基于西藏火山岩微粉的复合及活性激发研究

针对西藏地区缺乏混凝土掺合料及当地火山岩结晶度较高的问题,采用火山岩微粉与石粉或/和硅灰、氢氧化钙复合,以制备性能优异的复合掺合料。使用XRD及SEM观测复合前后胶材净浆的水化产物物相组成及形貌,并测试复合前后的3、7 d和28 d的胶砂力学性能。结果表明:复合掺合料样品取代30%的水泥时具有较好的火山灰活性;火山岩微粉与石粉复合后的3 d抗折强度提高了48.7%,28 d抗压强度增长了17.2%;火山岩微粉与硅灰复合后体系残留C-H最少,结构最致密;火山岩微粉与氢氧化钙复合的28 d抗折强度提高了19.2%。文章旨在促进西藏火山岩微粉的技术开发与应用发展,有助于用其配制出活性更优的混凝土复合掺合料。

磷尾矿轻质超高强混凝土配制及其微观界面特性

该文以自制的筒压强度为7.2 MPa的800级磷尾矿轻质陶粒作集料,并通过添加适量硅粉、粉煤灰替换水泥作为胶凝材料,配制轻质超高强混凝土。研究了胶凝材料用量、轻细集料掺量以及浆集比对轻质超高强混凝土工作性能、力学性能及密度的影响,得出了最优配合比。在此基础上,采用扫描电镜-X射线能谱(SEM-EDX)和显微硬度计研究了轻质超高强混凝土微观界面过渡区的结构特征,并与普通高强混凝土比较。结果表明:随着胶凝材料用量以及浆集比的增加,坍落度、抗压强度、干表观密度均逐渐升高;而随着轻细集料掺量增加,各项性能均呈现出下降的趋势。当胶凝材料中水泥、粉煤灰、硅灰用量比例为70%、15%、15%时,其总用量为1110 kg·m^(-3),水胶比0.19,减水剂掺量1.9%,浆集比1.80,轻质集料掺量占集料总量80%,制备的轻质超高强混凝土各项性能最优,其坍落度为225 mm,28 d抗压强度达到了115.4 MPa,干表观密度为1875 kg·m^(-3)。在轻细集料的释水内养护作用下,轻质超高强混凝土的微观界面区结构较普通高强混凝土的更加致密,形成了拱壳结构,界面区内的显微硬度平均值为89.7MPa,高于水泥石基体的显微硬度,其界面过渡区宽度约为20~25μm。

硫酸钾熔盐法微硅粉制备莫来石晶须研究

以微硅粉和Al2（SO4）3，为反应物料，硫酸钾为熔盐介质，分别在800oC、900℃、1000oC和1100℃下煅烧并保温1h，溶解、过滤、烘干后得到白色疏松状莫来石粉体。利用XRD和SEM对合成粉体进行物相分析和显微形貌观察。结果表明：1000℃为合成莫来石最佳温度，合成的莫来石晶须直径为0．1～0．8μm，长度为4—5μm。同时对莫来石晶须的形成机理进行了探讨。

微硅粉在国内外应用概述

微硅粉(硅灰)是从金属硅或硅铁等合金冶炼的烟气中回收的粉尘。本文对国内外微硅粉的回收和应用在混凝土、耐火材料、水泥生产等领域的情况进行了概述,并对微硅粉市场进行了调研,在此基础上进行了市场预测和前景展望。

微硅粉和聚丙烯纤维对混凝土抗裂性研究

为使混凝土具有良好的耐久性,必须先解决混凝土的抗裂性.因此,在混凝土原材料中加入聚丙烯纤维、微硅粉、矿渣来优化混凝土的抗裂性.用试验手段和正交设计来分析不同掺量时聚丙烯纤维、微硅粉以及矿渣对混凝土抗裂性能的影响.试验结果显示:聚丙烯纤维对混凝土的性能影响尤为显著;掺入微硅粉有利于增强混凝土的抗压强度和抗抗劈裂强度;复合化使用聚丙烯纤维、微硅粉、矿渣能明显改善混凝土的后期强度;聚丙烯纤维、微硅粉、矿渣在混凝土中的最佳掺量为0.015%,7%,7%.

钢纤维活性粉末混凝土流动性影响因素研究

通过测试不同配合比钢纤维活性粉末混凝土浆体的坍落扩展度,研究微硅粉、矿渣粉以及钢纤维掺量对浆体流动性的影响。试验结果表明:钢纤维活性粉末混凝土的浆体坍落扩展度随着微硅粉掺量的增加而降低,当微硅粉掺量低于6%时,其影响不明显;其坍落扩展度随着矿渣粉掺量的增加而增大,矿渣粉掺量为15%时坍落扩展度较未掺矿渣粉的RPC浆体提高9.2%;当钢纤维掺量为2.5%时,浆体的流动度达到理想状态。

硅灰和SBL对钢纤维砂浆结构和强度的影响

采用硅灰增强和丁苯乳液增强2种方式对钢纤维-水泥基体界面过渡区进行增强,以改善钢纤维砂浆的微观结构和力学性能.测试了硅灰、丁苯乳液增强钢纤维砂浆3,28,90 d龄期的抗压、抗折强度.同时,以微观图像和理论分析研究了不同增强方式下钢纤维、水泥基体的受力与破坏特点.根据测试与分析结果,提出了刚性、柔性增强钢纤维-水泥基体界面过渡区的概念,认为硅灰刚性增强钢纤维-水泥基体界面,而丁苯乳液则柔性增强钢纤维-水泥基体界面.刚性增强界面增加了钢纤维桥接作用失效的几率;而柔性增强界面则不存在纤维失效问题,从本质上揭示了不同增强方式对钢纤维砂浆长期力学性能作用的差异性.

微硅粉增密仓料位实时监测系统的设计与实现

为解决微硅粉增密仓料位无法监测而引起输料管道堵塞的问题,针对微硅粉这一特殊介质完成了微硅粉增密仓料位在线实时监测装置的系统设计。在描述系统工作原理的基础上,完成了传感器的电路连接和系统电源设计,系统采用STC系列单片机作为控制核心,完成了单片机的外围硬件电路设计。同时通过单片机编程实现了模拟量到数字量的转换并控制料位信号通过数码管输出显示。从软硬件两个方面阐述了系统的设计过程,最终开发出一种成本低、精度高的微硅粉增密仓料位实时监测装置。

硅灰掺量对活性粉末混凝土(RPC200)性能的影响

为了解硅灰对活性粉末混凝土性能的影响，以及硅灰在活性粉末混凝土中的增强机理。通过试验分析，讨论了活性粉末混凝土中硅灰掺量变化对混凝土密度、相对密度和抗压强度等性能的影响．硅灰的微填充效应有利于提高活性粉末混凝土的密度和相对密度，而火山灰效应有利于提高其强度．当硅灰掺量约为水泥掺量的25％～35％时，可获得性能较好的RPC200．为降低成本而又不大幅度损害活性粉末混凝土的强度，超细粉煤灰等矿物掺合料替代硅灰的量不宜超过20％．

超硫酸盐水泥制备C60～C80高强混凝土的试验研究

采用超硫酸盐水泥（简称SSC）、微珠和硅灰制备C60～C80混凝土。通过改变微珠和硅灰的掺量,考察其对SSC混凝土相关性能的影响,进行了SSC混凝土力学性能、非接触收缩和微观机理方面的研究,借助扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪研究了SSC试件矿物组成。研究表明,C60～C80 SSC混凝土胶凝材料体系中,微珠的适宜掺量为10%~20%,硅灰的适宜掺量为5%～10%。适宜掺量下的微珠和硅灰对SSC混凝土工作性能和力学性能有很好的改善作用,微珠和硅灰使得体系级配更好,可提高SSC混凝土强度达10%以上。硅灰和微珠增加了试件的收缩程度,且粒径越小,收缩率越大。SSC水化产物主要由钙矾石、二水石膏、SiO2、C-S-H凝胶和少量Ca（OH）2（5%以内）组成。

基于微结构改造的水泥混凝土材料耐久性试验研究

为增强水泥混凝土材料耐久性,研究基于混凝土材料多孔特点,通过在混凝土拌制过程中掺加纳米硅灰和有机硅乳液的方法,提高混凝土材料的密实度和抗渗性能。通过测试改造前后混凝土的早期抗裂性能、氯离子渗透性能、碳化性能、抗硫酸盐侵蚀性能以及抗冻性能,来评价改造前后混凝土耐久性变化情况,并通过压汞试验绘制孔径分布曲线,从微观孔结构角度解释混凝土宏观耐久性变化的原因。研究结果表明,通过掺加纳米硅灰和有机硅乳液的方法,可以比较全面的改善混凝土材料的宏观耐久性。微观孔结构测试结果表明,由于混凝土的孔径分布曲线得到了优化,经过改造后的混凝土100 nm以下的小孔数量明显增多。研究成果为混凝土材料的应用提供参考。

微硅粉湿法制备水玻璃的热力学及工艺研究

研究了微硅粉湿法制备水玻璃的热力学及溶出工艺,考察了反应时间、反应温度、硅碱配比、液固比对SiO_2浸出率和水玻璃模数的影响。结果表明,利用微硅粉湿法制备水玻璃是可行的。其最佳工艺条件为:反应温度180℃、原料硅碱配比为2.5、液固比10 mL/g、反应时间40 min,在此工艺条件下,SiO_2浸出率为77.1%,水玻璃模数为2.3。

硅灰对钢纤维-水泥石界面黏结强度影响

通过自制模具实现了对钢纤维从水泥石基体中拔出的实验测试,得到基体混凝土中钢纤维体积掺量为0~1.2%、硅灰取代水泥质量掺量为0~12%时钢纤维拉拔荷载-位移曲线图,通过显微硬度和SEM试验,测试得到了钢纤维-水泥石界面纤维硬度及界面区微观形貌特征。在测试基础上,提出了界面黏结拉拔韧性概念,并计算得到了界面黏结强度和拉拔韧性,分析了硅灰对界面黏结强度、拉拔韧性、界面显微硬度和微观形貌特征的影响规律。研究结果表明,硅灰改善了钢纤维-水泥石界面黏结性能,使界面黏结强度提高了10.7%~44.2%;界面区显微硬度提高了7.4%~38.8%,界面最薄弱层与钢纤维表面的距离由普通混凝土的60μm缩小到40μm,且硅灰掺量越大,效果越好;硅灰使钢纤维拉拔时峰值荷载对应的位移下降了4.1%~25.9%;对于不同掺量的钢纤维混凝土,钢纤维拔出韧性的最佳硅灰掺量为6%~9%。

混掺MGO-MSF的水泥基材料的阻尼特性与微观结构

为探明混掺氧化石墨烯(MGO)和改性硅粉(MSF)对水泥基材料阻尼特性的作用机理,利用正交试验极差分析判断抗压强度的影响顺序,采用强度试验和动态热机械分析仪分别测试抗压强度和损耗因子,采用压汞仪和环境扫描电镜分别测试孔结构和微观形貌。结果表明:混掺MGO-MSF(B4)的抗压强度比单掺聚合物的水泥浆体(J1)的提高了25%~30%,而B4的损耗因子比J1的只降低了15%~20%。保持MGO∶MSF比例为1∶99时,随着掺合物总量(3%,5%,7%)增加,损耗因子呈现先上升后下降的趋势。混掺MGO-MSF促进了水化反应,使得B4形成更多的C-S-H凝胶和凝胶孔,有利于提高强度,表现为抗压强度B4>J1;同时,J1中存在大量小毛细孔,增强了减振耗能作用,有利于提高损耗因子,表现为损耗因子J1>B4。

微硅粉增密仓料位监测装置的分析

利用微硅粉增密技术可提高硅粉的自然松散密度,但由于增密装置处于密闭状态,储灰仓出灰情况无法监测而极易导致因料位超限引起的输料管道堵塞的问题。文章针对这一问题设计了以单片机和压力传感器为测试核心的微硅粉增密仓料位适时监测装置,利用压力和粉料高度的换算关系来实现粉料料位的监测,成本低、精度高,解决了微硅粉增密仓料位无可靠实用监测手段的现状。

微硅粉对水泥基灌浆材料抗压强度的影响

研究了微硅粉不同掺量与水泥基灌浆料抗压强度的关系,得到了微硅粉在水泥基灌浆料中的最佳掺量,并分析了微硅粉对改善灌浆料抗压强度的作用机理。

微硅粉悬浮液体地膜制备及其稳定性研究

为实现微硅粉的高值化应用,充分利用微硅粉中的硅、镁、钙等微量元素。实验以六偏磷酸钠为分散剂,黄原胶为稳定剂,通过单因素实验以及三因素三水平正交实验确定出微硅粉悬浮液体地膜配方以及制备工艺,采用沉降实验对不同温度、酸碱、盐体系的悬浮液的稳定性进行分析,借助流变仪、激光粒度分析仪分析流变特性、微硅粉分散性。结果表明:黄原胶、微硅粉、六偏磷酸钠添加量分别为0. 15wt%、0. 5wt%,0. 5wt%时,可得到稳定分散的微硅粉液体地膜悬浮液,悬浮液的最佳保温温度为10～30℃,保证微硅粉悬浮液体地膜悬浮液在40 d之内不产生沉淀,酸碱环境体系对高分子具有一定的腐蚀作用,降低悬浮液的稳定性,p H=7时,悬浮液体系最稳定;同时讨论了不同盐体系对悬浮液体稳定性的影响,结果表明,不同盐体系中,NH4Cl对体系的稳定性影响最小,当体系添加0.4%NH4Cl时,体系沉淀量最小,为0. 63wt%。

微硅粉对热空气硬化水玻璃砂的作用及其分析

介绍了微硅粉对热空气硬化水玻璃砂的改性作用。通过系统试验,分析了微硅粉改性、微硅粉的加入量和粒径以及其他工艺参数对热空气硬化水玻璃砂性能的影响,确定了改性水玻璃用微硅粉最佳粒径、加入量及改性方法,并通过扫描电镜对微硅粉的改性原理进行分析。

添加微米级SiO_2对气相SiO_2纳米孔隔热材料性能的影响

为了抑制气相SiO_2纳米孔隔热材料在高温下的体积收缩,以d50=0.025μm的气相SiO_2粉体,直径9μm、长度6 mm的玻璃纤维,d50=3.029μm的Si C微粉为主要原料,SiO_2微粉为添加剂,制备了气相SiO_2纳米孔隔热材料,并研究了微米级SiO_2的粒径(分别为1、5和10μm)及加入量(质量分数分别为5%、10%、15%和20%)对材料体积收缩率和热导率的影响。结果表明:添加剂SiO_2微粉的粒径越小,材料的体积收缩率越小,添加20%(w)粒径为1μm的SiO_2微粉,可以使材料在1 000℃下的体积收缩率由未加SiO_2微粉时的37.4%降低至8.9%;1μm粒径的SiO_2微粉的最佳加入量(w)为15%,此时材料在1 000℃下的体积收缩率为8.4%,热导率为0.023 W·(m·K)-1。

硅粉对混凝土高温后力学性能影响的试验研究

用硅粉替代部分水泥掺入混凝土中,对混凝土试块进行200~800℃的高温处理,再对冷却后的混凝土试块进行质量损失率测定、超声波检测、抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验和微观试验,并对试验结果进行分析和拟合。结果表明:硅粉会增加混凝土的抗压强度、脆性以及高温爆裂几率,减小高温后混凝土的质量损失率,其最佳掺量为8%,在600℃时对混凝土抗压强度的增强效果最明显;利用超声波检测法可以较准确地对高温后硅粉混凝土的抗压强度及其损失率进行预估。