基于正交设计的大流动性自燃煤矸石全轻混凝土试验研究

为了实现大流动性自燃煤矸石全轻混凝土的配制要求,采用正交试验分析了粉煤灰取代率、减水剂掺量、砂率3个配合比因素对自燃煤矸石全轻混凝土拌合物工作性及硬化强度的影响.研究结果表明:粉煤灰取代率对拌合物工作性及硬化强度的影响最显著,其次是减水剂掺量和砂率.用粉煤灰取代率15％、减水剂掺量0.72％、砂率42％为参数进行配合比设计时,可使设计强度为C20的自燃煤矸石全轻混凝土在保持拌合物粘聚性和保水性良好的前提下,既实现预拌混凝土大流动性的目标(H＞160 mm),又保证了硬化混凝土具有较高的强度.研究结果对进一步探索预拌全轻混凝土提供了理论参考.     

煤矸石掺合料的制备及对高强混凝土性能影响

通过研究未燃煤矸石的煅烧温度、恒温时间以及细度对煤矸石-水泥胶砂强度的影响,制备煅烧煤矸石矿物掺合料,并检验胶砂流动度。在此基础上,研究热活化煤矸石掺合料(包括煅烧和自燃煤矸石两种)与其他掺合料复掺的品种、比例以及减水剂掺量对高强混凝土工作性和强度的影响。结果表明:热活化煤矸石粉与硅灰复掺,在高效减水剂共同作用下,配制预拌高强混凝土可行。热活化煤矸石与硅灰复掺,混凝土7 d、28 d抗压强度都明显高于粉煤灰和硅灰复掺。其中掺合料复掺品种及掺量对高强混凝土7 d抗压强度影响非常显著,随着热活化煤矸石粉掺量的递增,混凝土强度明显递增。复掺品种对混凝土28 d劈拉强度影响显著。热活化煤矸石与硅灰复掺对新拌混凝土坍落度的改善不及粉煤灰与硅灰复掺,但能满足预拌混凝土大流动性的施工要求。     

大掺量粉煤灰自密实高强混凝土

研究了大掺量粉煤灰条件下，混凝土拌合物水胶比、用水量和粉煤灰用量对混凝土的流动性、自密实性及强度的影响。经试验证明，通过掺加高效减水剂，用优质粉煤灰代替部分水泥、砂及石子，以增大粉煤灰用量，可以配制出自密实高强混凝土。在高效减水剂与粉煤灰的共同作用下，混凝土拌合物的流动性可得到更大改善。     

高强粉煤灰混凝土的抗炭化性能研究

为了研究了粉煤灰掺量对混凝土耐久性的影响,进行了试验研究,考察了粉煤灰等量取代水泥对混凝土强度的影响.粉煤灰对混凝土炭化性能的影响以及粉煤灰对混凝土碱度的影响.研究结果表明:掺入粉煤灰和高效减水剂配制的高性能混凝土,随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的碱度降低;在50%掺量范围内,混凝土的最低pH值为11.7,钢筋不发生锈蚀,高强粉煤灰混凝土在标准条件下炭化28 d后的炭化深度为0.     

粉煤灰对高性能混凝土工作性的影响研究

研究了粉煤灰掺量对混凝土工作性的影响,研究结果表明,在40%掺量范围内,随着粉煤灰掺量的增加混凝土的流动性增大,掺入粉煤灰能明显改善混凝土坍落度的经时损失。还分析了粉煤灰对混凝土工作性的影响机理。     

纳米碳酸钙改性超细水泥注浆材料研究

研制了一种低粘度超细水泥复合浆液,以满足深井井筒微裂隙注浆堵水的要求。以超细水泥,纳米碳酸钙,减水剂和超细粉煤灰为试验材料,采取正交试验,研究了在不同水灰比,纳米碳酸钙掺量,减水剂和超细粉煤灰掺量的条件下,浆液的黏度、析水率、凝结时间和结石体抗压强度的变化规律。结果表明:随着水灰比增大、超细粉煤灰和减水剂掺量增加,黏度降低;随着纳米碳酸钙掺量增加,黏度先降低后小幅度升高;随着水灰比增大、超细粉煤灰和减水剂掺量增加,析水率有不同程度的增加;随着纳米碳酸钙掺量增加,析水率先增大后减小;随着纳米碳酸钙掺量增加,初凝和终凝时间都是先增大后减小,随着水灰比增大、超细粉煤灰和减水剂掺量增加,初凝和终凝时间都有不同程度的增大;水灰比增大,结石体28d抗压强度减小,随着纳米碳酸钙掺量增加,结石体28d抗压强度先增大后减小,超细粉煤灰掺量增加使28d抗压强度略有减小,减水剂对28d抗压强度影响很小,可忽略不计。     

复掺矿物掺合料混凝土碳化试验研究

对复掺矿物掺合料混凝土快速碳化进行了试验研究,考察了水胶比、矿物掺合料掺量、掺合料种类及掺合料之间的比例等因素对混凝土碳化深度的影响,分析了矿物掺合料复掺时对混凝土碳化性能的影响.结果表明:水胶比越大,混凝土碳化深度越大;混凝土碳化深度随着矿物掺合料掺量的增加而增大;单掺粉煤灰、矿渣对混凝土抗碳化性能是没有明显改善;当粉煤灰、矿渣复合使用时,混凝土的抗碳化性能随着粉煤灰掺量的增加、矿渣掺量的减少而降低;当粉煤灰与硅灰复合使用时,混凝土的碳化深度随硅灰掺量的减少、粉煤灰掺量的增加而降低.     

大掺量粉煤灰混凝土早后期强度的试验研究

采用粉煤灰、水泥、砂石,掺加一定量的高效减水剂FDN,利用正交设计方法安排试验。在数据分析中采用极差分析法和方差分析法,分析水胶比、粉煤灰掺量等四个因素对混凝土28d强度的影响程度。结合试验过程中拌制混凝土的和易性、坍落度和对混凝土工作性能的影响,选出混凝土配合比的最佳组合,并探求其应用于混凝土的可行性。     

掺铁尾矿蒸压混凝土的性能

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。将铁尾矿替换河砂来制备蒸压混凝土，分析了水泥用量、粉煤灰用量、铁尾矿砂掺量和减水剂用量对蒸压混凝土流动性和抗压强度的影响。将混凝土进行蒸压养护处理，分析不同蒸压时间作用下混凝土的水化机理。结果表明：综合考虑经济性和试样抗压强度，选择水泥用量为551 kg/m³、铁尾矿砂掺量为20%、粉煤灰用量为225 kg/m³和减水剂掺量为0.20%，在上述综合指标作用下，测定混凝土的抗压强度为61.13 MPa。蒸压时间长更能激发铁尾矿砂内部矿物成分的活性，使得混凝土内部的水化反应更彻底，生成的晶体、凝胶的含量也越多，这有效提高混凝土的强度。     

改性镁渣基充填材料的性能评价及其孔结构演变规律研究

工业产生的固废所造成的环境污染问题是实现清洁生产的主要阻碍。为实现可持续发展,将镁渣(MS)和粉煤灰(FA)回收作为胶凝材料,再与尾砂(TL)混合,制成一种可用于采矿工程中的膏体充填材料,研究了不同粉煤灰掺量和尾砂含量充填体的流变特性、力学性能和孔结构演变。结果表明:(1)随着粉煤灰掺量增加,微型坍落度值先增大后减小,粉煤灰掺量为20%时,充填体的流动性最好。(2)单轴抗压强度随养护龄期和粉煤灰掺量的增加而增加,随尾砂含量增加而降低,低粉煤灰含量的充填体在早期强度发展缓慢,而高粉煤灰掺量的充填体早期强度发展较快。(3)临界孔径和孔隙率随着粉煤灰掺量的增加而减小,掺量越大临界孔径减小的幅度越大,随着尾砂含量增加,临界孔径和孔隙率逐渐增大。     

掺超细循环流化床粉煤灰的水泥性能试验研究

通过对新拌水泥浆体的流变特性和水泥胶砂强度的测定,结合MIP与SEM等微观测试手段,研究了超细循环流化床粉煤灰(UCFA)对不同掺量循环流化床粉煤灰(CFA)水泥物理性能和力学性能的影响。结果表明:单掺CFA水泥的需水量较大,流动性差,强度下降明显;而用5%UCFA(最佳掺量)部分替代CFA,相比于单掺CFA水泥,需水量相应减少,流动度增加,水泥浆体的屈服应力τ₀和塑性黏度η值均有所减小,浆体的工作性能得到明显改善。30%粉煤灰掺量的水泥3 d强度提高6%;60%粉煤灰掺量的水泥28 d强度提高5%,达到32.5等级水泥要求;UCFA的掺入能够促进CFA水泥生成更多的钙矾石和C-S-H凝胶,改善硬化水泥浆体的孔隙结构,提高水泥强度。     

减水剂类型对细尾砂充填料浆流动性及强度的影响

采用聚羧酸、三聚氰胺以及萘系三种类型的减水剂，开展了减水剂在不同掺量下细尾砂充填料浆流动度、流变及强度试验，研究了减水剂类型和掺量对充填料浆流动度、屈服应力、塑性粘度、表观粘度、触变性及充填体强度的影响规律。研究表明:减水剂的掺入可以显著提高料浆流动度，降低屈服应力和表观粘度。减水剂对料浆塑性粘度的影响相对较小。此外，料浆触变性随减水剂掺量的增加呈现出先增强后减弱的变化趋势。相比三聚氰胺、萘系减水剂，聚羧酸减水剂对料浆流动性能的改善效果更优。一定充填浓度下，减水剂的掺入会降低充填体早期强度，但对充填体中后期强度影响较小，甚至略有提高。     

粉煤灰掺量对煤矸石骨料混凝土性能影响研究

为探讨粉煤灰作为矿物掺合料对煤矸石骨料混凝土性能的影响,在制备煤矸石骨料混凝土试件时,掺入0%、15%、25%、35%、50%的粉煤灰来取代等量的水泥,进行抗压强度、碳化性能及干燥收缩性能试验研究。结果表明,煤矸石混凝土的抗压强度随粉煤灰掺量的增加而有所降低,且均低于未掺粉煤灰时的混凝土抗压强度,但当掺量为15%时,煤矸石混凝土的90 d抗压强度超过同龄期未掺粉煤灰时的混凝土强度;当粉煤灰掺量不超过35%时,对煤矸石混凝土的碳化性能影响不大,粉煤灰掺量达到50%时,煤矸石混凝土的抗碳化能力降低明显;随粉煤灰掺量的增加,煤矸石骨料混凝土的干燥收缩性能得到改善,50%粉煤灰掺量时干燥收缩率最小。试验表明,适量掺入粉煤灰能改善煤矸石骨料混凝土的后期强度及干燥收缩性能,且对碳化性能影响不大,这为煤矸石骨料混凝土掺粉煤灰的应用提供了试验依据。     

发泡剂用量对粉煤灰泡沫混凝土强度影响

为了制备适用于采空区充填的泡沫混凝土,探索发泡剂用量对粉煤灰泡沫混凝土抗压强度的影响规律,通过室内试验制备了发泡剂用量分别为3%、6%、9%的粉煤灰泡沫混凝土试块,并进行单轴压缩试验。结果表明:实验制备密度为513.6 kg/m3的粉煤灰泡沫混凝土,当增大发泡剂用量时,泡沫混凝土的峰值强度降低,其弹性模量出现较大幅度降低,对应达到峰值强度的应变增大。随着加载速率的降低,试块峰值强度有小幅度提高。说明发泡剂用量为3%时粉煤灰泡沫混凝土强度最高。     

碱激发赤泥基可控低强度材料的制备与性能研究

以赤泥、粉煤灰以及矿粉为原材料,NaOH 为激发剂、聚羧酸减水剂为分散剂制备了可控低强度材料,研究了不同赤泥、粉煤灰配比下材料的工作性能和力学性能。当赤泥与粉煤灰的质量比为 2 ∶ 1、矿粉的掺量为 10%, NaOH 掺量为 1. 5%时,拌合物流动度最高为 236 mm,试件 28 d 的无侧限抗压强度最大为 6. 5 MPa,满足可控低强度材料的规范要求。利用 XRD、FTIR、SEM 探究了可控低强度材料的矿物组成、微观结构,结果发现赤泥、粉煤灰以及矿粉在 NaOH 作用下水化形成了 C—S—H、钙矾石(AFt)以及少量水化硫铁酸钙、C₄AF;材料的强度发展与水化产物的絮状、蜂窝状以及片状结构密切相关。研究结果为工业固废在可控低强度材料领域的规模化应用提供了新的技术途径。     

矸石粉替代粉煤灰膏体充填材料性能研究

针对传统煤矿膏体充填材料对粉煤灰的需求量较大、成本较高的问题，研究矸石粉替代粉煤灰作为辅料时的膏体充填材料性能，采用正交试验方法以及MATLAB进行线性回归预测和3D可视化模型的建立，分析水掺量和水泥掺量对膏体充填材料流动性和力学性能的影响规律。试验结果表明：随着水泥掺量的增加，充填料浆流动性缓慢下降，同龄期抗压强度也持续缓慢增加，且1～3d变化较明显，3～28d变化较小|水掺量是影响流动性的主要因素，尤其是对充填料浆的扩展度的影响最为明显，随着水掺量的增加，同龄期抗压强度在显著减少，且龄期越长，结果越为明显。综合分析得出最优配比为15%水泥掺量，23%水掺量的充填材料，既满足充填强度要求也满足膏体的流动性要求。     

尾矿砂膏体充填材料毛细吸水特性试验研究

采用ISAT法与吸水动力学法测试膏体充填材料的毛细吸水特性与孔结构变化情况,结果表明:增大粉煤灰与水泥用量均能降低膏体充填材料的表层毛细吸水性,且粉煤灰的效果更显著;增大粉煤灰与水泥用量均能降低充填体的平均毛细孔径;水泥用量增加,尾砂充填体的孔径均匀性系数减小,且均匀性系数随粉煤灰掺量的增加先增大后减小;确定粉煤灰最优掺量,适当增大水泥用量,能够优化膏体充填材料的孔结构,保证其耐久性能。     

添加矿粉对灌浆材料流动性影响

流动性是灌浆材料的主要指标之一,其影响因素除减水剂的用量和水灰比外,添加矿粉也会起很大的作用。本研究在确定了水灰比和聚羧酸高效减水剂掺量的情况下,研究石灰石、硅灰和粉煤灰等等量取代水泥时,其对灌浆材料流动性影响,发现石灰石随掺量的增大和粒度的减小,能大幅度提高灌浆材料的流动性;硅灰和粉煤灰在一定掺量范围内对灌浆材料的流动性的提高也有一定的作用。本研究并对各种矿粉改善浆体流动性的机理进行了分析。     

钢渣胶凝体系下矿山充填料的流动性研究

讨论了在无熟料钢渣胶凝材料体系下,矿山充填料流动性的主要影响因素。料浆流动性试验结果表明掺加粉煤灰能明显改善体系的流动性,在一定范围内浆体流动性随着粉煤灰掺量增大而增大,掺量为15%的粉煤灰流动度最高达到220 mm;矿渣对充填料浆体流动性的改善效果不如粉煤灰,但能提高充填体各龄期抗压强度;粗细颗粒级配合理的尾矿对流动性的改善有积极的作用,流动度能最多提高46.7%;料浆浓度对体系流动性和强度影响很大,73%浓度的充填料浆和易性好,流动度最高达到240 mm。