浸水环境下改性氯氧镁砂浆黏结强度变化规律

为了研究经青稞秸秆灰(HBSA)改性的氯氧镁水泥砂浆(MOCM)作为西部盐湖地区普通混凝土的外防护层,抵御盐湖区卤水侵蚀从而延长混凝土服役寿命的可行性,开展了浸水环境下掺入HBSA的MOCM的黏结强度等试验研究.采用普通混凝土作为黏结基层,以混凝土基层涂刷界面剂、MOCM中掺入HBSA以及砂浆层厚度等影响因素为变量,通过黏结拉拔试验分析各因素对MOCM黏结强度的影响规律,确定最优的设计参数,通过多项式模拟以及MATLAB中网格化处理等数值模拟方法,建立氯氧镁水泥黏结强度时变模型,进一步分析了浸水环境下改性MOCM黏结强度的损伤退化规律.采用微观测试技术分析了MOCM的物相组成、官能团结构、微观形貌、元素映射等特征,揭示了HBSA对MOCM黏结性能的影响机理.结果表明,HBSA中有较多的活性SiO2,能够与MOCM中的水化产物发生二次水化反应,生成水化硅酸镁(M―S―H)凝胶,填充MOCM内部孔隙,增强密实性,提高黏结性能.厚度为18 mm、掺入HBSA,且涂刷界面剂的MOCM黏结强度最高,其在浸水环境下的黏结强度退化速率最慢,基于三次多项式的数值模型能较好地反映其黏结强度的退化规律,最优组YY-18的相关性系数R2达到0.98.

柠檬酸对竹屑-硫氧镁水泥物理性能的影响

硫氧镁(magnesium oxysulfate, MOS)水泥具有耐火性好、轻质、导热系数低和早强等优点,但其强度低,耐水性差。为了改善其性能,在MOS水泥中掺入竹屑和改性剂柠檬酸,研究了竹屑和柠檬酸对MOS水泥凝结时间、孔隙率、力学性能及耐水性的影响,并进行了X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)和电镜扫描(scanning electron microscope, SEM)。结果表明,竹屑的掺入缩短了MOS水泥凝结时间,增强了MOS水泥的力学性能和耐水性;柠檬酸的加入延长了竹屑-硫氧镁水泥(bamboo sawdust-MOS cement, BSMOSC)的水化诱导期,增长了水泥的凝结时间,并进一步提升了BSMOSC的力学性能和耐水性。竹屑和柠檬酸可分别作为填充剂和改性剂解决MOS水泥强度低、耐水性差的问题。

黄土-矿渣基新型胶结充填材料强度特性试验研究

为探究黄土-矿渣基胶结充填材料在不同水胶比及养护龄期下的力学性能、破坏模式和能量演化特征,分别对黄土-矿渣基胶结充填材料在4组水胶比和5个龄期条件下进行坍落度试验和单轴压缩试验。结果发现:随着胶结材料水胶比的增大,充填材料的坍落度和扩展度增大;材料的峰值强度与水胶比呈负线性相关关系,与养护龄期呈指数型非线性相关关系;充填材料的破坏模式整体上为剪切破坏,且水胶比越小、养护龄期越长材料破坏程度越大;胶结材料破坏过程可分为压密、弹性、裂纹稳定扩展、裂纹持续扩展和峰后破坏5个阶段。

磷酸盐水泥用于修补桥梁伸缩缝的可行性研究

为验证磷酸盐水泥(Magnesium Phosphate Cement,MPC)在桥梁伸缩缝修复中的可行性,通过MPC快硬高强砂浆的凝结时间、力学性能来评估其工作性能,通过压汞法检测MPC砂浆的孔隙结构,同时进行快速氯离子渗透试验,评估其耐久性。结果表明,MPC砂浆的抗压强度在12 h内达到最大值。其中,重烧氧化镁与磷酸二氢钾的质量比为4.0时,MPC砂浆的最大抗压强度为31.4 MPa,而普通硅酸盐水泥(Ordinary Portland Cement,OPC)制备的砂浆为4.2 MPa。同时,MPC砂浆与修补面的黏结性能更好,其拉伸黏结强度和弯曲黏结强度更高,分别为1.9 MPa和1.7 MPa,而OPC砂浆分别为1.5 MPa和1.2 MPa。除此以外,MPC快硬高强砂浆孔隙类型以空气孔隙为主,而不是毛细孔隙,因此相比OPC砂浆,MPC砂浆在电通量试验中表现出较低的渗透性。实际工程应用表明,MPC配制的快硬高强修补材料优于OPC配制的修补材料。

MPC作为无砟轨道底座板修复材料的力学性能试验评价

针对高铁无砟轨道底座板混凝土的不同损伤程度,采用磷酸镁水泥(MPC)作为修补材料,研究了修补厚度(20mm、35mm、50mm)对叠合构件力学性的影响。试验结果表明:修补厚度为20mm时,2h的极限承载力达到整浇构件承载力的87.57%;随着修补厚度的增加,叠合构件的极限承载力逐步降低,修补厚度为50mm时,其极限承载力较比修补厚度为20mm的极限承载力下降了16.64%。同时通过有限元模拟分析,其模拟结果与试验结果基本吻合。

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。

青稞秸秆灰对氯氧镁水泥砂浆粘结强度的影响

本工作研究了经青稞秸秆灰(HBSA)改性的氯氧镁水泥砂浆(MOCM)作为普通混凝土(NC)的防护层,来抵御西部盐湖地区卤水侵蚀的过程,本工作以普通混凝土作为粘结基层,分别研究了MOCM中掺入HBSA、混凝土基层涂刷界面剂以及不同MOCM厚度等因素对其粘结强度的影响。通过粘结拉拔试验确定最优的设计参数,进一步分析了盐卤侵蚀环境下HBSA改性MOCM粘结强度的损伤劣化规律。采用微观测试技术分析了MOCM的物相组成、官能团结构、微观形貌特征,揭示了HBSA对MOCM粘结性能的影响机理。结果表明,厚度为18 mm、掺入HBSA且涂刷界面剂的MOCM粘结强度最高,抵抗盐卤侵蚀的能力也最强。HBSA中有较多的活性SiO_(2),活性SiO_(2)能够与MOCM的水化产物发生二次水化反应,生成水化硅酸镁(M-S-H)凝胶,填充MOCM内部孔隙,增强其密实性,提高其粘结强度。

磷酸镁水泥-硫铝酸盐水泥复合胶凝材料的抗冻性

为改善快硬磷酸镁水泥的抗冻性,分别掺入26%、30%、34%、38%、42%硫铝酸盐水泥替代过烧氧化镁,制得磷酸镁水泥-硫铝酸盐水泥复合胶凝材料砂浆试样。对冻融循环前后砂浆试样进行了质量损失率测试、抗压强度试验、抗折强度试验、孔隙率测试、扫描电子显微镜观察与能谱分析。结果表明:硫铝酸盐水泥掺量38%、冻融循环100次的砂浆试样质量损失率最小,密实度最大,孔隙率最小;硫铝酸盐水泥掺量34%、冻融循环100次的砂浆试样抗压强度和抗折强度均高于其他试样;掺入硫铝酸盐水泥后水化产物呈颗粒状,试样结构更致密,抗冻性能显著提升。

硼泥焙烧预处理制备硫氧镁水泥

硼泥作为一种硼工业废弃物一直未得到有效利用,对环境有极大的危害。本文将高温焙烧预处理的硼泥作为原料制备硫氧镁水泥,研究了不同焙烧条件对硼泥的影响,以及硼泥焙烧温度、保温时间、硼泥焙烧产物掺量对硫氧镁水泥的力学性能、物相和微观形貌的影响。结果表明:硼泥中的MgCO_(3)于700℃焙烧温度条件下保温2 h,可分解得到较高活性MgO,此时硼泥的烧失率维持在23.50%,水合活性达到最高,为24.64%。在焙烧温度700℃、保温时间2 h、硼泥掺量质量分数为45%的条件下制备的硫氧镁水泥力学性能最优,其体积密度为1.7 g/cm 3,28 d抗压、抗折强度分别为59.0、8.0 MPa。

脱硫石膏改性硫氧镁水泥性能试验研究

研究了不同掺量烟气脱硫石膏和前期养护温度对硫氧镁水泥性能的影响。对硫氧镁水泥的力学性能进行了评估,包括抗压强度、软化系数和体积稳定性。并通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)试验来表征硫氧镁水泥的物相组成以及微观结构形貌。结果表明随着烟气脱硫石膏的掺量增加,硫氧镁水泥强度呈现降低的趋势,但耐水性能得到提升。与20℃温度养护相比,40℃的前期温度养护可提高硫氧镁水泥的抗压强度及耐水性能,提高水泥的28d抗压强度和软化系数。SEM以及XRD试验结果表明40℃温度养护可促进针棒状5Mg(OH)_(2)·MgSO_(4)·7H_(2)O(5-1-7相)相的形成,为硫氧镁水泥的抗压强度和耐水性性能的提升和改善提供了参考。

磷酸镁水泥研究进展

针对磷酸镁水泥在工程应用中需求的问题,采用文献综述的方法,研究磷酸镁水泥的研究现状、水化机理、性能影响因素及掺合料对改性磷酸镁水泥的影响,发现磷酸镁水泥具有早强、黏结性好、低温条件下稳定等优点。此外,总结了影响磷酸镁水泥性能的主要因素,探讨了掺合料对改性磷酸镁水泥的作用,指出了磷酸镁水泥在工程应用中存在的问题和今后的研究方向。

原料摩尔比对硫氧镁胶凝材料性能的影响

研究了氧化镁-硫酸镁摩尔比n(MgO)/n(MgSO4),水-硫酸镁摩尔比n(H2O)/n(MgSO4)对硫氧镁胶凝材料性能的影响及其微观机理.结果表明:固定n(H2O)/n(MgSO4)为19∶1,n(MgO)/n(MgSO4)为14∶1时硫氧镁胶凝材料力学性能最优;n(MgO)/n(MgSO4)超过14∶1后,硫氧镁胶硬化浆体中剩余MgO和Mg(OH)2的含量会增大,使硬化结构疏松,从而降低其力学性能;固定n(MgO)/n(MgSO4)为14∶1时,n(H2O)/n(MgSO4)的增大会延缓硬化硫氧镁浆体中碱式硫酸镁相的生成,造成微观结构中产生大量孔隙,从而导致其力学性能下降.

铁尾矿砂水泥基灌浆料力学性能影响因素实验研究

以抗折强度和抗压强度作为考核指标,重点研究了铁尾矿砂替代率、灌浆料水灰比以及灰砂比对铁尾矿砂水泥基灌浆料力学性能的影响规律,并通过扫描电子显微镜对硬化浆体进行微观结构分析。试验结果表明:灌浆料胶砂强度遵循骨料最紧密堆积理论,即混合砂堆积密度愈大,胶砂强度愈高;灌浆料各龄期抗压强度随水灰比的增大均呈抛物线规律变化,其最大点位于水灰比为0.29处;各龄期抗折强度与抗压强度则随灰砂比减小出现"钟形分布"的发展趋势,灰砂比值为0.9时,抗压强度最高。

利用磷石膏制备轻质材料初探

将重烧镁砂、磷酸二氢钾配制成磷酸镁胶凝材料（MKP）,再掺入适量的未经处理的磷石膏和微量引气剂,制备出了MKP基磷石膏轻质材料.研究了MKP的力学性能.在最优配合比的基础上,磷石膏掺量为25%～50%（质量分数）时,可获得性能较为理想的轻质材料.借助于XRD,SEM等测试技术,分析了磷石膏掺量与轻质材料性能的关系.

网格布增强硫氧镁发泡水泥力学性能和吸波特性研究

采用物理发泡法制备了玻纤网格布增强硫氧镁发泡水泥,对其力学性能和吸波性能进行了研究。结果表明:对于干密度在800~850 kg/m3的硫氧镁发泡水泥,玻纤网格布可有效提高材料的抗折强度,而抗压强度基本保持不变;当玻纤网格布为3层/cm时,材料的电磁波吸收效果较好,而厚度的增加可进一步改善材料的吸波性能。对材料进行双层夹膜结构设计,当总厚度为8 mm,夹膜阻值为400Ω/时,在2.6~18 GHz的吸收量均低于-10 d B。通过玻纤网格布的增强和双层夹膜设计,实现了硫氧镁发泡水泥在保持较好力学性能的同时对吸波性能的改善。

碳纳米管增强镁基复合材料长径比对力学性能影响的有限元分析

建立复合材料中（镀铜）碳纳米管增强镁基复合材料空间轴对称分析模型,直接采用有限元法研究长径比对纳米复合材料的力学性能的影响。研究表明,长径比较高时,增强基应力集中程度较高,饱和应力范围较大,说明提高长径比可以提高应力传递效率,有利于增强基高弹性模量的发挥;随着长径比的提高,复合材料整体弹性模量增大,当长径比超过临界值后整体弹性模量趋于稳定;对于碳纳米管增强镁基复合材料,长径比临界值为45,弹性模量的临界值为49GPa。

秸秆形态和掺量对硫氧镁水泥基秸秆轻质复合材料性能的影响

农业剩余物秸秆的再生利用问题一直是研究的热点。以硫氧镁水泥为基体,玉米秸秆为增强相,研究了秸秆的形态和掺量对硫氧镁水泥基秸秆复合材料力学性能、耐水性能、表观密度的影响规律,并选出秸秆最优形态和掺量,为进一步探索硫氧镁水泥基秸秆复合材料的发泡研究提供了理论依据。研究结果表明:秸秆的形态和掺量对复合材料的性能影响较大,综合力学性能、耐水性能、表观密度的试验结果,最终确定秸秆长度为2~3 cm,秸秆掺量为氧化镁质量的6%为秸秆的最佳形态和掺量。

复合改性硫氧镁水泥的性能研究

目的研究当总掺量不同时,复合改性硫氧镁水泥的物相组成、抗压强度及耐水性能,提出提高和改善硫氧镁水泥力学性能和耐水性能的方法.方法按材料用量的不同进行硫氧镁水泥基本配比试验;制备复合改性硫氧镁水泥;利用扫描电镜和X光谱衍射进行微观分析.结果硫氧镁水泥的抗压强度达到最大时的基本配比:质量分数为30%,固液比为1.2,粉煤灰掺量为30%;复合酸总掺量取2%,草酸质量与柠檬酸质量比为1∶3的配比时,硫氧镁水泥28 d的抗压强度为72.5 MPa左右,是不添加改性剂硫氧镁水泥的2倍多;复合酸使水泥软化系数在0.95以上,微观分析确定新物相为5Mg(OH)_2·MgSO·7H_2O.结论加入复合酸使水泥内部更加密实,孔隙率降低,抗压强度提高,并表现出较好的耐水性能和力学性能;新物相的生成是复合改性硫氧镁水泥耐水性能和力学性能显著提高的主要原因之一.

硫、氯氧镁混合胶凝体系凝结硬化性能及微观结构

为了改善镁质胶凝材料的性能,结合硫氧镁水泥和氯氧镁水泥两个体系的特性,制备了硫、氯氧镁混合胶凝体系。通过测试凝结时间、抗压和抗折强度对混合体系的凝结硬化性能及耐水性进行了研究,利用XRD、SEM和EDS分析表征手段对混合体系水化产物的物相组成、元素分布及微观形貌进行了分析。结果表明:溶液中氯化镁质量分数增加,浆体的凝结时间延长,当氯化镁质量分数大于70%,凝结时间缩短。与硫氧镁水泥和氯氧镁水泥相比,混合体系的抗压强度降低、抗折强度稍有增加,浸泡28 d后表现出了良好的耐水性。XRD和SEM数据表明:晶体之间没有形成连结力强的连续结构,使混合体系的力学性能降低。浸水后水化产物微观形貌的改变是混合体系耐水性增加的主要原因。

不同矿物掺合料对改性硫氧镁水泥性能影响的研究

为探究矿物掺合料对改性硫氧镁水泥的影响及作用机理,分别将不同掺量的粉煤灰、矿粉掺入改性硫氧镁水泥中,对其力学性能、耐水性和耐酸性进行测试,并结合X射线衍射和扫描电镜对其物相组成及微观形貌进行表征和分析。研究结果表明:粉煤灰的掺入会提高改性硫氧镁水泥的3 d强度,但后期强度有所下降,当粉煤灰掺量大于20%(质量分数)时,其28 d抗压强度相较于基准组损失了14.7%;掺入矿粉对改性硫氧镁水泥的前期强度影响较小,并导致后期强度下降,当矿粉掺量为30%~40%(质量分数)时,水泥的28 d强度损失率高达17.3%。适量的粉煤灰与矿粉均能够提升改性硫氧镁水泥的耐水性和耐硫酸腐蚀性,其中水泥的耐硫酸腐蚀性随着粉煤灰掺量的增加而增强,耐硫酸腐蚀效果最好时矿粉掺量为20%。