粉煤灰对氧化镁水泥膨胀的影响机理——探讨粉煤灰对膨胀源所处环境的结构和力学性能的影响

在外掺轻烧氧化镁的水泥净浆中掺入粉煤灰,通过膨胀率变化分析粉煤灰对氧化镁膨胀的影响及其机理。粉煤灰在早期促进了氧化镁膨胀,到后期却抑制了膨胀,而且随着粉煤灰掺量的增加上述作用增强。为了更好地分析膨胀机理,结合膨胀场理论和KELVIN粘弹性模型深入讨论了粉煤灰对膨胀源所处环境的影响,并从水泥石的结构和力学性能揭示了粉煤灰对氧化镁膨胀的影响机制。     

粉煤灰对氧化镁微膨胀水泥膨胀性能的影响及其机制

在氧化镁微膨胀水泥中掺入不同数量的粉煤灰,通过测定净浆膨胀以及分析水化产物和水泥石微结构,研究了粉煤灰对氧化镁微膨胀水泥膨胀性能的影响及其机制。结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,水泥膨胀率减小,在掺量大于20%时,氧化镁膨胀几乎完全被抑制;粉煤灰使水泥石孔隙率增加、平均孔径降低,并分布大量的玻璃微珠;粉煤灰使水泥水化产物中CH减少。粉煤灰对氧化镁微膨胀水泥的膨胀性能的抑制作用,与粉煤灰使水泥石中细孔和玻璃微珠增加、水化产物中CH减少是一致的。为了更好理解粉煤灰对膨胀性能的影响机制,还提出了膨胀场理论。     

粉煤灰对双膨胀水泥膨胀性能的影响

本文研究粉煤灰对双膨胀水泥水化和膨胀性能的影响。结果表明 ,粉煤灰对双膨胀水泥早期和后期膨胀都有显著的抑制作用 ,对早期膨胀的抑制作用与形成钙矾石的化学环境改变以及钙矾石形成提前结束有关 ,对后期膨胀的抑制作用与其抑制水泥浆体中水镁石的形成一致。     

粉煤灰对双膨胀水泥膨胀性能的影响

本文研究粉煤灰对双膨胀水泥化和膨胀性能的影响。结构表明,粉煤灰对双膨胀水泥早期和后期膨胀都有显著的抑制作用,对早期膨胀的抑制作用与形成钙化矾石的化学环境改变以及钙矾石形成提前结束有关,对后期膨胀的抑制作用与其抵制水泥浆体中水镁石的形成一致。     

粉煤灰对磷酸盐水泥耐水性能的影响

通过掺加粉煤灰改善磷酸盐水泥的耐水性能，同时研究了粉煤灰对磷酸盐水泥工作性能、体积稳定性和粘结强度的影响。结果表明，粉煤灰掺量达到30％时，耐水性增强，水养条件下抗压强度和抗折强度提高近40％；粉煤灰掺量为10％时，流动度提高近20％；粉煤灰掺量为20％时，粘结强度达到最大。随着粉煤灰掺量的增大，膨胀率降低，体积稳定性...     

粉煤灰对再生建筑石膏性能的影响

实验室模拟再生石膏的生成条件制备出含粉煤灰的再生二水石膏样品,对经煅烧后得到含粉煤灰的再生建筑石膏进行了力学性能实验,并进而研究了粉煤灰对再生建筑石膏性能的影响及其作用机理。结果表明,相比未掺粉煤灰的原生建筑石膏(POP)而言,掺粉煤灰原生建筑石膏(POAP)的需水量降低,56d强度增加;相比未掺粉煤灰的再生建筑石膏(R-P),掺粉煤灰的再生建筑石膏(RAP)的标稠需水量降低,56d强度变化不大,但它的凝结时间却延长,2h强度逐渐降低。相比POP和POAP,R-P与R-AP的力学性能均降低,且R-AP的抗压、抗折强度降幅更大。由于粉煤灰的不完全水化,使得再生建筑石膏中依旧含有部分未水化的粉煤灰,它会在后期继续水化,从而使再生建筑石膏56d强度基本不变。     

粉煤灰对磷酸盐水泥耐水性能的影响

通过掺加粉煤灰改善磷酸盐水泥的耐水性能,同时研究了粉煤灰对磷酸盐水泥工作性能、体积稳定性和粘结强度的影响。结果表明,粉煤灰掺量达到30%时,耐水性增强,水养条件下抗压强度和抗折强度提高近40%;粉煤灰掺量为10%时,流动度提高近20%;粉煤灰掺量为20%时,粘结强度达到最大。随着粉煤灰掺量的增大,膨胀率降低,体积稳定性提高。     

磁选粉煤灰对CFRC压敏性的影响

改善碳纤维增强水泥(CFRC)的压敏性有助于提高其感知应力应变的能力。采用两电极法研究了磁选粉煤灰部分取代水泥对CFRC压敏性的影响,分析了磁选粉煤灰掺量、铁氧化物含量等因素影响CFRC压敏性的规律及机理。结果表明,碳纤维质量掺量≤0.8%时,用铁氧化物含量达到30%的磁选粉煤灰取代20%～30%的水泥来制备CFRC时可以显著改善CFRC的压敏性;碳纤维质量掺量为1.2%时,掺加磁选粉煤灰不利于提高CFRC的压敏性;磁选粉煤灰对采用最大长度为3和5mm的碳纤维制备的CFRC的压敏性具有显著改善效果。掺加适量磁选粉煤灰使CFRC在碳纤维掺量较低时仍然可以获得良好压敏性,并显著降低CFRC的制备成本。     

碱激发粉煤灰-钢渣粉协同固化膨胀土力学特性与微观机理研究

针对北疆供水一期工程的膨胀土受干湿-冻融循环作用引起力学特性劣化诱发的工程灾变问题,本工作采用钢渣粉、粉煤灰两种工业废渣作为固化材料,NaOH作为碱性激发剂对膨胀土进行改良,通过开展无侧限抗压强度、直接剪切、侧限压缩、SEM扫描电镜和X射线衍射试验,探究碱性激发工业废渣固化膨胀土的力学特性和微观结构机理。试验结果表明：(1)随着不同改良试剂的依次加入,孔隙结构得到改善,黏聚力不断增大,当粉煤灰质量掺量约为15%,钢渣粉掺量约为18%,烧碱掺量约为5%时,改良的膨胀土结构整体性最为致密,黏聚力达到峰值,土体抗压抗剪强度达到最高,固化效果最为显著。(2)最优配合比的改良土随着养护龄期的延长,生成的水化硅酸系列凝胶增多,胶结程度增强,孔隙含量减少,土体密实性和整体结构得到明显改善,抗压和抗剪强度均有较大幅度的提高,说明龄期对改良土体强度的形成有大幅度的影响。(3)通过对不同试验材料掺量下最佳改良土体的微观机理分析,可知随钢渣粉和烧碱的加入有针棒状的水化硅酸钙以及无定形状的硅铝酸盐凝胶物质生成,胶结联结土颗粒形成团聚体,颗粒间接触点增加,土体结构稳定性增强,从宏观力学行为上表现为固化土体整体强...     

粉煤灰对煤矸石混凝土界面过渡区的改性效应

为了促进煤矸石在混凝土生产中的使用，考虑不同粉煤灰掺量(0%、10%、20%、30%、40%)对煤矸石混凝土(Coal gangue concrete, CGC)界面过渡区(Interfacial transition zone, ITZ)结构的影响，从宏观力学和微观力学两个尺度出发，揭示了粉煤灰对CGC的ITZ微观结构及宏观性能的改性机理。研究表明：在宏观力学上，掺加30%的粉煤灰可以提高CGC的劈裂抗拉强度。在微观力学上，加入30%的粉煤灰能显著提高ITZ的薄弱区的硬度值，使其硬度值的分布变得较为均匀。掺加粉煤灰后CGC的ITZ厚度明显减小。这说明掺入的适量粉煤灰在CGC的ITZ上发挥了物理作用及化学作用，改变了CGC的ITZ结构。     

粉煤灰、石灰石粉复掺对水泥净浆工作性能的影响

通过检测水泥净浆流动度和Marsh时间,研究了不同掺量粉煤灰与石灰石粉对水泥浆体的工作性能的影响。结果表明,粉煤灰单掺掺量为20%的水泥浆体工作性能最优,单掺石灰石粉的水泥浆体随着掺量增加流动度呈线性增长;复掺掺量分别为20%、30%,粉煤灰和石灰石粉等量时,水泥浆体工作性能最好;通过对水泥、粉煤灰和石灰石粉的粒径分析,从微观角度分析了不同级配的水泥浆体的工作性能。     

粉煤灰对垃圾锚固材料性能的影响

研究了不同掺量的粉煤灰对垃圾锚固材料性能的影响,结果表明,锚固材料中掺入一定量的粉煤灰后,由于粉煤灰的火山灰反应,随着龄期的延长,抗渗能力和材料力学性能都有所提高;并且随着粉煤灰掺量的增加,锚固材料的抗渗能力也将提高.当粉煤灰掺量为24%时,所得的锚固材料的流动度最佳,因此可以容易地被喷射到垃圾堆表面以固结垃圾.     

有机无机助磨剂对低品质粉煤灰的活性研究

研究了有机、无机的5种助磨剂对低品质粉煤灰的比表面积、颗粒分布及其物理性能的影响,探讨了其作用机理,运用现代测试分析方法对结果进行了分析。结果表明,单一助磨剂提高了粉煤灰的比表面积,优化了粉煤灰的颗粒分布,提高了水泥的3d、28d的力学强度,促进了水泥水化,粉煤灰掺量为30%时其活性指数可达到0.82,可实现粉煤灰的最大利用。     

粉煤灰掺量对轻烧氧化镁基制备3d打印用磷酸镁水泥性能的影响

以实现轻烧氧化镁为原料制备低碳磷酸镁水泥材料的3d打印为目标,采用自主研发的混搅挤功能一化建筑3d打印设备,探究了不同粉煤灰掺量对以轻烧氧化镁为基制备磷酸镁水泥材料性能与打印性能的影响规律,并结合XRD与SEM微观试验进一步分析粉煤灰对其水化产物及晶体样貌的影响。结果表明：与重烧氧化镁相比,由轻烧氧化镁制备磷酸镁水泥的凝结时间大幅缩短;粉煤灰的加入对材料凝结时间影响较小,均在2～3 min左右,但对抗压强度与界面粘结强度有负面影响,当粉煤灰掺量为磷酸镁水泥质量的30%时,抗压强度及界面粘结强度分别下降约34.24%、48.94%;粉煤灰掺量在20%以内时,可有效改善轻烧氧化镁基磷酸镁水泥材料的干缩率,提高体积稳定性;粉煤灰中的活性物质参与水化反应,生成的水化产物与磷酸镁水泥展现出良好的化学相容性,使结构内部更为密实;当粉煤灰掺量为20%～25%时,制备的3d打印用轻烧氧化镁基磷酸镁水泥具有良好的工作性能、体积稳定性能、挤出性能以及建造性能,且满足3d打印对水泥基材料的力学要求。     

粉煤灰对泡沫混凝土物理力学性能的影响

研究了粉煤灰掺量和水灰比对粉煤灰掺量较大的泡沫混凝土的干密度和抗压强度的影响,利用经验公式计算泡沫混凝土的孔隙率,重点研究泡沫混凝土的孔隙率和干密度、抗压强度的关系。研究结果表明随着粉煤灰掺量的增加泡沫混凝土的干密度和抗压强度均呈下降的趋势。当粉煤灰掺量由25%上升到30%时,不同水胶比的泡沫混凝土干密度下降均超过了60 kg/m3;粉煤灰掺量由30%提高到40%时,不同水胶比的泡沫混凝土抗压强度下降的趋势都明显减小。以粉煤灰取代水泥后,孔隙率和干密度的拟合公式为 Y =27126.8-64295.9X +38334.4X 2,相关系数为0.9097;孔隙率和抗压强度的拟合公式为Y =58.7-142.2X +86.3X 2,相关系数为0.9802。     

粉煤灰掺量对磷酸钾镁水泥水化动力学的影响

使用等温微量热仪测定了粉煤灰掺量分别为0、5%、10%、15%、20%和25%的磷酸钾镁水泥((Magnesium potassium phosphate cement,MKPC)在20℃的水化放热速率和放热量。根据Knudsen和Kondo水化动力学公式计算了MKPC水化最终放热量Q_∞、各阶段的水化阻力N和反应速率常数K,研究了粉煤灰掺量对MKPC水化历程的影响机理。结果表明:对于不同粉煤灰掺量的MKPC最终放热量和动力学参数的计算,Knudsen和Kondo水化动力学公式都具有优异的适用性,拟合相关度很高。磷酸钾镁水泥的水化过程可分为6个阶段,水化反应始于第二阶段,水化进行至第四阶段时MKPC由结晶成核直接进入到扩散阶段。随着粉煤灰掺量从0提高到15%,MKPC体系中反应组分MgO和KH_2PO_4的含量减少,水化放热量降低,粉煤灰主要以物理填充作用参与MKPC水化,对磷酸镁水泥水化过程影响较小。当粉煤灰掺量为15%~25%、硼砂相对含量减少时,粉煤灰的火山灰效应显著,水化放热量增大,MKPC各水化阶段的N和K值的变化较大。     

双掺重钙粉和粉煤灰对自密实混凝土的影响

为了研究双掺重钙粉和粉煤灰对自密实混凝土的影响,在胶凝材料质量一定条件下,对不同掺量的重钙与粉煤灰之比的自密实混凝土进行坍落度、扩展度、立方体抗压强度、抗折强度的实验,得到相应的数据,不对其拟合。通过试验为双掺重钙和粉煤灰在自密实混凝土中台理的应用提供了相关理论依据。     

外掺MgO水泥净浆和砂浆小尺寸试件的压蒸膨胀变形

为了促进外掺MgO混凝土的推广应用,本文对外掺MgO水泥净浆和砂浆小尺寸试件的压蒸膨胀变形进行了试验研究。结果表明,试件尺寸对外掺MgO水泥净浆和砂浆的压蒸膨胀变形产生明显影响。压蒸膨胀率随着试件尺寸变化的规律是:微试件小试件标准试件。相应地,MgO极限掺量随着试件尺寸变化的规律是:微试件小试件标准试件。粉煤灰对外掺MgO水泥净浆和砂浆小尺寸试件压蒸膨胀变形的抑制作用依然存在,且粉煤灰掺量越大,其抑制膨胀变形的作用越明显。     

粉煤灰对水泥基材料水化过程电阻率的影响研究

本工作研究了粉煤灰掺量分别为0%、20%、40%时水泥浆体在72 h龄期内的电阻率、孔溶液离子浓度和孔结构的变化规律。结果表明,不同粉煤灰掺量的水泥浆体电阻率变化曲线会发生交叉,在交点之前,水泥浆体的电阻率随着粉煤灰掺量的增大而增大,在交点之后,随着粉煤灰掺量增大,水泥浆体的电阻率减小;掺入粉煤灰使得孔溶液的pH值降低,液相离子浓度减小,浆体总孔隙率增大。随着粉煤灰掺量的增大,水泥浆体的液相离子浓度变小,而孔隙率变大,受这两个因素的双重影响,不同粉煤灰掺量的水泥浆体的电阻率变化曲线产生交叉。     

Ⅲ级粉煤灰掺量、细度对水泥强度发展的影响

为了开发和应用数量大、成分复杂、均匀性差且活性低的Ⅲ级粉煤灰,本文中通过对Ⅲ级粉煤灰的粉磨处理,研究了Ⅲ级粉煤灰的掺量、细度对硅酸盐水泥、普通水泥强度发展的影响。结果表明,为了更好地发挥粉煤灰的活性,Ⅲ级粉煤灰在配制硅酸盐水泥、普通水泥时存在一个合理的粉磨细度和适宜的掺量,当粉煤灰的掺量小于5%时,细度应控制在500m2/kg左右;当掺量为10%￣15%时,细应为600m2/kg左右。