混合相磷石膏基胶结材制备与早期性能研究

以混合相磷石膏为主要原料,掺入矿渣、赤泥、偏高岭土、熟料制备混合相磷石膏基胶结材,通过抗压强度、p H和浸出毒性测试研究其早期性能,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)测试分析水化机理。结果表明:53.76%(质量分数,下同)混合相磷石膏、9.68%矿渣、9.68%赤泥、16.13%偏高岭土和10.75%熟料可制备出性能最优的混合相磷石膏基胶结材,其3、5、7 d抗压强度分别达到8.93、10.99、13.14 MPa,p H碱性低于传统水泥基材料,总磷、氟化物浸出浓度均满足污水综合排放标准要求;磷石膏在400℃下煅烧60 min形成半水-无水混合相磷石膏,其中半水石膏和无水石膏的相对含量分别为31.7%和68.3%。混合相磷石膏基胶结材水化生成的水化硅酸钙凝胶、钙矾石和透钙磷石等物质形成致密结构,提升材料强度,阻隔污染物F^(-)、PO_(4)^(3-)浸出。混合相磷石膏基胶结材具有良好的力学性能和环境相容性,可为磷石膏规模化消纳提供新途径。

低胶材钢筋混凝土碳化对钢筋锈蚀影响研究进展

在国家积极推进碳达峰、碳中和目标背景下,水泥混凝土行业减少碳排放势在必行。文中重点综述了低水泥用量高掺合料对混凝土碳化行为的影响机理研究现状,涉及碳化行为对混凝土内部钢筋锈蚀的影响机理、混凝土内部钢筋锈蚀的评价方法及优缺点,并指明了进一步的研究方向,这对于改善高掺合料钢筋混凝土耐久性和降低建筑行业碳排放具有重要意义。

新型黏度改性剂对孔结构和低胶材机制砂自密实混凝土性能研究

黏度改性剂是配制低胶材机制砂自密实混凝土常用的外加剂,合成并研究了新型黏度改性剂(UC-01)对水泥石孔结构和低胶材自密实混凝土性能的影响。结果表明:UC-01的掺入对水泥石的孔隙率影响较小,可以减小水泥石的平均孔径,增大小于100 nm的孔径比例、减小大于1000 nm的孔径比例;随着掺量的增大,这种作用越明显;UC-01能改善低胶材机制砂自密实混凝土工作性能,提高混凝土的强度和耐久性能。

低胶材泵送机制砂混凝土的应用研究

为满足黄沙洞水库埋石混凝土重力坝的施工技术要求,开展了低胶材泵送机制砂混凝土性能试验研究。结果表明:采用保坍型聚羧酸系高性能减水剂可明显改善低胶材泵送机制砂混凝土拌合物的和易性与可泵性等施工性能,C15和C20混凝土的坍落度经时损失分别为5.6%和0%,含气量经时损失分别为15.6%和9.1%,泌水率分别为0.2%和0%;硬化混凝土的强度与耐久性满足埋石混凝土重力坝施工技术要求,C15与C20混凝土的28d抗压强度分别为设计强度的189%和162%,经50次冻融循环后的相对动弹性模量分别为90.5%和92.3%,抗水相对渗透性系数分别为3.48×10^(-10)cm/s和1.92×10^(-10)cm/s。

高活性硅灰改性渠道衬砌胶材性能及微观机理研究

【目的】探明矿物掺合料对衬砌胶材的宏、微观性能的影响。【方法】分别以普通硅酸盐水泥(PO)、硫铝酸盐水泥(SAC)、铝酸盐水泥(AC)为基础材料,以硅灰为替代材料,制备了15种复合胶材。基于抗压强度和抗渗试验,联合SEM、EDS、XRD表征手段,探究复合胶材力学演变规律,揭示其微观水化机理。【结果】随着硅灰替代率的增加,PO、SAC和AC硬化体的抗渗性能逐渐增强;硅灰替代率为6%时,PO的早期抗压强度显著提高,C-S-H凝胶和AFt晶体彼此胶结构成三维网络结构,有效减缓了因Ca(OH)_(2)简单堆叠引起的剪切滑移和基体早期强度衰退,C-S-H凝胶的Ca/Si降低、聚合度增加提高了体系强度的稳定性;SAC硬化体3、28d龄期的抗压强度均随着硅灰替代率的增加呈先增大后减小的变化趋势,硅灰的成核效应、火山灰效应促使SAC水化产物增加;随着硅灰替代率的增加,AC硬化体3、28 d龄期强度呈负增长,90 d龄期强度先增大后降低,掺入4%硅灰制约了CAH_(10)、C_(2)AH_(8)的转晶反应,孔隙率明显降低,改善了AC的后期强度倒缩现象。【结论】适宜的硅灰掺量可提高衬砌板胶材强度、优化体系微观形貌,从而提升抗渗特性,因此建议将硅灰应用至渠道衬砌。

高分子硅凝胶材质护理垫的性能优势及应用方法效果比效

基于硅凝胶的性能制备一种应用于临床领域的高分子硅凝胶材质的脊柱用护理垫。针对其预防压力性损伤(PI)的效果进行分析。在明确疾病、压力、治疗3项PI危险因素的基础上,介绍硅凝胶材质脊柱手术体位垫应用原理,采用数字方法将其随机划分为观察组与对照组,前者应用硅凝胶材质体位垫,后者应用海绵垫,比较其PI发生率与Braden压疮风险。结果表明,观察组的PI发生率与Braden压疮风险均优于对照组(P<0.05),说明将硅凝胶材质体位垫应用于老年脊柱手术者中,可预防PI的发生,临床应用价值高。

原状磷石膏基复合胶结材的力学性能研究

基于原状磷石膏的性能组成特点,开展了原状磷石膏基复合胶结材力学性能的研究。结果表明,大量粉煤灰的掺入不利于石膏胶结材强度的发展;增大矿渣掺量有助于石膏胶结材强度的提高,但存在一个最佳掺量;Na_(2)SO_(4)激发剂的掺量不宜太大,一般应小于1%;萘系减水剂的加入对胶结材强度的影响不显著。本试验中复合胶结材的最佳组成配比为55%磷石膏、10%粉煤灰、25%矿渣、7%的水泥熟料、2%Ca(OH)_(2)和1%Na_(2)SO_(4),此时28d抗压强度达到10.4MPa,抗折强度达到2.6MPa。此磷石膏基复合胶结材可用于制备墙砖、小型空心砌块及建筑隔墙用轻质条板等。

低胶材用量聚羧酸混凝土工作性能影响因素研究

改善低胶材聚羧酸混凝土工作性能是推广聚羧酸盐减水剂在民用工程中应用的重要方法。从粗骨料孔隙率、细骨料孔隙率、细度模数及浆体用量等方面研究了低胶材聚羧酸混凝土工作性能的影响规律。研究表明:低胶材聚羧酸混凝土中,粗骨料孔隙率高于46%时,混凝土工作状态较差;细骨料中掺入特细砂或降低细度模数均有利于改善低胶材聚羧酸混凝土工作性能,主要在于其能有效降低粗细骨料混合后的孔隙率;建立了骨料性能与浆体用量间的定量关系,其具有快速确定现场材料下胶凝材料最佳用量的优点。

复合激发剂对碱矿渣胶结材水化进程及早期性能的影响

通过混料设计研究了水玻璃、碳酸钠、氢氧化钠和氢氧化钙四种激发剂在复合条件下对矿渣的激发作用及对碱矿渣胶结材(AAS)早期性能的影响。使用水化微量热仪、X射线衍射仪、综合热分析仪分析了AAS的水化过程。结果显示:在碱当量和水胶比一定的条件下,复合激发剂仅能在100~130mm范围内调节AAS砂浆的初始流动度,但对AAS砂浆抗压强度的影响显著。氢氧化钠的激发作用在3d以内最显著,水玻璃对强度的贡献主要体现在3d后;各激发剂间的交互作用主要体现在3d以内的抗压强度上。与水玻璃激发AAS相比,在激发剂中加入1.5%碳酸钠会减缓AAS各龄期水化进程;加入3%氢氧化钙、1.5%和3%氢氧化钠能分别加快AAS1d和3d内的水化进程,但均会降低28d的水化进程。此外,根据ANOVA方差分析得到的回归方程,提出了利用激发剂种类和比例来调节及控制AAS水化进程的技术途径。

硫酸盐激发与矿渣改性硬石膏胶结材

充分利用硬石膏胶凝性,开发硬石膏胶结材是对硬石膏资源最合理、有效的利用。本文通过对硬石膏水化率与水化温升测定、比表面积与水化活性关系、硬化体相组成与显微结构分析,重点研究了硫酸盐激发、矿渣改性、粉磨活化对硬石膏胶结材料的影响。结果表明:硫酸盐可以缩短硬石膏凝结时间,提高硬石膏水化率,使硬石膏水化热集中,水化温升增大,硬石膏水化进程加快;矿渣可以促进硬石膏水化,形成钙矾石、水化硅酸钙等水硬性矿物,提高硬石膏胶结材的强度与耐水性;硬石膏溶解水化活性随其分散度增加而提高。采用硫酸盐激发、矿渣改性和粉磨活化可以配制28d抗压强度32.5MPa、软化系数0.78的硬石膏胶结材。

普通硅酸盐水泥对石膏基混合胶结材的改性研究

石膏因其耐水性差、强度较低限制了它的应用．采用掺入普通硅酸盐水泥来改善其不足是一种简单、经济实用的方式．本文叙述了在石膏中掺入的普通硅酸盐水泥量不同时，石膏基混合胶结材的强度变化及其耐水性变化等，并探讨了其内在的发展规律．

木材-SiO2醇凝胶复合材的超临界干燥工艺

采用超临界CO2流体对木材-SiO2醇凝胶复合材的干燥工艺进行研究。结果表明:由于受到木材的包围,木材-SiO2醇凝胶复合材的超临界干燥工艺条件最终确定为动态和静态干燥温度为50℃,动态和静态压力为25MPa,动态干燥时间为180min。经扫描电镜观察,木材-SiO2气凝胶在微观上有良好的网络结构,SiO2气凝胶与木材有良好的结合并保持木材的孔隙结构。通过透射电镜观测,所制备的木材-SiO2气凝胶复合材料中的SiO2气凝胶是由直径约13～300nm的SiO2颗粒构成的连续网络结构。超临界CO2流体干燥的木材-SiO2气凝胶复合材表现突出的增容现象,由于紫椴与西南桤木结构不同,两者的增容率有较大的差异,西南桤木的增容率约为紫椴木材的1/2左右。

SiO2溶胶空细胞法浸渍处理木材工艺

对SiO2溶胶溶液半限注法浸渍处理紫椴和西南桤木的工艺进行研究。结果表明:SiO2溶胶对木材的渗透应主要考虑压力和加压时间以及树种的影响,考虑木材的变异性所造成的试验数据的波动,确定SiO2溶胶的浸渍工艺条件为压力0.8MPa,压力时间30min,后真空度为0.090MPa,保持10min。通过X射线能谱图分析,在木材细胞壁的位置能看到排列均匀的SiO2,说明在木材外部进行溶胶-凝胶化过程,然后采取空细胞法将溶胶注入到木材中,简化了制备工艺条件,提高了原料利用率。

磷石膏、粉煤灰胶结材的研究

利用生石灰中和磷石膏中的可溶性磷 ,既消除了可溶性磷的危害 ,为胶结材提供了CaO ,同时可大大降低胶结材生产中的能耗。胶结材可用于制建筑抹灰砂浆等 ,强度和耐水性良好 。

氧化石墨烯对碱矿渣胶结材浆体流变性能的影响

采用改进Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),使用旋转黏度计测试了掺GO新拌碱矿渣胶结材浆体(AASP)的剪切应力,并基于Herschel-Bulkley(H-B)模型计算了浆体的流变参数,分析了GO对碱矿渣胶结材浆体流变性能的影响.结果表明:GO降低了碱矿渣胶结材浆体的触变性能,提高了浆体的稳定性;GO掺量(质量分数,下同)由0.01%增至0.05%时,碱矿渣胶结材浆体的屈服应力和稠度系数增大、流动度降低、滞回环面积和流变性指数减小、浆体的触变性能降低;GO与矿渣粉颗粒通过化学键合作用生成絮凝结构,且随着GO掺量增加,絮凝结构的数量增多,浆体的流变性能发生变化;掺1.5%萘系减水剂(FDN)可将掺0.03%GO的碱矿渣胶结材浆体流动度由180mm提高到203mm,即掺加FDN可提高含GO碱矿渣胶结材浆体的流动性.

用于高性能混凝土的胶结材浆体水化热研究

研究了水胶比、高效减水剂、矿物掺合料对高性能混凝土中胶结材浆体水化热的影响 .结果表明 :当水胶比降低时 ,胶结材浆体的水化热也随之下降 ;缓凝高效减水剂并不降低总水化热 ,但它推迟水化放热进程 ,加快后期的水化放热速率 ;矿物掺合料的加入可明显降低水化热、水化放热速率 ,推迟达到最高温度的时间 ,尤其是双掺、三掺时降低效果更为显著 .利用这三个因素的作用———减小水化热或延迟水化放热进程 ,可以降低因高性能混凝土水泥用量多及标号高所造成的早期高水化热的程度 ,缓解温差应力的影响 ,提高混凝土的耐久性 .

Sol-Gel法制备木材功能性改良用SiO_2凝胶

以正硅酸乙酯（TEOS）原料，HCl／HF混合酸为水解催化剂，研究应用于木材功能性改良的SiO2凝胶的制备工艺条件。所配制3种反应溶液的TEOS／EtOH／H2O比例分别为FU1=1．00：15．35：7．45，FU2=1．00：5．43：10．10，FU3=1．00：5．47：5．77，HCl／HF摩尔比分别为0．02／0．01、0．02／0．04和0．02／0．06，可在120min左右得到醇凝胶。将醇凝胶在-21℃条件下陈化1～3d后，在12h内自然升温至室温，24h内置于超临界流体中进行干燥单元操作，可以得到适合木材功能性改良用并具有纳米结构的SiO2气凝胶。

二水磷石膏粉煤灰复合胶结材研究

二水磷石膏粉煤灰复合胶结材 (PGF)是直接将未经处理的磷石膏通过加入粉煤灰和激发剂改性制得的新型胶结材。本文介绍胶结材的适宜配比、养护方式与制度、性能等 ,通过XRD、SEM微观分析 ,结合水化热、pH值、孔结构测定及宏观力学性能测试 ,对PGF适宜的碱激发、强度发展与养护。

化学添加剂对“粉煤灰-脱硫石膏”胶结材抗压强度的影响

为探索燃煤电厂产生的粉煤灰及脱硫石膏这两类固体废物的处置和综合利用途径,通过对燃煤电厂两大固体排放物──粉煤灰和脱硫石膏在空气自然养护条件下的反应质量比、水固比进行实验研究,分析了硫酸盐、石灰、NaOH、酸等添加剂对胶结材抗压强度的影响规律。结果表明,粉煤灰与脱硫石膏的最佳反应质量比为3∶2;当分别添加1%K2SO4、1%石灰、3%NaOH、10%HCl溶液于胶结材体系时,灰-膏胶结材抗压强度最高;水固比为0.23左右时,胶结材抗压强度最高。

碱矿渣复合胶凝材料固化Sr^(2+)的效率及机理

通过浸出率试验、SEM及吸附试验,研究了碱矿渣复合胶凝材料固化Sr2+的效率,分析其固化机理。结果表明,碱矿渣复合胶凝材料固化Sr2+的效率受碱种类、碱当量以及矿物掺合料的影响。在3.0%~6.0%范围内,随着碱当量的增加,碱矿渣复合胶凝材料固化Sr2+的效率逐渐提高;Na2O当量相同时,水玻璃作碱组分的胶凝材料固化Sr2+的效率优于NaOH作碱组分的胶凝材料;硅藻土部分替代矿渣所得胶凝材料固化Sr2+的效果优于高岭土、沸石粉,且随着硅藻土掺量的增加,固化基体对Sr2+的固化效果逐渐增强。其原因为硅藻土对Sr2+的吸附效果较好并能有效改善固化基体的微观结构。