碱矿渣粉煤灰胶凝体系的温度激发特性研究

为探究不同温度状态下的碱激发剂对矿渣、粉煤灰的活性激发效果,将NaOH、Na2CO3以复合掺的方式得到了碱激发剂,并以碱激发剂溶液的温度t为试验设计参数,在t=20、30、40、50、60、70、80、95℃状态下,制备了粉煤灰与矿渣的比值为0.6、碱掺量为6.0%、复合碱组分间的比例n=1.3、胶水比为3.2的净浆试件,测试了净浆的流变学性能和标准养护3、28 d的静态力学性能。结果表明:碱矿渣粉煤灰胶凝体系的流变学性能和静态力学性能对t的变化很敏感;40℃是流变学性能和准静态力学性能随t变化的极值点,在同等条件下,当t=40℃左右时,净浆的稠度达到最小,而流动性达到最大,抗折强度最小,而抗压强度为最大;流变学性能指标、静态力学指标与t均表现出很好的三次多项式拟合关系,且由R2可判定相关关系显著。由此可见,不同温度下的碱激发对矿渣、粉煤灰的活性激发效果是有差异的,这为优化施工工艺提供了依据。

碱矿渣粉煤灰胶凝体系的凝结硬化特性研究

为研究碱矿渣粉煤灰胶凝体系的凝结硬化特性,在粉煤灰与矿渣的比值(Fly ash-Slag Ratio,FSR)为0.6、碱掺量(Alkali Content,AC)为6.0%、复合碱组分间的比例n=1.3的配合比参数情况下,制备了碱矿渣粉煤灰胶凝材料,在研究其流变学特性的基础上,测试了其凝结硬化特性,并研究三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、葡萄糖酸钠、亚硫酸钠四种物质对其凝结硬化特性的影响。结果表明:碱激发剂的温度对净浆的流变学性能具有较大的影响;在某一配合比下制备的碱矿渣粉煤灰胶凝材料在t=40℃时,标准稠度用水量为28%,凝结时间正常;三聚磷酸钠是一种优质的外加剂,三聚磷酸钠的掺量变化对凝结硬化特性影响较大,但保水效果无明显影响,在施工应用时,需要根据具体用途选择掺量。

养护方式对碱激发矿渣/粉煤灰胶凝材料抗压强度影响研究

本工作主要研究了不同粉煤灰掺量的碱激发矿渣/粉煤灰复合胶凝材料(AASF)分别在标准养护、烘箱养护及微波养护下强度发展规律,并通过水化产物和微结构的演化就强度发展进行机理分析。采用X射线衍射(XRD)、热重-差示扫描热分析(TG-DSC)、扫描电子显微镜(SEM)等技术手段对水化产物微观结构进行了系统研究。结果表明:热养护能显著提高胶凝材料的前期水化反应,促进C(N)-S(A)-H凝胶的生成。对比标准养护1 d强度,经烘箱养护和微波养护后的AASF试样强度分别提升了144%~531%、184.4%~385.5%。相较于烘箱养护,绝大多数情况下微波养护具有更大的优势。随着粉煤灰掺量提高,标养试样各龄期强度均持续降低。而20%、40%的粉煤灰掺量分别对微波养护及烘箱养护试样抗压强度发展有积极的影响。

碱激发粉煤灰矿渣胶凝材料的流变性能

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为了研究碱激发粉煤灰矿渣胶凝体系在早期的流变特性,制备了不同粉煤灰和矿粉质量比以及碱激发剂含量的复合浆体,并且分别采用了微型坍落度筒和Brookfield DV3T流变仪测试其流动性和流变性,最后用等温量热仪测试了各组配比下浆体的水化放热速率。结果表明:当FA/GGBS比为3∶7时,碱激发剂NaOH含量为4%的浆体在所有配合比中流动度为较低。随着粉煤灰质量比和NaOH摩尔质量的升高,碱激发粉煤灰矿渣胶凝体系的流动度均有所上升,且屈服应力和塑性黏度有所下降。粉煤灰掺量的升高使得早期水化速率有所下降,而碱激发剂含量的增加则提高了水化放热峰值速率。

粉煤灰基碱激发胶凝材料的制备及应用的研究进展

煤炭燃烧会产生大量的粉煤灰,如何实现这种工业固体废物的高附加值、高效利用是亟待解决的问题。制备碱激发胶凝材料是提高粉煤灰附加值的有效途径之一,可实现废弃物的资源化利用。介绍了粉煤灰的种类及性能,综述了粉煤灰基碱激发胶凝材料的制备及其应用,展望了其发展前景。

室温碱激发粉煤灰基胶凝材料制备及其性能研究

以不同细度粉煤灰为原料,加入适量矿渣和水泥熟料,并以钠水玻璃为碱激发剂,在常温下制备出了碱激发粉煤灰基胶凝材料。采用正交试验的方法,分析了原状粉煤灰与磨细粉煤灰质量比、碱激发剂中NaOH含量、矿渣用量和碱激发剂掺量对碱激发粉煤灰基胶凝材料抗压强度的影响,结合XRD和SEM对试样进行表征。结果表明:当原状粉煤灰和磨细粉煤灰质量比为1∶3、碱激发剂中NaOH含量为15%、矿渣用量为固废的20%、碱激发剂掺量为液体总量的13%时,胶凝材料3、28、60d抗压强度分别为19.6、29.0、35.5MPa。粉煤灰与矿渣中的Al—O键和Si—O键断裂,发生重组生成硅铝酸盐C-A-S-H凝胶和C-S-H凝胶。

废弃线路板非金属粉对碱激发矿渣/粉煤灰胶凝材料性能的影响

内掺0%~25%(质量分数)废弃线路板非金属粉末(waste circuit board non-metallic powder,NMP),制备了一种新型碱激发矿渣/粉煤灰胶凝材料,测试了其力学强度、水化放热、物相组成和孔径分布,分析了其微结构特征。试验结果表明:掺入NMP不只降低了胶凝材料的累计放热,并且稍微降低了胶凝材料的7和28 d抗压强度;当NMP掺量小于15%(质量分数)时,因玻璃纤维的存在,胶凝材料28 d抗折强度与NMP掺量成正比,最高增幅达55.5%;掺入NMP降低了胶凝材料中孔径为100~1000 nm的孔隙比例,增大了100 nm以下的微孔隙比例,且试件总孔隙率增加;NMP中的树脂颗粒与胶凝材料基体结合紧密并填充了纤维与基体之间的空隙,NMP的掺入不会影响原胶凝材料的水化产物类型。

碱激活粉煤灰-矿渣-煤矸石复合体系胶凝材料强度研究

碱激活粉煤灰-矿渣-煤矸石复合体系胶凝材料较优养护环境为20±1℃、相对湿度90%湿气养护,其在28d养护龄期内强度发展势头较好。碱激活粉煤灰-矿渣-煤矸石复合体系胶凝材料28d、40d强度随煤矸石含量(30%～50%)的增加而增加,随矿渣含量增加而增加,随水玻璃:氢氧化钠值的增加而先增大后降低,随液胶比的增加而降低,随激发剂的增加而先增大后降低。粉煤灰受碱性激发水化硬化较缓慢,在28d龄期对材料的强度增长贡献不大,但在40d龄期对材料强度的提高作用就较为明显了。碱激活粉煤灰-矿渣-煤矸石复合体系胶凝材料较优制备参数为煤矸石:矿渣:粉煤灰为5:4:1,水玻璃:氢氧化钠为5:1,激发剂掺量为20%。该配比下,材料在0.40水灰比条件下,28d强度达到17.7MPa,40d强度达到41.55MPa。

电石渣激发矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的作用机制

为探究矿渣、粉煤灰及电石渣的资源化利用,以电石渣作为碱激发剂,研究了矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的水化产物组成及强度特征。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重-差示扫描热(TG-DSC)、扫描电子显微镜及能谱(SEM-EDS)等微观测试技术,分析了复合胶凝材料的晶体结构、热化学性质以及微观形貌等特性,研究了电石渣激发矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的作用机制。结果表明:电石渣作为碱激发剂时能为矿渣-粉煤灰复合胶凝材料提供初始水化所需要的强碱环境,驱动矿渣和粉煤灰发生水化反应。随着矿渣掺量的增加,复合胶凝材料的强度发展呈先增加后减小的变化趋势,在粉煤灰与矿渣掺量质量配比为4∶6、外掺电石渣质量分数为4%时,复合材料浆体经4 d常温养护+32 h高温蒸汽养护后抗压强度达到25.9 MPa;矿渣-粉煤灰复合胶凝体系中水化产物分布不均,主要组成为水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化硅铝酸钙等凝胶。电石渣作为矿渣-粉煤灰体系的碱激发剂使用时效果良好。

碱激活粉煤灰-磷石膏胶凝材料性能研究

研究NaOH激活粉煤灰的最佳反应条件,探究浮选磷石膏、激活粉煤灰、煅烧磷尾矿、水泥对胶凝材料性能的影响,通过扫描电镜、X射线衍射分析强度形成机理。结果表明:在NaOH质量分数为5%、反应时间为3 h、反应温度为80℃下,碱激活效果最佳。在m(磷石膏)∶m(激活粉煤灰)∶m(煅烧尾矿)∶m(水泥)=55∶40∶15∶5时,材料的7、28 d无侧限抗压强度最高,分别为8.3、9.1 MPa,可满足T/HBTS 003—2022《公路磷石膏复合稳定碎石基层应用技术规范》中一级公路基层的强度要求。胶凝材料水化产物为硅酸钙凝胶和针状钙矾石,其穿插交联在未反应的磷石膏之间,填补材料的空隙,提高材料的强度。

碱激发高炉矿渣-粉煤灰制备充填胶凝材料

以河南某材料公司的高炉矿渣和粉煤灰为原料,NaOH溶液为碱激发剂,对山东某金属矿山的尾砂进行胶结充填体强度试验。结果表明,在高炉矿渣与粉煤灰的质量比为4,NaOH浓度为8 mol/L,液固质量比为0.5情况下,充填材料试件3 d、28 d的抗压强度分别为2.12和6.84 MPa,满足充填要求。SEM分析表明,高炉矿渣和粉煤灰在碱激发后生成大量的凝胶相,是充填材料试件产生强度的主要原因;XRD和FTIR分析表明,碱激发材料中出现了水化硅酸钙的晶相峰,Si(Al)—O—Si在碱激发作用下发生解聚后又重新聚合形成[SiO_4],以及碱激发后的材料体系吸收空气中的CO_2生成碳酸盐矿物,是净浆试件强度的主要来源。

碳酸钙晶须对碱矿渣胶凝材料的减缩增强作用

针对碱矿渣胶凝材料易收缩开裂等问题,采用一种新型微米级纤维——碳酸钙晶须对碱矿渣胶凝材料进行减缩增强,研究了碳酸钙晶须掺量对碱矿渣胶凝材料流变性能、抗压强度和干燥收缩的影响,并探究其显微增强机理.结果表明:微米级碳酸钙晶须的掺入对碱矿渣胶凝材料流动性影响较小,当碳酸钙晶须掺量为3%时,其新拌浆体塑性黏度为12.33 Pa·s,较未掺碳酸钙晶须的对照组仅增长14.48%,其硬化浆体28 d抗压强度可达105.8 MPa;碱矿渣胶凝材料的干燥收缩率随着碳酸钙晶须掺量的增加而降低,当碳酸钙晶须掺量为5%时,其28 d干燥收缩率仅有0.87%,较未掺碳酸钙晶须的对照组降低32.56%;碳酸钙晶须与基体紧密结合,在基体受力破坏时分散其所受应力,提升了碱矿渣胶凝材料的力学性能;碳酸钙晶须在体系内部的桥接作用能够有效延缓碱矿渣胶凝材料微裂纹的形成与扩展,在一定程度上遏制了宏观裂纹的发展.

矿渣粉煤灰复合胶凝体系的试验研究

本文通过优化组分设计和添加剂的使用,制备了一种高掺量矿渣粉煤灰复合胶凝体系,并研究了物料粉磨方式、石膏品种及掺量、混合材的掺量及比例对复合胶凝体系强度的影响。结果表明,复合胶凝体系强度可达复合水泥42.5R标准,水化热较低并具有良好的抗硫酸盐侵蚀和干缩性能,由其配制的混凝土具有良好的抗渗性能。

水泥-粉煤灰-矿渣粉三元胶凝体系体积稳定性的研究

研究了不同胶凝材料体系水泥浆体的体积收缩变形特性。试验结果表明:水泥品种与细度是影响硬化浆体体积稳定性的主要因素,水泥细度越大,硬化浆体的体积稳定性越差,低热(高贝利特)硅酸盐水泥浆体的体积稳定性优于中热硅酸盐水泥;矿物掺和料的掺入使得胶凝材料的体积稳定性变得复杂,优质的矿物掺和料能够降低硬化浆体的收缩;水泥-粉煤灰二元胶凝体系的体积稳定性优于水泥-粉煤灰-矿渣粉三元胶凝体系。

影响碱-粉煤灰-矿渣基胶凝材料性能因素的探讨

该文论述了影响碱-粉煤灰-矿渣基胶凝材料性能的主要因素，就粉煤灰矿渣比、碱的类型及掺量、粉煤灰的机械活化和碱激发的复合作用、早强剂及晶种等因素进行了系统的研究。

粉煤灰对碱激发矿渣胶凝材料耐盐酸腐蚀性能的影响

为了研究粉煤灰对碱激发矿渣胶凝材料耐盐酸腐蚀性能的影响,对不同粉煤灰掺量下碱激发矿渣砂浆在pH=1的盐酸环境中浸泡14 d、28 d和60 d后的外观、质量损失、腐蚀深度、抗压强度和耐蚀系数进行了研究,通过X射线衍射和化学滴定方法对其机理进行了分析。结果表明:碱激发矿渣砂浆在盐酸溶液中浸泡后表面被严重腐蚀,质量与强度损失均很大。粉煤灰的掺入使试块表面被腐蚀情况明显变好,质量与强度损失也明显减少,但粉煤灰的掺入会降低碱激发矿渣砂浆的强度,增大其腐蚀深度。XRD与化学分析的结果表明碱激发粉煤灰中可被盐酸溶出的物质含量较少,因而掺入粉煤灰可以提高碱激发矿渣胶凝材料的耐盐酸腐蚀性能。

复合碱组分对矿渣粉煤灰碱胶凝材料性能的影响

研究了复合碱组分NaOH、Na2 CO3 对矿渣粉煤灰碱胶凝材料性能的影响。结果表明 :与单掺NaOH相比 ,采用复合碱组分激发矿渣粉煤灰体系 ,强度更高 ,凝结时间更趋合理。另外 。

矿物掺合料对碱矿渣粉煤灰胶凝材料改性研究

研究沸石粉和偏高岭土2种矿物掺合料对固态碱矿渣粉煤灰胶凝材料的改性效果。结果表明,偏高岭土对碱矿渣粉煤灰胶凝材料的抗压强度具有明显增强效果,但降低了抗折强度;沸石粉对抗压强度和抗折强度均有增强作用;作为碱矿渣粉煤灰胶凝材料的活性掺合料,沸石粉优于偏高岭土,具有进一步研究的价值;偏高岭土和沸石粉在碱矿渣粉煤灰胶凝材料中发挥的强度优势不及矿渣粉煤灰混合料明显。

碱-粉煤灰-矿渣基胶凝材料的研究

在碱－矿渣系统中加入酸性粉煤灰，构成碱－粉煤灰－矿渣系统。实验室条件下，研究了水玻璃模数和掺量，硅酸盐水泥熟料、沸石、减水剂对酸性粉煤灰掺量为５０％的碱－粉煤灰－矿渣胶凝材料强度的影响规律，同时在试验参数下，对该系统的凝结时间进行了测定。结果表明，以上各加入物对碱－粉煤灰－矿渣胶凝材料的强度均有较大影响；实验参数下，该材料并不发生急凝，凝结时间可以满足施工要求。

矿渣/粉煤灰基建筑胶凝材料性能试验研究

为实现固废资源化利用,减少建筑工程碳排放。本试验以矿渣和粉煤灰为原料,工业硅酸钠为激发剂,制备一种新型低碳建筑胶凝材料。考察各成分掺量及工艺条件对材料力学性能的影响,结合物相、微观结构变化探讨碱激发过程和机理。结果表明,当矿渣掺入量为40%,粉煤灰掺入量为20%,硅酸钠掺入量为40%,水固质量比为0.3时,胶凝材料抗压和抗折性能均达到最佳,抗压强度为62.16 MPa,较试验基础对照组的抗压强度提升169%,抗折强度为6.65 MPa,提升105%。碱激发作用产物主要是水化硅酸钙(C-S-H)凝胶,硅酸钠模数并不会改变胶凝材料的晶相组成,故胶凝材料能获得良好的力学性能。