化学发泡轻质地聚合物泡沫混凝土的制备及性能

采用化学发泡方式,以碱激发粉煤灰-偏高岭土基地聚合物为胶凝材料,制备出密度低于400kg/m~3的地聚合物轻质泡沫混凝土。研究了材料组成对地聚合物泡沫混凝土干密度、抗压强度、吸水率及导热系数的影响,并对地聚合物泡沫混凝土的孔结构进行了分析。研究表明:随着水料比增加,地聚合物泡沫混凝土吸水率增大,导热系数降低,平均孔径越小,孔隙率越大;在偏高岭土-粉煤灰激发材料体系中,偏高岭土掺量由40%增加至50%时,地聚合物泡沫混凝土性能没有明显改善;当水玻璃掺量增加时,地聚合物泡沫混凝土干密度和抗压强度增加,吸水率降低。当水料比为0.55、水玻璃掺量50%、偏高岭土掺量40%时,制备的地聚合物泡沫混凝土性能最佳,其干密度、14d抗压强度、吸水率和导热系数分别为366kg/m~3、1.18MPa、30.2%和0.084W/m.K。     

偏高岭土-粉煤灰基地聚物轻质混凝土试验及性能研究

以碱激发偏高岭土-粉煤灰为胶凝材料,采用化学发泡法制备了干密度为645.2～827.6 kg/m3、28 d抗压强度为0.89～3.75MPa的地聚物轻质混凝土。试验结果表明：偏高岭土掺量对地聚物轻质混凝土的整体性能有重要影响,抗压强度随偏高岭土掺量的增加而提高;其干密度主要由孔隙率决定,而孔隙情况取决于发泡效果及稳泡技术;与传统的硅酸盐水泥基轻质混凝土相比,同体积下的偏高岭土-粉煤灰基地聚物轻质混凝土导热系数更低,保温隔热效果更好。     

偏高岭土混凝土抗冻融性能试验研究

在固定水胶比下,对单掺偏高岭土、偏高岭土与矿粉双掺及偏高岭土、矿粉与粉煤灰复掺的高强混凝土进行力学和快速冻融循环试验,研究掺量对混凝土性能的影响。结果表明:在单掺偏高岭土时,随着掺量增加,混凝土的抗冻性及抗压强度逐渐增强;在偏高岭土与矿粉双掺且取代水泥量为定值时,偏高岭土与矿粉存在最优配合比使混凝土抗冻性及抗压强度最好;在偏高岭土、矿粉与粉煤灰复掺且取代水泥量为定值时,三者之间存在最优配合比使混凝土的抗冻性及抗压强度最好;当复合掺和料取代水泥的量相同时,三元复掺的混凝土抗冻性和抗压强度最好。     

大掺量磷石膏泡沫轻质土的制备

为推动固废在泡沫轻质土中的应用,以水泥、矿粉、磷石膏为原料制备大掺量磷石膏泡沫轻质土,研究磷石膏掺量对泡沫轻质土流动性能、力学性能、抗冻性能与耐水性能的影响。试验结果表明：随着磷石膏掺量增加,泡沫轻质土的流动性能、力学性能和抗冻性能逐渐下降,耐水性能先上升后下降。考虑到经济效益,磷石膏的最佳掺量为50%,此时泡沫轻质土28 d抗压强度与抗折强度分别为2.29、0.95 MPa,水软化系数为0.88,冻融循环后质量损失率和抗压强度损失率分别为1.52%、24%。     

偏高岭土掺合料对高强混凝土抗压强度的影响

通过控制混凝土的偏高岭土掺量、龄期、水胶比和矿物掺合料组合等条件,进行偏高岭土单掺,偏高岭土与矿渣复掺及偏高岭土、矿渣与粉煤灰复掺等量取代水泥试验,研究偏高岭土对高强混凝土抗压强度的影响。结果表明:水胶比分别为0.18、0.21和0.24时,较于基准混凝土,3组试验制配的高强混凝土3、7和28d抗压强度都显著增强。偏高岭土、矿渣与粉煤灰三元复掺时,偏高岭土与矿渣的掺量控制在20%左右,能明显提高混凝土的早期强度,最佳水胶比均为0.18。通过单一降低水胶比不能显著提升偏高岭土混凝土的抗压强度。偏高岭土混凝土三元复掺的抗压强度一般大于其二元复掺的抗压强度,其二元复掺的抗压强度一般大于其单掺的抗压强度。     

大理石粉对水泥基胶凝材料性能影响研究

研究了大理石粉对水泥基胶凝材料流动性、强度和干缩的影响。研究得出,大理石粉增加了水泥胶砂的流动性,大理石粉掺量越大其流动度越大。水泥胶砂1 d和3 d抗折和抗压强度随大理石粉掺量增加先增大后减小,大理石粉掺量为5%其抗折和抗压强度最大;水泥胶砂7、28、56 d抗折和抗压强度随大理石粉掺量增加而减小。水泥胶砂干缩随大理石粉掺量增加呈现先减小后增大的规律,大理石粉掺量为20%时其干缩最小。     

钢渣对磷石膏泡沫轻质土的影响

钢渣和磷石膏的排放与堆积对环境造成了严重危害,为实现钢渣和磷石膏的资源化利用,以钢渣和磷石膏为主要材料,水泥和矿粉为辅助材料,制备出高固废掺量泡沫轻质土,研究钢渣掺量对泡沫轻质土流动性、力学性能、体积稳定性、耐水性和抗冻性的影响。结果表明,最佳的钢渣掺量为7.5%取代水泥,此时泡沫轻质土28 d抗压强度为4.01 MPa,水软化系数为0.74、冻融循环后质量损失率和抗压强度损失率分别为0.66%、12%。     

高强套筒灌浆料的制备及性能研究

研究了水胶比、胶砂比、矿物掺合料及纳米材料对高强套筒灌浆料性能的影响。结果表明,随着水胶比的减小、胶砂比增大,高强套筒灌浆的初始及30 min流动度降低,各龄期抗压强度提高;氧化石墨烯对套筒灌浆料的流动性影响最小,抗压强度提高最明显。高强套筒灌浆料的优化配合比为:胶凝材料由85%水泥+2%石膏+3%粉煤灰+5%精细沉珠+5%硅灰组成,水胶比为0.08,胶砂比为1.86,聚羧酸减水剂、HPMC、硼酸掺量分别为胶凝材料质量的0.55%、0.12%、0.10%,氧化石墨烯掺量为0.3%。此时制备的高强套筒灌浆料的56 d抗压强度达到141.62 MPa。     

偏高岭土对混凝土力学性能及耐久性的研究

基于偏高岭土的微集料效应和活性效应,系统研究了偏高岭土不同掺量对混凝土力学性能的影响,并通过加速碳化试验和冻融循环试验研究了偏高岭土混凝土的耐久性。采用压汞法探究了偏高岭土对混凝土孔结构的影响。结果表明:掺加15%偏高岭土能增加水泥水化放热总量;当掺加15%偏高岭土时,抗压强度和抗折强度达到最大,继续增加偏高岭土掺量,混凝土的抗压强度和抗折强度降低;当掺加35%偏高岭土时,混凝土在冻融循环300次时的质量损失率达到1. 89%;掺加不高于15%掺量的偏高岭土时,随着掺量的增加,混凝土的孔隙率和最可几孔径均减小。     

水胶比对化学发泡法泡沫混凝土性能的影响

采用化学发泡法制备了普通硅酸盐与硫铝酸盐水泥两种胶凝材料体系的泡沫混凝土,研究了水胶比对泡沫混凝土流动度、干密度、孔结构与抗压强度的影响规律。结果表明:当水胶比由0.45增大到0.65时,普通硅酸盐水泥体系泡沫混凝土的干密度与抗压强度先增加后减小,而feret(mean)孔径先减小后增大;硫铝酸盐水泥体系泡沫混凝土的抗压强度与feret(mean)孔径先增加后减小,而干密度先减小后增加;当水胶比为0.55时,两种胶凝材料体系泡沫混凝土干密度、feret(mean)孔径与抗压强度都达到极值。     

实现高强度海水珊瑚骨料混凝土的配合比设计

为实现高强度海水珊瑚骨料混凝土(SCAC),综合考察总胶凝材料用量、珊瑚石最大粒径、固盐剂掺量、单方用水量、砂率等关键配合比参数的影响,通过3,7,28 d龄期下的立方体抗压强度测试,探究不同配合比SCAC的抗压强度发展规律。结果表明:在保证70%就地取材率的前提下,胶凝材料用量和单方用水量对SCAC强度的影响规律与普通混凝土类似,结合增加胶凝材料用量和降低单方用水量的方法可将28 d抗压强度提升至58 MPa。掺量适当的固盐剂能够有效放缓SCAC的早期强度发展,并为长龄期的强度增长提供保障。降低骨料最大粒径可提升SCAC的抗压强度,但其影响程度随龄期延长而逐渐减小。调增砂率带来的强度增长在低水胶比的配比中效果显著,但砂率需控制在合理范围内。     

粉煤灰气泡混合轻质土配合比设计与性能研究

文中以工程配合比为基础,采用控制变量法,研究粉煤灰掺量、泡沫量和水灰比对粉煤灰气泡混合轻质土性能的影响。结果表明,粉煤灰降低了气泡混合轻质土的早期强度,但能提高后期强度;湿容重随着粉煤灰和泡沫掺量的增加逐渐减小,随着水灰比的增大先增大后减小;抗压强度随着粉煤灰掺量的增加先减小后稍有增加再减小,随着泡沫量的增加逐渐减小,随着水灰比的增大先增大后减小;粉煤灰掺量、泡沫量、水灰比的适宜取值分别为15%～35%、600～800 L/m³、0.55～0.61。     

钢筋连接用套筒灌浆料的制备及性能研究

采用单因素试验,以胶凝材料活性指数为参数,确定了矿渣粉和粉煤灰在胶凝材料中的合理掺量。通过三因素三水平正交试验,研究了水胶比、胶砂比和消泡剂掺量对钢筋连接用套筒灌浆料流动度及各龄期抗压强度的影响规律,并得到灌浆料初始配合比。研究了硅灰及两种膨胀剂对灌浆料工作性、力学性能及体积稳定性的影响规律,并得到最终配合比。试验结果表明:矿渣和粉煤灰双掺要比其单掺效果好,两种混合材合理掺量均为4%,影响灌浆料工作性的主要因素是胶砂比,水胶比对灌浆料1 d抗压强度影响较大,而灌浆料3、28 d抗压强度的最主要因素是消泡剂掺量。硅灰的掺入可以提高各龄期抗压强度,但对流动度有不利的影响。在掺量相同时,UEA膨胀剂对体积稳定性的贡献要优于MEA膨胀剂,其合理掺量为6%。     

钢渣粉掺量对泡沫混凝土物理力学性能的影响

通过设计掺量为0～50%的钢渣粉替代水泥,制备钢渣泡沫混凝土,分析在标准养护条件下,钢渣泡沫混凝土密度、干燥收缩和热工性能。试验结果表明:随着钢渣粉掺量的增加,泡沫混凝土的净浆流动度、初凝时间和终凝时间呈逐渐增加的趋势,各龄期的抗压强度呈先提高后降低的趋势,各龄期干燥收缩量和干燥收缩率基本呈先增大后减小再增大的趋势,干密度、吸水率和导热系数都呈逐渐增大的趋势。综合分析,泡沫混凝土的最佳钢渣粉掺量为胶凝材料质量的20%。     

泡沫轻质土路基的正交试验及数值模拟研究

本研究以水泥、粉煤灰、水、粉土、细砂和泡沫为原材料制备泡沫轻质土,通过正交试验探究不同配合比下泡沫轻质土的力学特性并提出最佳配合比。试验结果表明,泡沫轻质土的湿密度、水胶比和砂土比分别为600 kg/m³、0.58和2.0时其抗压强度最大,其7 d和28 d的抗压强度分别为0.8 MPa和1.2 MPa,并据此得到泡沫轻质土的最佳配合比。在28 d养护龄期内,提出的线性模型能够较好地预测泡沫轻质土的抗压强度。有限元模拟结果表明,采用泡沫轻质土作为填料,能够较好地控制路基沉降,与普通填土相比,泡沫轻质土路基在竣工时的沉降减少了70%,因此,将泡沫轻质土应用于路基工程具有较好的可行性。     

复掺偏高岭土和硅灰对聚苯乙烯泡沫混凝土力学性能的影响研究

为研究不同掺量的偏高岭土和硅灰对聚苯乙烯泡沫(EPS)混凝土物理力学性能的影响,以不同掺量的偏高岭土和硅灰作为辅助胶凝材料,分别以0%、5%、10%和15%的掺量代替部分水泥,制备了16组不同配合比的EPS混凝土试件,对其吸水率、抗压强度、抗折强度以及劈裂抗拉强度进行了测量。结果表明：一定量的硅灰和偏高岭土的掺入能降低EPS混凝土的吸水率,并能提高其抗压、抗折和劈裂抗拉强度,但当掺量过高时,又会使吸水率增加,强度下降,且二者掺量均为10%时,EPS混凝土的吸水率最低且力学性能最优;虽然偏高岭土的颗粒尺寸大于硅灰,但其“火山灰效应”更强,因而对EPS混凝土力学性能的提高优于硅灰;偏高岭土的硅灰可以改善EPS颗粒与胶凝基体的黏结作用。     

冻融和干湿循环对废玻璃混凝土耐久性能的影响研究

研究了冻融循环、干湿循环、冻融循环+干湿循环、冻融-干湿耦合循环对不同替代率废玻璃骨料混凝土耐久性能的影响。结果表明：与未冻融、未干湿试件相比,经历冻融循环、冻融循环+干湿循环、冻融-干湿耦合循环试件的抗压强度降低、质量损失率增大,而经历干湿循环试件的抗压强度提高、质量损失率减小;不同损伤机制对废玻璃混凝土耐久性能的影响程度由小到大顺序为干湿循环<冻融循环+干湿循环<冻融循环<冻融-干湿耦合循环。     

泡沫掺量对磷渣粉煤灰泡沫混凝土性能的影响

以磷渣粉、水泥和粉煤灰为复合胶凝材料,采用化学发泡法制备泡沫混凝土。试验确定了泡沫混凝土的基准配合比,研究了泡沫掺量对泡沫混凝土流动性、干密度、强度、干缩性和吸水率的影响。结果表明:确定的水泥60%、磷渣粉24%、粉煤灰16%及外掺10%磷石膏为泡沫混凝土的基础配合比,泡沫的掺入可以增大泡沫混凝土料浆的流动度、减小混凝土干密度、降低混凝土强度、增大收缩值和吸水率。     

掺尾矿新型轻质建筑保温材料的制备

研究了钼尾矿的粉磨特性。利用钼尾矿替代水泥制备胶凝材料,研究了尾矿掺量、尾矿粒度、水胶比对发泡水泥力学性能和干密度的影响。试验结果表明,钼尾矿的易磨性远优于矿渣;掺尾矿发泡水泥的适宜配合比为:水泥掺量90%,尾矿掺量10%,粉磨时间80min,水胶比0.52。此条件下制备的保温材料28d龄期时,抗压强度和干密度分别为0.47MPa和242kg/m3。     

农作物秸秆废弃物制备新型墙体材料的研究

利用正交实验法,在陶粒泡沫混凝土中掺人大量的稻草秸秆纤维,研制新型环保轻质保温墙体材料,研究了水泥掺量、水胶比、纤维率和气泡掺量对掺人大量秸秆纤维的泡沫混凝土的干表观密度、抗压强度、吸水率和导热系数的影响,确定了掺人大量秸秆纤维的泡沫混凝土的最佳配合比,并研究了水泥种类和不同养护条件下对其抗压强度的影响.