膏可以取代高水充填材料体系中的天然硬石膏,应用于高水充填材料体系。

0-3型压电陶瓷-硫铝酸盐水泥复合材料的压电性能

采用压制成型法,以快硬硫铝酸盐水泥为基体制备了水泥基压电复合材料。分析讨论了极化工艺条件和PZT含量对水泥基压电复合材料压电性的影响。结果表明,较高的极化电场强度和较长的极化时间均有利于压电性能的提高,但当极化电场强度和极化时间达到4.0kV/mm和45min后,压电应变常数d33趋于稳定;随着PZT含量的增加,硫铝酸盐水泥基压电复合材料的压电应变常数d33、压电电压常数g33和机电耦合系数KP、Kt均显著增大。当PZT质量分数达到85%时,KP和Kt可达28.54%和28.19%。

膨胀剂对水泥基灌浆材料性能的影响

为提高水泥混凝土的机械强度,避免产生裂缝,指出了水泥基灌浆材料的性能缺陷。以氧化镁基膨胀剂为例,分析了其在水泥基灌浆材料中的水化作用机理,探讨了不同类型膨胀剂对水泥基灌浆材料性能的影响,以提高水泥基灌浆材料结构的延展性及耐久性。

建筑垃圾粉活化对硫铝酸水泥基材料的影响

研究不同热活化制度下活化的建筑垃圾粉对硫铝酸水泥基材料的力学性能,凝结时间和工作性能的影响规律,并分析胶凝体系的水化放热特点及其微观产物的变化。结果表明:在不同掺量热活化的建筑垃圾粉下,硫铝酸水泥基材料的力学性能有不同程度的增强,其中600℃热活化后的建筑垃圾粉的砂浆力学性能与工作性能最优。同时,掺入热活化活化建筑垃圾粉后会使得胶凝体系的流动度下降,但能提高其力学性能,降低水化放热总量,生成水化碳铝酸钙。

《硫铝酸盐水泥基发泡保温板外墙外保温工程技术规程》通过专家审查

由中国建筑材料工业规划研究院、唐山北极熊建材有限公司等单位编制的中国工程建设协会标准《硫铝酸盐水泥基发泡保温板外墙外保温工程技术规程》（以下简称《规程》）送审稿审查会议于2013年12月18日在北京召开。会议认为．《规程》对硫铝酸盐水泥基发泡保温隔热系统的材料、设计、施工及验收做出的相关规定．可以有效地规范硫铝酸盐水泥基发泡保温板的应用．对促进节能环保、推动建筑技术进步都具有十分重要的意义，同意该《规程》送审稿通过审查。

水泥基压电复合材料的制备及极化工艺研究

采用压制成型法,首次以快硬早强的硫铝酸盐水泥为基体制备了水泥基压电复合材料。详细阐述了水泥基压电复合材料的制备过程;通过实验确定了适宜的极化条件,分析讨论了极化过程中出现漏电流的原因,并提出了一些初步的解决途径。结果表明,对硫铝酸盐水泥基压电复合材料来说,适宜的极化工艺参数:极化电场强度为4kV/mm,极化时间为45min,极化温度应低于130°C。

适合快速通车的环保型水泥基灌浆材料性能分析

为了满足道路半刚性基层隐含裂缝的灌浆要求,研究了一种快硬硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥复配的水泥基灌浆材料;同时辅以减水剂对不同配合比灌浆材料的灌浆特性进行了研究。结果表明,得到15min内流动性好、30min达到初凝、2h内强度增长快的水泥基灌浆材料的最佳配合比为水泥∶水∶减水剂=1∶0.35∶0.015,其中快硬硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥的比值为0.5625,AS氨基磺酸系减水剂与FDN萘系减水剂1:1复合使用。

硫铝酸盐基高水材料的凝胶化改性研究

利用硫酸铝对硫铝酸盐基高水材料进行凝胶化改性。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞仪等现代测试手段,研究了硫铝酸盐基高水材料凝胶化改性后的微观结构与强度间的关系。结果表明,高水材料经凝胶化改性后,水化形成以钙矾石为主的结构体,其1d抗压强度为3.5MPa,28d抗压强度可达7.8MPa;硫酸铝凝胶化改性可以促进钙矾石的形成,改善结构体的孔结构,增加结构体致密性,提高高水材料的强度。凝胶化改性后的高水材料可用作一种优良的充填材料。