减水剂改性固废基蒸压加气混凝土的制备与性能研究

以花岗岩石粉、黄河特细砂为硅质材料,以电石渣为钙质材料,以聚羧酸减水剂为改性剂,制备固废基蒸压加气混凝土(AAC)。研究了聚羧酸减水剂掺量对AAC料浆流动性、发气过程、抗压强度、干密度、孔隙率和孔径分布的影响。结果表明,减水剂掺量由0.15%增大到0.30%,料浆初始流动度、发气速率、发气量和孔隙率逐渐增大,制品抗压强度和干密度逐渐降低。减水剂掺量为0.25时,料浆初始流动性270 mm,发气量208 mL,孔隙率82.54%,抗压强度2.9 MPa,干密度509 kg/m^(3),AAC综合性能最优。减水剂掺量大于0.2%时,2 mm以上的大孔基本消失,孔隙率和孔壁无害孔含量对AAC抗压强度影响更明显。

花岗岩石粉蒸压加气混凝土的制备及性能

【目的】实现以大掺量(质量分数,下同)低品位硅质固废制备蒸压加气混凝土(autoclaved aerated concrete,AAC)。【方法】研究不同掺量花岗岩石粉对AAC料浆发气、抗压强度和干密度等的影响,确定优化掺量配比;通过X射线衍射(X-ray diffractometer,XRD)、傅里叶转换红外光谱(fourier transform infrared spectrometer,FTIR)、场发射扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)等表征手段对AAC微观性能进行分析。【结果】花岗岩石粉掺量为60%时,AAC抗压强度为3.02 MPa,干密度为523㎏/m^(3),性能较优;主要矿物成分为托贝莫来石、水化硅酸钙和残留的石英等;托贝莫来石、水化硅酸钙等水化产物与未反应的石英相互交织形成坚固的网状结构,使AAC致密并具有强度。【结论】花岗岩石粉主要含低活性SiO_(2),属于低品位硅质固废,以花岗岩石粉60%替代黄河特细砂制备AAC,物理力学性能可满足GB11968-2020中混凝土砌块抗压强度A 3.5、 B 05级的性能要求。

花岗岩粉体两步法烧结多孔微晶玻璃及其发泡机理研究

以花岗岩粉体为原料、以SiC为发泡剂,采用低温烧结—高温发泡的两步法烧结工艺,制备出多孔微晶玻璃。利用XRD、SEM、TG-DSC和陶瓷弯曲试验机等测试技术,系统研究烧结温度和发泡温度对多孔微晶玻璃的气孔结构、晶相组成、抗压强度的影响,并分析微晶玻璃发泡机理。随着烧结温度的升高,未添加发泡剂的微晶玻璃抗弯强度与体积密度均先增大后减小,最佳烧结温度为1120℃。随着发泡温度的升高,多孔微晶玻璃中钙长石和石英逐渐溶于玻璃相,结晶度降低,气孔孔径增大,表观密度和抗压强度均减小,但比强度在1220℃时达到最大值5.36 kN·m·kg^(-1)、气孔率为59.7%。与一步烧结的通孔结构不同,两步烧结形成闭孔结构,多孔微晶玻璃的比强度明显高于一步烧结法。

不同细度石灰石粉对水泥浆体流变特性的影响研究

为研究花岗岩石灰石粉和S95级矿渣粉对水泥浆体流变性能的影响。采用R/S型流变仪测试了水泥-石灰石粉浆体、水泥-石灰石粉-矿渣粉复合浆体的流变性能,采用最小需水量法对浆体湿堆积密实度进行测试,并采用Zeta电位测试仪测试浆体的Zeta电位。结果表明:随石灰石粉掺量的增加和颗粒粒径减小(比表面积增大),浆体的剪切应力和表观黏度减小,石灰石粉粒径对浆体的流变性能的影响大于掺量的影响;颗粒粒径更细的石灰石粉和矿渣粉改善了浆体的湿堆积密实度;掺入石灰石粉后浆体的Zeta电位降低,但同时掺加少量的矿渣粉可以在一定程度上提高浆体的Zeta电位,改善浆体中的絮凝现象。

花岗岩石粉特性及其掺合料性能研究

为了验证不同类型花岗岩石粉作为矿物掺合料在胶砂或混凝土中的适用性,推进石粉应用,采用3个地区的花岗岩石粉作为掺合料,研究单掺以及复掺粉煤灰、矿粉、硅灰对胶砂流动性能及强度活性指数的影响。结果显示:单掺甘肃地区花岗岩石粉的胶砂流动性较差,但其活性指数高于单掺广东和四川地区花岗岩石粉的,单掺各花岗岩石粉胶砂流动度比均小于100%,强度活性指数总体在65%,说明花岗岩石粉是一种惰性材料,其掺入对胶砂的流动性和力学性能会产生不利影响;但将花岗岩石粉分别复掺粉煤灰、矿粉、硅灰后,流动性和抗压强度均有一定程度的改善,且3种复掺体系胶砂的7 d强度均高于基准组,说明矿物掺合料对于提高胶砂早期强度有一定的促进作用。

花岗斑岩石粉高韧性水泥基复合材料性能研究

高韧性水泥基复合材料(ECC)具有优异的力学性能和裂缝控制能力,已应用在大尺寸的板梁结构中,但因造价过高限制了其进一步的推广应用。机制砂在生产过程中会产生大量的石粉,如处理不当则会严重污染环境。为达到降低ECC造价及保护环境的双重目标,本文以花岗斑岩石粉代替河砂来配制花岗斑岩石粉高韧性水泥基复合材料(GP-ECC),研究了其各项性能,并建立了GP-ECC自收缩预测模型。研究表明,GP-ECC试件均表现出多缝开裂与应变硬化的特征,其抗压强度和抗折强度均随石粉取代率的增加而先减小后增大,完全取代时性能最优,其28 d拉伸峰值应力达4.4 MPa,极限应变超4.2%,抗压强度均超50 MPa,抗折强度超18 MPa。GP-ECC试件的早期自收缩值随石粉取代率的增加而增加,其中石粉完全取代河砂时的自收缩值为3 133.3μm/m,较基准试件增加了117.3%,故抑制GP-ECC的自收缩很有必要。同时,本文提出的自收缩预测模型能够有效预测GP-ECC的自收缩变化情况。SEM测试结果表明,PVA纤维在花岗斑岩石粉水泥基体中分散均匀,能协同工作。

花岗岩粉对混凝土力学性能的影响

为提高花岗岩粉的综合利用率,解决花岗岩粉处理难等问题,采用花岗岩粉制备混凝土复合外加剂。为研究花岗岩粉对混凝土加工性和力学性能的影响,制备不同掺量花岗岩粉的C30和C50混凝土,并测试混凝土的坍落度、抗弯强度、裂隙抗拉强度和抗压强度。试验结果表明,当花岗岩粉A70和B70混凝土的抗弯强度和劈裂抗拉强度最大,且该掺量的混凝土抗压强度高达35 MPa(C30)、50 MPa(C50),远大于其他掺量的混凝土。因此,当花岗岩粉掺量为70%,混凝土力学性能达到最优。

花岗岩废石粉对砂浆强度及耐久性能的影响

针对花岗岩废石粉(granite waste powder,GWP)产量大和环境污染严重等问题,本文研究了不同球磨时间(0、10、20和30 min)下GWP的活性以及等质量取代率(0%、10%、20%和30%)对GWP砂浆宏观和微观性能的影响。结果表明:球磨30 min的GWP活性较高,达到72.98%;随着GWP取代率从10%增加至30%,砂浆的抗折强度、抗压强度和动弹模量分别下降6.31%~23.94%、3.02%~26.11%、5.35%~24.29%,砂浆的碳化深度与氯离子渗透系数分别增加20.43%~81.40%、2.31%~20.61%;GWP的加入使砂浆微观结构劣化,裂缝与孔洞增加,有害孔增加;基于建立的GWP取代率与砂浆强度及耐久性能之间的关系,GWP的最佳取代率为12.37%~21.74%,在此范围内,GWP砂浆的性能虽有一定程度的下降,但仍能保持与基准组接近的水平。对比不同取代率的GWP砂浆的能耗与经济成本,制备单位体积的砂浆每多使用10%的GWP可降低能耗107.08 MJ、经济成本46.01元。

含花岗岩石粉的水泥浆体性能试验研究

为了研究掺入花岗岩石粉对水泥浆体物理性能和力学性能的影响,本文采用将花岗岩石粉掺入水泥浆体中,通过施工和易性、轻质性和强度特性等室内试验,得到浆体的质量减少;流动性好可通过管道进行远距离泵送或者用水泥罐车运输;随着掺量的改变花岗岩石粉改性水泥浆体的无侧限抗压强度变化不大。

粉煤灰及花岗岩石粉对水工混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响研究

文中通过RCM法分析混凝土内部氯离子扩散系数的变化与发展,对水工混凝土抗氯离子侵蚀性能与矿物掺合料类别、掺量之间的关联性进行研究。结果显示,复掺粉煤灰和花岗岩石粉与单掺粉煤灰或花岗岩石粉,混凝土抗氯离子侵蚀性能均有所提升,且具有规律性。粉煤灰和花岗岩石粉对混凝土抗氯离子侵蚀性能的作用具有叠加效应,且粉煤灰和花岗岩石粉双掺的掺量为30%、40%条件下混凝土抗氯离子侵蚀性能显著提升,表明掺加粉煤灰、花岗岩石粉制备所得混凝土具有良好的抗氯离子侵蚀性能,可用于水工混凝土工程。

花岗岩石粉的性能及其与减水剂的适应性研究

通过SEM、XRD、激光粒度分析等测试方法,分析了花岗岩石粉的性能,并研究了花岗岩石粉对水泥水化热的影响及其与减水剂的适应性。结果表明:花岗岩石粉的主要化学成分为SiO_(2)和Al_(2)O_(3),主要矿物组成为石英、钠长石和微斜长石,无定形物质含量较少,粒径多分布在20~150μm之间;单掺花岗岩石粉会降低水泥净浆的水化热;复掺适量花岗岩石粉与粉煤灰可促进水泥早期(12 h、1 d)水化;花岗岩石粉与聚羧酸减水剂的适应性良好。

水泥-石灰-粉煤灰稳定废弃花岗岩石粉力学性能研究

为研究花岗岩石粉资源化利用的可行性,采用水泥、石灰和粉煤灰对花岗岩石粉进行改良处理,通过击实试验、无侧限抗压强度试验、pH值检测分析不同掺量、不同固化剂对改性花岗岩石粉力学性能的影响。得到:改性花岗岩石粉的最佳含水率降低,最大干密度升高,同为掺量为3%时,水泥改性花岗岩石粉的最佳含水率相较石灰改性花岗岩石粉降低,最大干密度却增加;浸水条件下的改性花岗岩石粉的无侧限抗压强度要低于未浸水的。水泥(石灰)改性花岗岩石粉的无侧限抗压强度随水泥(石灰)掺量的增加呈上升(下降)趋势,粉煤灰掺量改变对粉煤灰改性花岗岩石粉的无侧限抗压强度的影响近乎于0;改性花岗岩石粉的pH值要高于花岗岩石粉。

《花岗岩石粉及其复合掺合料应用技术规程》T/CECS 1168—2022标准解读

中国工程建设标准化协会标准《花岗岩石粉及其复合掺合料应用技术规程》 T/CECS1168—2022(以下简称《规程》),自2022年9月28日发布,2023年2月1日起实施。这是我国首部关于花岗岩石粉及其复合掺合料在混凝土中应用的工程建设标准。为便于读者理解和标准实施推广应用,本文介绍了《规程》编制背景和意义,并对《规程》的主要条款进行了解释和说明。

高活性超细复合掺合料制备及其混凝土性能研究

研究表明将石粉与硅灰、粉煤灰等复掺,以一定比例取代水泥,具有改善混凝土力学性能与耐久性能的优点。论文采用花岗岩石粉、炉渣、粉煤灰,通过水泥熟料、脱硫石膏为激发剂,制备一种高活性超细复合掺合料,并研究粉磨时间对掺合料性能的影响。试验结果表明,考虑掺合料活性与经济性,掺合料以花岗岩石粉:炉渣:粉煤灰=30:15:55,激活剂以熟料8%、脱硫石膏3%比例较好。

改性花岗岩石粉对水泥的性能影响

提出了一种通过改性花岗岩石粉取代水泥做水泥掺合料的方法,并分析了改性花岗岩石粉在不同取代量下砂浆的流动度、干缩率和不同龄期抗压、抗折强度,同时通过XRD,SEM对其水化微观机理进行了分析。在此基础上探讨了改性花岗岩石粉取代量对水泥性能的影响。试验结果表明:随着改性花岗岩石粉取代水泥量的增加,砂浆的干缩率逐渐降低,砂浆的流动度逐渐变大,同时,砂浆的抗压、抗折强度逐渐降低。当改性花岗岩石粉取代量在20%时,砂浆28d抗压强度42.6MPa,抗折强度8.5MPa。

等离子喷涂花岗岩粉末涂层试验

目的研究花岗岩粉末与等离子气体混合机理及涂层形成结构，研发新型涂层材料，解决花岗岩废渣对环境的污染问题．方法采用热力学与粉体理论分析花岗岩粉末特性，采用岩石学和表面分析方法研究涂层结构．结果花岗岩粉末具有多棱状结构，其矿物主要由钾长石、钠长石、石英等矿物构成，粉末颗粒尺寸在0．125—0．106mm时流动性好，涂层结构为晶体颗粒状．结论采用花岗岩可以制备热喷涂粉末，用等离子喷涂的涂层具有晶体结构，与基体结合为机械式结合．采用该方法可以喷涂花岗岩涂层，有利于花岗岩废料利用和环境保护．

高温后花岗岩能量及结构效应研究

利用MTS815电液伺服材料试验系统,研究了花岗岩在25℃~1000℃高温作用后的三轴压缩力学性能,基于D8 ADVANCE型X射线衍射仪,研究了花岗岩经不同温度加热处理产物的物相特征。结果表明:①经历不同高温作用后,岩样三轴抗压强度、轴向峰值应变与围压呈非线性二次多项式增长关系,破坏应变能与围压呈线性增长关系。②岩样三轴抗压强度、破坏应变能随温度的升高先增大后减小,呈二次抛物线关系,400℃为最大值。③石英、长石、云母三者的最大衍射强度随温度的升高先增大后减小,400℃时达到最大,结合宏观力学试验,可以推断400℃为花岗岩的阀值温度。④石英在573℃发生由α石英转变为β石英的可逆反应;长石的差热曲线在700℃~900℃出现吸热谷,结构发生了由晶态向非晶态的相转变;在997℃时,云母矿物晶格破坏羟基逸出形成钠长石,这些因素共同作用使得岩样力学性能在400℃之后随着温度的升高而逐渐劣化。

铁基超细预合金粉对花岗岩切割锯片锋利度的影响

通过测试胎体硬度、抗弯强度以及测定切割花岗岩的切割速度,分析了铁基超细预合金粉对改善胎体性能的作用,并研究了铁基超细预合金粉对干切圆锯片锋利度的影响。研究发现铁、铜、镍、锡构成的胎体中,超细预合金粉提高胎体的硬度和抗弯强度,使胎体对金刚石的包镶能力更强,从而提高胎体对金刚石的把持力,提高锯片的锋利度,并且某些情况下超细预合金粉可以完全替代钴粉而不降低锯片的锋利度。使用超细预合金粉时,含钴的和不含钴的锯片搭配较粗粒度40/45金刚石能提高切割效率;对于不使用超细预合金粉的、由铁、铜、镍和锡粉混合组成的不含钴的胎体,选择较细粒度50/60金刚石可提高锯片的切割效率。并且通过在其中添加钴粉发现,钴提高锯片的切割效率,防止锯片在切割过程中产生"烧刀"现象,并且添加钴的胎体选择较粗粒度40/45金刚石能提高切割效率。

干切花岗岩的金刚石小锯片试验研究

采用三种预合金粉末HF1、HF2、HF3混合作为锯片胎体材料,共设计了8种不同配方的金刚石小锯片进行干切花岗岩的试验,实现了金刚石小锯片在工作层高度范围内从开始到寿命结束全过程干切花岗岩。本文探讨了几种预合金胎体中金刚石参数设计的合理范围,分析了预合金粉末胎体对于干式切割锯片的作用。研究发现,铁基、铜基预合金胎体对金刚石能产生一定的冶金结合,能够提高胎体对金刚石的把持能力,使锯片在干切过程中,金刚石能够正常有效地刻取岩石。并对同一锯片做了干湿切对比,结果表明对于小尺寸金刚石锯片,干切的寿命明显高于湿切寿命,提高了锯片的利用价值。

碱激发花岗岩石粉水泥浆体性能研究

为提高花岗岩石粉作为水泥矿物质掺合料利用率,利用碱激发原理,选用水玻璃提高其活性,分析水玻璃模数、掺量对花岗岩石粉水泥净浆抗压强度和流动性能的影响,并通过XRD和SEM分析水玻璃激发花岗岩石粉活性机理。结果表明:浆体流动性随着水玻璃模数和掺量升高均呈下降的趋势,当水玻璃模数1.2~1.4,掺量3%时,对掺量30%花岗岩石粉的水泥净浆抗压强度达到64 MPa。