α-TCP/TECP双相磷酸钙的胶凝特性研究

主要研究了α-Ca3(PO4)2-Ca4(PO4)2O体系胶凝材料的凝结硬化及强度性质.研究表明,在实验条件下,该体系胶凝材料的凝固时间随粉料中TECP质量分数的增加而缩短.硬化体24h抗压强度与TECP质量分数的关系呈凸型曲线关系.当TECP质量分数为20%时,抗压强度最大为37.6MPa.此外,阐述了硬化体的XRD分析和SEM观察.     

α-Ca_3(PO_4)_2-C_6H_8O_7-H_2O体系胶凝材料性质

本文主要研究了α-Ca_3(PO_4)_2-C_5H_8O_7-H_2O体系胶凝材料的凝结硬化及强度性质。研究表明,在本文实验条件下,该体系胶凝材料的硬化时间与柠檬酸(C_6H_8O_7)水溶液浓度的关系呈凹型曲线形式,当溶液浓度为2M时,硬化时间最短。而硬化体24h抗压强度与C_6H_8O_7水溶液浓度的关系呈凸型曲线形式,当溶液浓度为2.5M时,抗压强度最大,为32.25MPa。此外,文中阐述了硬化体的SEM观察和XED分析。     

复合型镁质胶凝材料的水化相及其硬化体显微结构

将菱苦土与苛性白云石按一定比例混合构成复合型镁质胶凝材料,将其与氯化镁水溶液按n（MgO）/n（MgCl2）=5拌和后形成氯氧镁水泥硬化体,研究了该复合型镁质胶凝材料的水化相及其硬化体显微结构。该硬化体的强度随着菱苦土在苛性白云石中含量的增加,其不同养护时间的抗折和抗压强度均随之增加,24 h的最高抗折强度为9.07 MPa,28 d的最高抗压强度为183.50 MPa,说明将复合型镁质胶凝材料与氯化镁溶液拌和后,形成了具有一定强度的水泥石或氯氧镁水泥硬化体。XRD和IR测试结果证明形成的硬化体为5型相结晶体,其显微特征主要是大量的凝胶体形貌而非针（棒）状结晶结构,呈放射状的针（棒）状晶体仅在孔洞中存在。认为凝胶体是复合型镁质胶凝材料硬化体具有很高强度的来源。     

高强型碱碳酸盐-矿渣胶凝材料的研究

在采用缓凝剂的基础上，研究了水玻璃模数(n)、浓度(CSS)以及矿渣替代碳酸盐矿质量分数(Ms)等对碱碳酸盐一矿渣胶凝材料性能的影响，并对该体系反应产物的微观形貌和胶砂试体的孔分布进行了分析。研究结果表明，当采用适宜的n、Cs和Ms时，材料3d和28d的胶砂体抗压强度可分别达到50MPa和90MPa以上，且随龄期延长而不断增长。     

化学发泡的污泥陶粒轻混凝土制备与性能表征

以过氧化氢溶液(H2O2质量分数为30%)为化学发泡剂,对以污泥烧胀陶粒(陶粒)为集料的轻混凝土胶结部分进行发泡处理使其进一步变轻,获得化学发泡的陶粒轻混凝土试样,并对试样性能进行系统表征。结果表明:在陶粒轻混凝土的胶结部分加入化学发泡剂,试样的容重可显著降低,当发泡剂质量为胶凝材料的2%(质量分数,下同)和4%时,可获得容重分别为950,600 kg/m3的轻混凝土;胶结部分进行化学发泡后,试样的28 d抗压强度降低,但发泡剂质量为胶凝材料2%试样的抗压强度接近13 MPa;与陶粒轻混凝土相比,加入适量发泡剂可显著降低轻混凝土试样的导热系数,加入量占胶凝材料2%和4%的发泡剂,轻混凝土试样的导热系数分别降低25%和36%。     

碱矿渣陶粒混凝土基本性能试验研究

为了解决碱矿渣胶凝材料收缩过大限制其应用的问题,将陶粒和陶砂掺入碱矿渣胶凝材料中形成碱矿渣陶粒混凝土.完成了252个碱矿渣陶粒混凝土试件的试验,考虑了水灰比、砂率、粉煤灰质量分数、水玻璃模数、氧化钠质量分数等关键参数对碱矿渣陶粒混凝土抗压强度和干缩率的影响.试验结果表明,碱矿渣陶粒混凝土的28d边长为100 mm立方体的抗压强度为45~55 MPa,碱矿渣陶粒混凝土的28 d干燥收缩率为1.8×10~(-4)~4.4×10~(-4).当水灰比、粉煤灰质量分数、水玻璃模数、氧化钠质量分数增大时,抗压强度减小,干缩率增大;砂率增大时,抗压强度增大,干缩率减小.     

复合激发剂对钢渣-矿渣基胶凝材料性能的影响

基于正交试验,通过对钢渣-矿渣基胶凝材料外观形貌、抗压强度、水化产物的分析,研究氢氧化钙和激发剂D的复合激发剂对钢渣-矿渣基胶凝材料的安定性及抗压强度的影响。结果表明:与未添加激发剂相比,复合激发剂能显著激发钢渣-矿渣基胶凝材料的活性,改善其安定性;胶凝材料抗压强度影响因素的强弱顺序依次为激发剂D、氢氧化钙、钢渣微粉;钢渣微粉、矿渣微粉、氢氧化钙、激发剂D质量分数分别为40%,53%,3%,4%时,制得的胶凝材料试样体积安定性合格,且抗压强度最大,达15.46 MPa。     

基于正交设计高性能钢铁渣粉的制备与性能研究

为了制备出性能优良的钢铁渣粉,试验采用L_9(3~4)正交设计,考察了矿渣粉细度、钢渣粉细度及掺量等三因素对胶砂流动度和抗压强度的影响,并进行了极差分析,方差分析及性能指标分析。基于优化结果研究了钢铁渣粉胶砂的泌水性和干缩性能,通过MIP分析了硬化水泥浆体的孔结构。结果表明:当钢铁渣粉取代水泥50%(质量分数,下同)时,三因素对不同龄期胶砂抗压强度的影响规律一致;钢渣粉细度是胶砂流动度的显著性影响因素,但对胶砂抗压强度的影响"不显著";适当降低钢渣粉掺量,提高矿渣粉细度对提高钢铁渣粉的胶凝活性有利,优化的钢铁渣粉参数为钢渣(348m~2/kg)∶矿渣(452m~2/kg)=30%∶70%;与单掺矿渣粉相比,优化的钢铁渣粉砂浆泌水率为0,4d和80d胶砂干缩率分别下降了19.71%和14.43%,同时优化了硬化水泥浆体的孔结构。     

原状磷石膏基水硬性胶凝材料的制备与性能表征

以原状磷石膏(简称磷石膏)、水泥(P.O 42.5)、矿渣、粉煤灰为原料,将水泥、矿渣、粉煤灰粉体直接加入磷石膏浆体中进行浆粉搅拌,制备出磷石膏-矿渣-水泥基(PBC)和磷石膏-矿渣-水泥-粉煤灰(PBCF)基水硬性胶凝材料的净浆硬化试样,并对PBC和PBCF净浆硬化试样的性能进行表征。结果表明:PBC试样的3 d抗压强度较低,7,28 d龄期抗压强度随水泥掺量的增加先增加后降低,水泥掺量20%(质量分数)时,试样的7,28 d龄期抗压强度达到最大值,后者为26.4 MPa;PBCF试样的7,28 d抗压强度随粉煤灰掺量的增加先增加后降低,粉煤灰掺量为15%(质量分数)时,试样的7,28 d抗压强度均达到最大值,分别为17.0,28.7 MPa;PBCF试样软化系数均≥0.88。     

石膏与硅灰对钢渣水泥基胶凝材料复合改性效应

以钢渣和水泥为主要原料,加入少量石膏(CaSO4·2H2O)与硅灰,制备钢渣水泥基胶凝材料。探讨了CaSO4·2H2O与硅灰掺量对钢渣水泥基胶凝材料强度的影响,并通过XRD、SEM表征,研究钢渣水泥基胶凝材料的水化性能。结果表明：复掺1% CaSO4·2H2O和4% 硅灰的钢渣水泥基胶凝材料3 d抗压强度较未掺CaSO4·2H2O与硅灰提高了59.0%,28 d抗压强度提高了32.4%;CaSO4·2H2O与硅灰的加入不会影响钢渣水泥基胶凝材料水化产物种类;相同龄期内,加入CaSO4·2H2O与硅灰的钢渣水泥基胶凝材料中水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和钙矾石(AFt)含量增多,Ca(OH)2晶体含量、晶体尺寸有所减小。     

ECC型自保温干混砂浆的制备与性能表征1

在普通干混砂浆中掺加木质素纤维,且用膨胀珍珠岩颗粒等量代替普通细集料砂,获得自保温干混砂浆样品,研究其物理力学性能、热学性能及收缩性能等。结果表明：加入占胶凝材料质量0.3%的木质素纤维,能显著改善自保温砂浆硬化后的力学性能,尤其是抗折强度;用膨胀珍珠岩替代砂,膨胀珍珠岩的体积分数小于15%时,能提高含纤维硬化样品的28 d抗压强度,大于15%时,样品的28 d抗压强度会降低,为15%时,砂浆试样硬化后的28 d抗压强度为38 MPa,抗折强度为6.1 MPa;另外,当样品中膨胀珍珠岩体积分数为20%,含胶凝材料质量0.3%的木质素纤维,其硬化后的导热系数仅为基准砂浆样品的1/3。     

ECC型自保温干混砂浆的制备与性能表征

在普通干混砂浆中掺加木质素纤维,且用膨胀珍珠岩颗粒等量代替普通细集料砂,获得自保温干混砂浆样品,研究其物理力学性能、热学性能及收缩性能等.结果表明:加入占胶凝材料质量0.3％的木质素纤维,能显著改善自保温砂浆硬化后的力学性能,尤其是抗折强度;用膨胀珍珠岩替代砂,膨胀珍珠岩的体积分数小于15％时,能提高含纤维硬化样品的28d抗压强度,大于15％时,样品的28 d抗压强度会降低,为15％时,砂浆试样硬化后的28 d抗压强度为38 MPa,抗折强度为6.1 MPa;另外,当样品中膨胀珍珠岩体积分数为20％,含胶凝材料质量0.3％的木质素纤维,其硬化后的导热系数仅为基准砂浆样品的1/3.     

灾后混凝土工程快速修补材料的研究

为了确定磷酸盐胶凝材料(MPB)的最佳配合比,研究调凝组份、磷酸盐/MgO(w(P)/w(M))、灰砂比、掺粉煤灰对MPB胶凝材料凝结时间和强度发展等的影响规律,并分析它与传统水泥混凝土间的兼容性及其硬化机理.结果表明:当调凝组份掺量为10%左右时,可使MPB水泥凝结时间控制在15～30 min内.当w(P):w(M)为1:2时,MPB水泥浆体的强度达到最高值,3 h抗压强度可达到40 MPa以上,1 d时强度超过50 MPa.灰砂比(w(MPB):w(S))为1:1.5时,砂浆强度达到最高值,3 h抗压强度达到50 MPa,抗折强度达到9.1 MPa.在保持流动度不变情况下,掺粉煤灰并不降低MPB胶凝材料强度,并可使其颜色与普通水泥混凝土接近.MPB遇水后生成以MgNH_4PO_4·6H_2O为主的反应产物,它与传统水泥混凝土间具有很好兼容性,因而适合于灾后混凝土工程的快速修复.     

水泥基复合胶凝材料改性聚合物修补砂浆的试验研究

针对硫铝酸盐水泥基修补材料凝结时间快、抗折强度倒缩等问题,提出以普通硅酸盐（PO）- 硫铝酸盐水泥（SAC）复合改性聚合物快速修补材料性能,探究 PO-SAC 复合胶凝体系对聚合物修补砂浆的新拌性能和力学性能的影响,并且进一步研究了复合体系对砂浆界面粘结性能的影响,采用 SEM 分析解释宏观性能变化。结果表明：当 PO 占复合胶凝体系比例达 90% 时,聚合物修补砂浆的凝结时间相比 SAC 明显延长,满足修补需求;流动性能良好,砂浆呈现微膨胀性,28 d 时的收缩率为 -3.21×10-4;早期强度高,1 d 抗压强度达到 26.1 MPa,且后期抗压、抗折强度增长幅度大;界面粘结性能优异,28 d 粘结强度可达到 4.4 MPa。随着PO 的掺入,复合胶凝体系的水化产物钙矾石（AFt）会逐渐减少,砂浆微观形貌不致密,不利于水泥浆体早期强度和收缩的发展。     

活性MgO-粉煤灰软土固化材料强度与机理研究

为了研发绿色可持续软土固化剂,采用无侧限抗压强度、X射线衍射和扫描电镜等系列试验,提出了活性MgO联合工业副产物粉煤灰新型固化材料,研究了活性MgO-粉煤灰浆体宏观强度和微观性质.结果表明:活性MgO-粉煤灰胶凝材料试样抗压强度随活性MgO掺量增加、养护龄期增长和水灰质量比降低而显著提高;活性MgO-粉煤灰胶凝材料破坏应变主要集中在1%~3%,且变形模量与抗压强度之间呈线性关系;Mg(OH)_2和水化硅酸镁(M-S-H)这2种胶结产物是使活性MgO-粉煤灰-H_2O材料体系强度性能显著改良的最主要原因.     

无机矿粉对碱激发碳酸盐胶凝材料性能的影响

研究了矿渣、粉煤灰和偏高岭土时碱激发碳酸盐胶凝材料的强度、抗渗性能以及凝胶时间的影响，探讨了该材料浆体的流变特性。研究表明：1)矿渣可大幅度提高该材料的强度和抗渗性能，但会显著缩短凝胶时间；偏高岭土有利于强度的提高，但时抗渗性能和凝胶时间的影响不显著；粉煤灰时这些性能的影响均不显著；2)无机矿粉复合后，可使材料28d的抗压强度达43MPa以上，抗渗压力达1.5MPa以上；3)该胶凝材料的浆体为宾汉型流体；4)该胶凝材料中掺加粉煤灰，其浆体的流动性优于掺加矿渣和偏高岭土的浆体流动性。     

紧密堆积理论与表征方法在水泥复合胶凝材料中的应用

水泥复合胶凝材料的堆积密实度将直接影响新拌净浆、砂浆、混凝土的工作性能以及硬化体的强度、耐久性。阐明了固体颗粒紧密堆积理论,比较了水泥复合胶凝材料体系堆积密实度评价方法的特点,从颗粒形状、颗粒粒径以及粒度分布3个方面,阐述了影响水泥复合胶凝材料堆积密实度的关键因素,指出了水泥复合胶凝材料密实填充效应研究存在的问题。     

钢渣粉品质与胶凝活性灰关联分析及预测模型

为了探索钢渣粉品质与胶凝活性之间的关系,采集了6种分布于中国不同区域的钢渣,通过化学分析与X射线衍射(XRD)分析其化学组成与矿物组成,依据《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》(GB/T 20491—2006)进行胶凝活性试验,借助灰色系统理论分析了钢渣粉组成对其胶凝活性的影响,并建立了28d抗压强度预测模型。结果表明:适当提高CaO,MgO,SO3的质量分数均有利于提高钢渣粉的胶凝活性;与钢渣碱度系数相比,钢渣中(CaO+MgO)/(Fe2O3+SiO2)值与胶凝活性的关联度更高(达0.94以上),其值在一定程度上反映了钢渣粉胶凝活性的大小;据此建立了其与砂浆28d抗压强度的GM(1,2)预测模型,预测值与实测值吻合较好,平均相对误差3%。     

硬石膏对熟料激发矿渣水化反应的影响

以不同硬石膏掺量的熟料激发矿渣胶凝材料为研究对象,通过对胶结体强度、水化产物的种类及非蒸发水含量等的分析检测,探讨了石膏对熟料激发矿渣的胶凝性能和水化产物的影响.结果表明:适量硬石膏的掺加能够显著提高熟料激发矿渣胶凝材料的早期胶结强度,最佳石膏掺量下,胶凝材料净浆的3d胶结强度可提高95%,细粒尾矿砂浆的3d胶结强度可提高388%.石膏的加入显著促进了钙矾石(AFt)和低钙硅比水化硅酸钙(CSH)在水化早期的优先生成,加快了Ca(OH)2的消耗、抑制了水化铝酸钙(C4AH13)的生成,使3d水化产物中非蒸发水的质量分数由9.23%提高到14.35%.     

CSH体系若干特性研究

作者试图在传统波特兰水泥石结构研究的基础上,建立一个组成和结构可调整和可控制的胶凝材料研究体系——CSH体系,旨在实现材料在分子水平上的组成结构设计。本文是该体系初期研究工作的一部分,以多种测试方法研究了CSH相在水热合成、脱水煅烧和脱水相再水化过程中硅酸阴离子聚合状态的变化规律及其主要影响因素和脱水相水化硬化体的分子结构、孔结构对其力学性能的影响;本文讨论了上述三个阶段的反应机制;探讨了硬化体的结构形成过程;提出了凝胶态胶凝材料的新概念并对晶态、玻璃态、凝胶态胶凝材料的特性进行了比较。