超细矿渣粉在混凝土中的应用研究

从超细矿渣粉的减水机理、活性改善机理以及与其他外掺料的复合效应出发,开展超细矿渣粉用于普通混凝土和混凝土预制构件的应用研究。结果表明,超细矿渣粉可显著提高混凝土强度,且耐久性优良,并能促使混凝土预制构件实现免蒸养,其经济效益显著,市场前景广阔。     

基于正交试验的小掺量超细石灰石粉对混凝土抗压强度的影响分析

采用正交试验的方法对小掺量超细石灰石粉混凝土抗压强度进行试验研究,讨论了超细石灰石粉取代率、细度和取代成分三因素三水平对混凝土各个龄期的抗压强度的影响规律。试验结果表明:通过极差分析可知,各因素对小掺量石灰石粉混凝土各个龄期的抗压强度影响程度的主次顺序为:超细石灰石粉取代率超细石灰石粉取代成分超细石灰石粉细度,有利于混凝土抗压强度发展的最优配合比为A3B1C1;通过方差分析可知,超细石灰石粉取代率对混凝土抗压强度有一定影响,超细石灰石粉细度及取代成分对混凝土抗压强度无显著影响;兼顾抗压强度和经济因素的最优配合比为A3B2C1,即超细石灰石粉取代率为10…%,超细石灰石粉细度为45…μm,超细石灰石粉取代成分为水泥。     

掺煤矸石泡沫混凝土制备及力学性能

将粉磨之后的煤矸石掺入混凝土中制备了煤矸石泡沫混凝土,并研究了煤矸石的粉磨时间一定时煤矸石的掺量,以及煤矸石掺量固定时煤矸石的粉磨时间对掺煤矸石泡沫混凝土的体积密度、扩展度和抗压强度的影响.结果 表明,水料比为0.37时,煤矸石对泡沫混凝土的体积密度无明显影响.水料比为0.27时,掺煤矸石泡沫混凝土的体积密度随煤矸石粉掺量的增加先减小后增加.泡沫混凝土的抗压强度随着材料的水料比以及煤矸石掺量的增加而降低.此外,泡沫混凝土的抗压强度随着煤矸石粉磨时间的增加而先增加后降低,粉磨时间为75 min时,其抗压强度最大.     

煅烧煤矸石粉对混凝土工作性和强度的影响

将小于5 mm方孔筛的未燃煤矸石颗粒以不同温度、不同粉磨时间为间隔取点煅烧及粉磨,分别以30％取代水泥,以胶砂强度较高者确定煤矸石最佳的煅烧温度和粉磨时间.在此基础上采用正交试验,研究煅烧煤矸石粉、粉煤灰和矿粉复掺的相容性及对混凝土工作性和强度的影响.结果表明,清河门矿未燃煤矸石最佳煅烧温度750℃、最佳粉磨时间3 min;煅烧煤矸石粉、粉煤灰和矿粉之间的不同品种复掺对混凝土拌合物工作性影响特别显著,对7d强度影响显著,对28 d强度影响不明显.而掺量比例对工作性和28 d强度影响不明显,对7d强度有一定影响.煅烧煤矸石粉与粉煤灰复掺的相容性最好,二者复合使用,既能改善混凝土拌合物工作性,又能保证混凝土7d和28 d强度.     

自燃煤矸石掺合料与高效减水剂相容性研究

自燃煤矸石易粉磨,比表面积较大、吸附水较多、表面能较高,若不与具有表面活性的高效减水剂复掺,很容易形成絮凝结构,降低水泥浆的流动性,不仅不能满足预拌混凝土的泵送要求,也影响硬化混凝土强度.本文首先采用胶砂对比试验,分别将不同粉磨时间的自燃煤矸石粉30％取代水泥,以自燃煤矸石-水泥胶砂强度较高者确定粉磨时间;在此基础上,选择自燃煤矸石粉掺量、减水剂品种和掺量为影响因素,通过正交试验研究自燃煤矸石粉与两类不同减水剂的相容性.结果表明,自燃煤矸石作混凝土掺合料经济粉磨时间为4～6 min,与两类减水剂相容性程度为:聚羧酸系＞奈系.自燃煤矸石粉无论与哪类减水剂双掺,建议自燃煤矸石粉掺量≤15％,而聚羧酸系减水剂掺量≤0.43％,奈系减水剂掺量≤0.8％.     

煤矸石对泡沫混凝土孔结构的影响

本文将粉磨之后的煤矸石替代部分水泥掺入到混凝土中,通过物理发泡工艺制备煤矸石泡沫混凝土。采用FiJi-imageJ图像分析技术等对泡沫混凝土的孔径分布、平均孔径、气孔直径等进行表征,分析了煤矸石改善泡沫混凝土成孔的原因以及煤矸石粉磨粒径对泡沫混凝土抗压强度的影响。结果表明:当掺入粒径为45 μm的煤矸石粉时,泡沫混凝土的强度随着掺量的增加逐步下降,而掺入粒径为15 μm的煤矸石粉时,强度则随掺量的增加呈先上升后下降的趋势;在调节孔结构方面,粒径为45 μm的煤矸石粉优于粒径为15 μm的煤矸石粉,并在50%(质量分数)掺量下达到最优效果。     

石灰石复合超细矿物掺合料对混凝土工作性和强度影响的研究

研究了石灰石复合超细矿物掺合料对混凝土工作性和强度的影响.结果表明:在坍落度相近的情况下,混凝土的用水量随着石灰石粉掺量的增加而降低,石灰石粉可减少混凝土的用水量,降低水胶比,同时也保证了混凝土的工作性;复合矿物掺合料所选用低等级粉煤灰和石灰石粉的比例宜为2:8;当水泥用量为288kg/m3,复合矿物掺合料为192 k...     

超细矿渣粉及可再分胶粉对透水混凝土的性能影响究

本文研究了超细矿渣粉和可再分胶粉的掺量以及胶凝材料总量对透水混凝土抗压强度、孔隙率及透水系数的影响。试验结果表明:当胶凝材料总量为410kg/m~3,超细矿渣粉内掺10%,可再分胶粉外掺2%的情况下,透水混凝土28d的抗压强度可达到35.6MPa,孔隙率、透水系数分别为1.73mm/s、18.4%。     

掺超细粉煤灰蒸养混凝土试验研究

本文主要采用对比试验研究的方法，对粉磨和活化处理后的超细粉煤灰进行粉煤灰掺量、用水量和高效减水剂掺量对蒸养混凝土抗压强度影响的探讨，并介绍了其长期强度的发展规律。试验结果表明：与基准组蒸养混凝土相比，掺超细粉煤灰蒸养混凝土具有更优良的力学性能、更好的耐久性、更好的经济性。     

冻融作用下活化煤矸石粉混凝土损伤劣化规律

为促进寒冷地区煤矸石在混凝土中的应用,通过机械-微波方式对煤矸石进行复合活化,从表观形貌、质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度和劈裂抗拉强度等方面对煤矸石粉混凝土的损伤劣化规律进行了研究,并使用扫描电子显微镜、核磁共振波谱仪和X射线衍射仪等研究了活化煤矸石粉对混凝土抗冻性能的改性机理。结果表明:20%(质量分数)掺量下活化煤矸石粉对混凝土抗冻性能改善效果最好,且经300次冻融循环后,质量损失率和相对动弹性模量分别为2.32%和91.32%,抗压强度和劈裂抗拉强度分别下降了16.40%和26.12%;活化煤矸石粉能填充、细化孔隙,且其二次水化能消耗水泥水化产物Ca(OH)₂,产生C-S-H和C-A-S-H,提升水泥石密实程度,改善孔结构,使大孔占比减少。     

自燃煤矸石粉对混凝土耐久性的影响

从抗氯离子渗透性能、抗碳化性能、以及干缩性能三个方面研究了自燃煤矸石粉对混凝土耐久性能的影响.研究发现:掺自燃煤矸石粉混凝土的抗氯离子渗透能力较高;当煤矸石粉掺量在20％时,对混凝土的碳化略有改善,当混凝土强度大于50 MPa,煤矸石掺量小于40％时,其碳化深度小于8mm;随胶凝材料的增加,混凝土干缩增大,当自燃煤矸石粉掺量为20％时,混凝土干缩值最小.     

掺合料对混凝土早期碳化深度影响的试验研究

通过自然暴露环境条件下掺合料混凝土的早期碳化试验,分析了粉煤灰掺量、矿渣掺量、煤矸石掺量对单掺混凝土碳化深度的影响规律,探讨了双掺掺合料对混凝土碳化深度发展规律的交互作用,并基于试验数据建立了掺合料碳化速度影响系数的表达式。结果表明：单掺粉煤灰掺量小于15%时混凝土的碳化深度略有减小但掺量超过15%后碳化深度随粉煤灰掺量的增加而增加,单掺矿渣混凝土的碳化深度随矿渣掺量的增加而增加,单掺小于20%的煤矸石使混凝土早期抗碳化性能提高但掺入超过30%的煤矸石后混凝土碳化深度明显增加;随着粉煤灰掺量的增加,双掺粉煤灰和矿渣、双掺粉煤灰和煤矸石的混凝土碳化深度增加,在粉煤灰混凝土中掺入25%矿渣或20%煤矸石后混凝土的碳化深度变化较小;在煤矸石混凝土中掺入25%~40%的矿渣时混凝土的碳化深度无明显变化但再掺入超过40%的矿渣时碳化深度明显增大,在矿渣混凝土中掺入20%煤矸石后混凝土的碳化深度增长约40%。     

煤矸石粉的改性及其对SBS力学性能的影响

为进一步改善超细煤矸石粉的表面活性,利用具有偶联和润滑作用的聚合助剂Wy1502对超细煤矸石粉进行表面改性,采用混炼工艺制备了SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)/超细煤矸石粉复合材料。通过傅立叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)、力学性能和熔体流动性测试等手段对粉体结构和复合体系的性能进行了分析。结果表明,助剂Wy1502与超细煤矸石粉间能形成化学结合,并有效阻止粉体颗粒的团聚;改性后超细粉体与SBS界面相容性改善,使材料力学性能明显提高,加工性降低,热稳定性提高。     

煤矸石水泥复合体系需水性研究

具有火山灰活性的自燃煤矸石可以作为水泥混合材料使用,但增大自燃煤矸石掺量会引起水泥标准稠度需水量增大等问题.本课题通过对自燃煤矸石细度、颗粒级配、比表面积、孔径分布、表面形态的分析,研究自燃煤矸石水泥复合体系需水量的影响因素.试验分别掺加石灰石粉、矿渣、粉煤灰、硅灰四种矿物外加剂,研究矿物外加剂对自燃煤矸石水泥复合体系需水量的改善作用.研究发现,自燃煤矸石颗粒孔隙率较大、表面形态粗糙是造成自燃煤矸石水泥复合体系需水量大的主要原因;以单掺30wt％自燃煤矸石的煤矸石水泥复合体系的需水量为参照量,复掺5wt％硅灰可明显降低自燃煤矸石水泥复合体系需水量,体系标准稠度需水量降低约9.8％.     

自燃煤矸石全轻混凝土拌合物坍落度经时损失试验研究

为了实现大流动性自燃煤矸石全轻预拌混凝土在工程中的普及应用,拌合物坍落度经时损失的研究尤为重要.本文首先对萘系和聚羧酸系两个品种减水剂进行了坍落度经时损失的对比试验,结果表明聚羧酸系较萘系对自燃煤矸石集料配制的混凝土有更好的适应性,且减水剂掺量少、减水率高,经时损失少.接下来通过单掺羧甲基纤维素、粉煤灰及引气剂,研究其对坍落度经时损失的影响.试验结果表明,复合使用聚羧酸系减水剂与引气剂,能更有效地控制混凝土拌合物坍落度的经时损失且使其具有良好的工作性.研究结果为自燃煤矸石全轻预拌混凝土在工程中的应用提供了参考.     

煤矸石粉填充硫化天然橡胶性能的研究

对废弃煤矸石进行超细粉碎、焙烧,用环氧化天然橡胶(ENR)进行表面处理,然后与硫化天然橡胶(NR)充分混炼,对混炼胶表观交联密度、补强性能、应用性能、动态力学性能等进行了测定。试验结果表明,超细煤矸石粉对NR具有较好的补强性能和分散性。经过ENR改性处理后的煤矸石粉其性能更好,完全可以作为补强填料取代或部分取代炭黑。     

钢渣矿渣复合对海工混凝土耐久性影响的试验研究

通过胶砂试验、混凝土抗氯离子渗透试验和混凝土抗硫酸盐侵蚀试验,研究了钢渣粉与矿渣粉复合掺入对混凝土海工耐久性能的影响.试验结果表明:钢渣粉和矿渣粉具有很好的复合强化效应,复合掺入后对混凝土抗氯离子渗透和抗硫酸盐侵蚀性能都有较好的改善作用.综合考虑钢渣矿渣的活性、混凝土的海工耐久性以及钢渣利用的最大化,海工混凝土中钢渣矿渣复合掺入的总量,可控制在胶凝材料总量的40％～50％,矿渣与钢渣的比控制在6∶4左右.这样可保证钢渣掺量较大的同时,混凝土的海工耐久性亦得到有效提升.     

阜新粉煤灰-煤矸石制备加气混凝土砌块研究

介绍了辽宁阜新发电厂产生的粉煤灰及海州矿产生的煤矸石的基本性质.经过对本地区自燃煤矸石进行的大量试验与分析,得出该地区的粉煤灰、自燃煤矸石可以作为配置加气混凝土砌块的搀和料.掺入的细磨煤矸石粉能均匀分布在粉煤灰加气混凝土砌块中,并与水化产物紧密胶结,并起到加气砌块抵抗干收缩的作用,随着细磨煤矸石粉掺量由10％增至30％,粉煤灰加气混凝土砌块的强度有所下降,干燥收缩减小,但碳化性能变化不大.     

煤矸石的复合活化及制备高强地质聚合材料

以煤矸石为原料,首先以不同温度、不同粉磨时间为间隔取点煅烧及粉磨,分别以30％掺量掺入水泥,以水泥胶砂强度最高确定煤矸石最佳的煅烧湿度和粉磨时间区间.在此基础上,分别以煅烧温度、粉磨时间和激发剂配体掺量作为煤矸石热、机械和化学活化的参数,采用正交设计,以煤矸石、矿渣和粉煤灰为主体材料、水玻璃和氢氧化钾为配体,制备地质聚合材料.研究结果表明,煤矸石经过复合活化,大掺量制备高强地质聚合材料是可行的.SEN表征煤矸石-矿渣-粉煤灰地质聚合材料整体结构致密,有大量凝胶,以及表面光滑的粉煤灰和钙铝黄长石颗粒.建立了煤矸石复合活化参数与地质聚合材料强度之间的回归方程.     

预拌混凝土中双掺粉煤灰和矿渣粉的研究与应用

粉煤灰和矿渣粉双掺于预拌混凝土中,可以改善混凝土的性能、节约资源、降低混凝土成本。本文以C30混凝土为例,研究了复合掺合料对混凝土性能的改善效果。试验结果表明,在同样用水量条件下,掺复合掺合料的混凝土的工作性、强度和耐久性都优于基准混凝土。