矿物掺合料对水泥基材料干燥收缩影响的研究进展

较大的干燥收缩是引起混凝土开裂的主要原因之一,防治混凝土开裂是保证混凝土质量的重要举措,当前常用的主要技术措施为在优化配合比时掺入有益的矿物掺合料.本文对四种主要的水泥基材料干燥收缩理论及其适用范围进行总结,在此基础上,综述了矿物掺合料的种类、掺量、细度和掺入形式对水泥基材料干燥收缩的影响及其作用机理,指出了当前研究中存在的不足,并对未来研究方向进行了展望.     

多组分水泥基材料的水化放热行为

研究了复掺粉煤灰、矿渣、硅灰的多组分水泥基材料的水化放热行为。研究结果表明,与纯P·O42.5水泥水化放热行为不同的是,多组分水泥基水化体系的诱导期延长,加速期和减速期的出现推迟,并且明显降低各水化阶段的水化放热速率,第2放热峰的出现发生了明显的推迟;温度为303K时,多组分体系的第2放热峰可细化成2个小峰,分别对应于熟料和掺合料的水化;323K下由于温度作用,矿物掺合料和水泥熟料的水化速率差距减小,第2放热峰基本没有明显分化现象;矿物掺合料的种类和掺量对多组分体系水化放热行为有较大影响,尤其是掺加硅灰时,早期水化速率明显增加。     

铁尾矿粉水泥基材料的性能实验研究

为了研究掺入铁尾矿粉对水泥基材料性能的影响,研究了铁尾矿粉掺入量对其微观结构性能、水化机理以及水化作用后矿物成分变化的影响。综合水泥基材料的物理力学实验结果,得出在铁尾矿粉掺量为30%(质量分数)、比表面积为450 m²/kg时,水泥基材料各项性能达到最佳。在同一水化时间作用下,随着铁尾矿掺量的不断增大,水泥基材料的水化放热速率与放热量均减小,且水泥基材料孔隙率的变化规律呈现出先减小后增大的趋势。而水泥基材料的XRD谱图衍射峰变化规律基本相似;但是Ca(OH)₂的衍射峰强度值却不断减小;而二氧化硅衍射峰强度值的变化规律呈现出不断增大的趋势;硅酸二钙的衍射峰强度值和硅酸三钙的衍射峰强度值都呈现出减小的趋势。     

矿物掺合料对水泥基材料抗硫酸镁侵蚀性能影响的研究

通过8个月的浸泡试验,系统研究了粉煤灰和煤矸石对水泥基材料抗硫酸镁侵蚀性的影响。结果表明,粉煤灰和煤矸石矿物掺合料对水泥基材料抗硫酸镁侵蚀性能的影响都存在着临界掺量。小于其临界掺量的掺合料对水泥基材料的抗硫酸镁侵蚀性能有改善作用,反之则有不利影响,且这种不利影响随掺合料掺量的增大呈二次多项式方程的方式加剧。     

石煤提钒尾矿制备硅酸盐水泥熟料的研究

以石煤提钒尾矿细粉、碳酸钙、粘土和铁粉为原料,在不同煅烧条件下制备了不同配比的产物,并研究了其性能.结果表明:(1)产物的主要成分为硅酸三钙、硅酸二钙、铁铝酸四钙和铝酸三钙,符合水泥熟料的化学组成;(2)熟料煅烧温度为1400℃,粘土掺加量为8％时的方案最优.     

《高性能水泥制备和应用的基础研究》课题通过验收

日前，由中国建筑材料科学研究总院主持的国家重点基础研究发展规划（973）项目《商陛能水泥制备和应用的基础研究》下属6个课题全部顺利通过验收。这6个课题分别是高胶凝性水泥熟料矿物体系的研究、高胶凝性和特性熟料复合体系的研究、性能调节型辅助胶凝组分的研究、水泥水化机理及过程控制、高性能水泥浆体的结构形成与优化和商陛能水泥与水泥基材料的环境行为及失效机理等研究。     

利用菱镁矿尾矿制备镁硅酸盐水泥的研究

本文探讨了利用菱镁矿尾矿(菱镁矿精矿浮选后的尾矿)制备镁硅酸盐水泥的研究.结果表明:在浮选菱镁矿精矿后的尾矿中通过添加熟石灰使配料点的C/S在2～3之间,原料的M/S比在2.1 ～2.56使其组成落在MgO-C:S-C3S区内,烧结温度为1450℃,其产物为主晶相是方镁石(MgO),次晶相是硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)和非晶相.     

二氧化碳在水泥基材料中的应用研究进展

为了缓解二氧化碳对环境造成的压力,许多专家学者进行了二氧化碳在水泥基材料中的应用研究,从二氧化碳养护、二氧化碳强化再生骨料、内掺二氧化碳三个方面进行了归纳和总结.得出了二氧化碳养护能缩短混凝土制品的生产周期,提高生产效率,以及改善水泥浆体的孔隙结构;二氧化碳强化再生骨料可以使再生骨料的密实度增大、吸水率减小、压碎值减小等;内掺二氧化碳对水泥水化过程,以及水泥基材料的性能均会产生一定的影响,若应用得当,对凝结时间、水化热、强度等性能有一定的改善作用.综上所述,二氧化碳在水泥基材料中的应用,已经取得了一些较好的成果,但为了更好的发挥其在水泥基材料中的作用,还需进一步加强其对水泥水化过程、以及水泥基材料耐久性等方向的影响研究.     

铁尾矿替代铁粉制备硅酸盐水泥熟料的研究

研究铁尾矿取代铁粉时铁尾矿对硅酸盐水泥生料易烧性及水泥物理力学性能的影响,结果表明,铁尾矿掺量的变化对生料的易烧性影响不明显。铁尾矿取代铁粉煅烧水泥熟料有助于熟料矿相的发育,并使熟料具有较高的水化活性,其强度超过铁粉配制的水泥。本实验范围内,铁尾矿作为铁质原料的最大掺量为3.1%。     

铜尾渣替代粘土制备水泥熟料的试验研究

以铜尾渣替代粘土配料煅烧水泥熟料,研究了生料的易烧性,测定了熟料的f-CaO含量,采用岩相分析、XRD、SEM等手段,对水泥熟料的矿物组成、强度、水化产物等进行分析研究,探讨了铜尾渣的作用机理.结果表明:铜尾渣对水泥熟料的烧成和矿物形成有较好的促进作用,掺入铜尾渣后,熟料f-CaO含量降低,有效提高了生料的易烧性.掺入铜尾渣煅烧的熟料中C3S和C2S矿物含量多,结晶度好,熟料水化后水化程度好,孔隙少,结构致密,强度高.当煅烧温度为1400℃时,也能煅烧出质量良好的熟料,3d和28 d强度可高达61.4 MPa和114.2 MPa.     

利用铜尾矿作硅质原料制备硅酸盐水泥熟料的研究

利用铜尾矿作硅质原料,配制了不同率值的硅酸盐水泥生料,在不同温度(1350℃、1400℃和1450℃)下进行煅烧,得到了相应的硅酸盐水泥熟料样品.利用乙二醇-乙醇法测定样品中的游离氧化钙f-CaO研究了水泥生料的易烧性,利用差示扫描量热仪(DSC)测试生料的吸放热峰研究了铜尾矿对水泥矿物形成温度的影响,并通过X射线衍射...     

利用黄金尾矿制备发泡陶瓷的研究

中国黄金尾矿资源量大,作为二次资源在建筑材料领域的综合利用有着重要的经济价值和环境意义.以黄金尾矿为主要原料,SiC为发泡剂,通过高温制备发泡陶瓷,用激光共聚焦显微镜、XRD等手段,研究了烧结温度、黄金尾矿掺入量、原料粒度对材料的容重、真气孔率和孔径等性能的影响.研究表明:随着烧结温度的升高,发泡陶瓷材料的真气孔率和孔...     

黄金尾矿材料及环境属性研究

黄金尾矿是金矿开采过程中常见的固体废弃物,大部分尾矿直接堆积在尾矿库中得不到回收利用,带来了一系列的社会和环境问题,对其进行资源化利用的研究愈发迫切。采用XRD、XRF、SEM、激光粒度仪、TG、DSC等测试手段对黄金尾矿的材料属性进行基础性研究,采用ICP、低本底多道γ能谱仪、pH值测定等测试方法进行环境属性研究。讨论了重金属溶出含量、放射性比活度和酸碱性,分析了黄金尾矿对环境的危害程度和二次利用可行性。研究结果表明:30 d重金属溶出含量小于地表水Ⅲ类水限值;放射性内外照射指数I_Ra=0.1、I_γ=0.4,均小于国家限制标准,为黄金尾矿在建筑行业领域的综合应用提供参考。     

利用黄金尾矿制备陶瓷清水砖的研究

为了实现黄金尾矿高效资源化利用,以黄金尾矿为主要原料,采用无压烧结制备了陶瓷清水砖样品,研究了黄金尾矿添加量对样品相组成、显微结构及性能的影响。结果表明,当烧成温度为1 100 ℃,黄金尾矿添加量为70%(质量分数)时,样品性能最优,其抗折强度达73.42 MPa,吸水率为0.10%,气孔率为0.25%,体积密度为2.46 g/cm³,烧成收缩为8.64%,达到GB/T 4100—2015《陶瓷砖》中瓷质砖的要求。样品的相组成为钙长石、石英、白榴子石和赤铁矿。清水砖坯釉结合性好,釉面光滑,色泽均匀。     

用硅石尾矿粉作混合材料制备管桩用水泥

为充分利用硅石尾矿粉(硅尾粉),将其作为混合材料掺入水泥,然后对水泥物理性能进行了测试,并对部分样品作了XRD和SEM分析.研究结果表明,掺硅尾粉与掺石灰石的水泥相比,它们的各种物理性能没有明显差异,硅尾粉可以用作水泥混合材料.掺5％硅尾粉或石灰石的水泥经蒸养处理后,抗压强度相差不大;经蒸压处理后,抗压强度都大幅度提高,但前者的强度较后者高14.08％,这归因于硅尾粉与Ca(OH)2生成了更多的水化硅酸钙.用硅尾粉作混合材所制备水泥适合于生产管桩.     

硫硅酸钙-硫铝酸盐水泥研究进展

硫铝酸盐水泥具有煅烧温度低、CO₂排放少、快硬早强以及抗冻抗渗等优良特性,在建材、固废领域具有广阔的应用前景,并衍生出贝利特-硫铝酸钙、贝利特-硫铝酸钡钙等一系列硫铝酸盐水泥。然而,硫铝酸盐水泥主要矿物成分贝利特(β-C₂S)具有水化活性低、水化速度慢的缺点,易导致水泥后期强度增长缓慢。硫硅酸钙(C₅S₂$\bar{\text{S}}$)曾被认为是一种“惰性”矿物,但在硫铝酸盐体系下可表现出比β-C₂S更强的水化活性,因此硫硅酸钙-硫铝酸盐水泥(TSAC)的研究具有重要意义。本文从C₅S₂$\bar{\text{S}}$矿物的形成和水化、TSAC的制备和性能等方面,综述了C₅S₂$\bar{\text{S}}$和TSAC的研究现状,并提出了TSAC需进一步研究和解决的问题,如固废原料探寻、TSAC性能调控以及TSAC熟料矿物组成优化等,以期为新型低碳水泥的研究和应用提供积极有利的参考和支持。     

尾矿制备混凝土研究进展与利用现状分析

利用尾矿制备混凝土已成为实现尾矿资源综合回收利用的一条较佳途径。首先分析尾矿渣排放与综合利用现状,探究尾矿作为混凝土制备骨料的资源利用状况,然后具体明确不同类型尾矿渣用于混凝土凝胶材料、粗细集料以及改性掺合料的研究进展,最后展望了尾矿替代天然建筑材料的后期发展方向。现阶段研究表明:尾矿部分代替混凝土材料时,其微粉二次水化作用发挥的“火山灰效应”与“微集料效应”是尾矿混凝土强度高于普通混凝土的主要原因;尾矿因颗粒小,作为混凝土细集料应用范围有限,而作为微粉充填材料或替代凝胶材料潜力巨大;尾矿混凝土可发挥细粒尾矿的棱角性及亲水性特征,用于增加混凝土粘性,便于制备合成骨料或隧道喷射混凝土。尾矿制备混凝土可极大缓解建材短缺并解决尾矿堆放造成的环境问题,对未来绿色建材发展提供了新思路。     

用硅钙渣烧制水泥熟料的研究

用不同比例的硅钙渣替代石灰石和黏土掺入水泥生料中,在不同的烧成温度(1200℃、1250℃、1300℃、1350℃、1400℃和1450℃)下进行煅烧,对烧成熟料的易烧性、矿物组成及矿物相的微观形貌进行分析.研究结果表明:在生料中掺加硅钙渣有助于液相形成、降低水泥熟料的烧成温度和改善生料的易烧性,更有利于烧成贝利特熟料,不利于烧成阿利特熟料.在生料中硅钙渣的掺量较高(60%)时,硅钙渣中微量氧化钠的存在使生料在烧成时形成不利于C3 S晶体形成和成长的碱性液相及价键较强AlO5-4和FeO5-4四面体,从而使烧成熟料中的C3 S矿物不论从外观还是Ca/Si摩尔比都接近C2 S矿物.