无熟料胶凝材料胶砂与混凝土性能的试验研究

以矿渣、粉煤灰、钢渣、铁尾矿微粉、熟石灰、脱硫石膏等为原材料研究无熟料胶凝材料的制备及其胶砂、混凝土性能。结果表明：无熟料胶凝材料标准稠度用水量在28.5%～30.5%之间,初凝时间均大于150 min,终凝时间在200～460 min之间;不掺加水泥的无熟料胶凝材料,早期钢渣含量较高的通用胶砂抗压强度较高,其专用胶砂抗压强度也较高且56 d时可达50 MPa;掺入不超过胶凝材料5%的P·Ⅰ型硅酸盐水泥的无熟料胶凝材料,钢渣含量较低、石膏含量较高的通用和专用胶砂抗压强度都相对较高,较优组别专用胶砂抗压强度28 d可达35 MPa, 56 d达到45 MPa;选用胶砂强度较优的胶凝材料配比进行混凝土试验,无熟料胶凝材料混凝土工作性能良好,28 d抗压强度满足C20～C25混凝土强度要求,56 d满足C25～C30混凝土强度要求。     

粉磨方式对铁尾矿-矿渣基胶凝材料的性能影响

通过激光粒度分析、RRB(Rosin-Rammler-Bennett)方程拟合、强度测定、X-射线衍射(XRD)测试及孔结构测试等手段,研究了混合粉磨、单独粉磨、梯级粉磨这三种粉磨方式对铁尾矿-矿渣基胶凝材料的性能的影响.结果表明:在粉磨能耗相等的条件下,梯级粉磨制备的铁尾矿-矿渣基胶凝材料的颗粒群分布、强度、水化进程及孔结构优于混合粉磨和单独粉磨.另外,在常温下,利用梯级粉磨制得的铁尾矿-矿渣基胶凝材料与尾矿砂配合,制备了28 d抗折强度24.4 MPa、抗压强度97.0 MPa的高强砂浆.     

铁尾矿粉-脱硫灰胶凝材料的制备及性能研究

为提高铁尾矿和脱硫灰等工业固废的综合利用,利用氢氧化钠和硫酸钙作为复合激发剂,铁尾矿粉、脱硫灰和矿渣微粉为原料,制备铁尾矿粉-脱硫灰胶凝材料。开展正交试验分析铁尾矿粉掺量、脱硫灰掺量、氢氧化钠掺量和硫酸钙掺量对胶凝材料抗压强度的影响,并进行配合比优化。结合X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的微观结构进行分析表征。结果表明:对胶凝材料3 d、7 d和28 d抗压强度影响最显著的分别是氢氧化钠掺量、铁尾矿粉掺量和硫酸钙掺量;铁尾矿粉、脱硫灰、氢氧化钠和硫酸钙的最佳掺量分别为20%、10%、1%和9%(质量分数),此时,胶凝材料3 d抗压强度为4.59 MPa,28 d抗压强度为18.44 MPa,微观结构致密,宏观强度最高。     

复合胶凝材料对混凝土抗压强度的影响

以不同比例的粉煤灰、矿粉、天然矿物和活化剂，进行双掺、三掺和四掺配制成复合胶凝材料，并按不同比例等量替代水泥配制C30混凝土（水胶比为0．49），然后测定各试样混凝土拌合物的坍落度以及7d，28d，60d的混凝土抗压强度。结果表明：（1）以粉煤灰、矿粉、天然矿物和活化剂四掺配的复合胶凝材料35％～40％等量替代水泥，其拌合物的坍落度比基准混凝土提高15％-33％，其混凝土的60d龄期抗压强度可比基准混凝土提高9％-14％以上；（2）试验条件下最佳的复合胶凝材料配料方案为：粉煤灰30％－50％、矿渣30％－60％、天然矿物5％－10％、活化剂为5％－10％。     

胶凝材料体系对透水混凝土性能的影响

选取了水泥(Cement,C)、水泥-粉煤灰(Cement-Fly ash,C-FA)、水泥-硅灰(Cement-Silica fume,C-SF)和碱激发粉煤灰矿渣胶凝材料(Alkali-activated Fly ash-Slag,AA-FA-SL)四种胶凝材料体系制备了透水混凝土,并研究了不同胶凝材料体系对透水混凝土抗压强度、透水性能及耐酸雨侵蚀性能的影响.结果 表明:C体系透水混凝土透水性能较好,但抗压强度和耐酸雨侵蚀性需进一步提高;C-FA体系透水混凝土具有较好的耐酸雨侵蚀性能,但抗压强度偏低;C-SF体系和AA-FA-SL体系透水混凝土均有合适的抗压强度和耐酸雨侵蚀性能,虽然透水性能略低于C体系透水混凝土但仍能满足工程排水需求;综合考虑使用性能、经济成本以及社会环境效益,制备高性能透水混凝土可优先选用AA-FA-SL胶凝体系.     

熟料—矿渣—粉煤灰三组份胶凝材料的长期性能研究

大坝混凝土除少数特殊部位外,大都强度不高,但其它性能要求较高,为适应三峡大坝混凝土的需要,我们提出了既高掺粉煤灰,又维持较高的水泥熟料含量,各种性能都较好的胶凝材料配比方案,通过系统的试验研究,论证了它的可靠性,同时对粉煤灰在水泥中的最大允许掺量和粉煤灰的水化作了探讨。     

大掺量钢渣微粉胶凝材料的研究

分析了宝钢转炉钢渣微粉的物理和化学性能,表明钢渣微粉具有一定的潜在活性,可以用于制备胶凝材料。尝试了大掺量钢渣微粉胶凝材料的配合比试验,发现通过加入激发剂激发钢渣微粉的潜在活性,最高可使钢渣粉胶凝材料的抗压强度达到42.5 MPa以上,且安定性合格,可以用作混凝土的胶凝材料。     

新型混凝土用绿色复合胶凝材料的试验研究

掺入不同比例的粉煤灰、矿粉、天然矿物和活化剂配置C30混凝土(水胶比为0.49),测定了混凝土的坍落度以及7d、28d、60d的抗压强度.通过分析各C30混凝土的性能,确定了复合胶凝材料中粉煤灰的掺量为30%～50%,矿渣的掺量为30%～60%,天然矿物的掺量为5%～10%,活化剂的掺量为5%～10%.     

掺加改性辅助胶凝材料混凝土实海服役试验研究

对掺加改性辅助胶凝材料混凝土进行实海服役试验,研究0.5年、1年、1.5年实海服役条件下改性辅助胶凝材料对混凝土力学性能及耐久性能的影响.结果表明:在实海服役1.5年内,海水对混凝土结构具有较强的侵蚀效果,掺加改性辅助胶凝材料能显著提高混凝土抗压强度,C50混凝土电通量降低到500 C以下;相同渗透深度混凝土氯离子含量降低效果显著,微观结构有效改善,结构耐久性大大提高.     

碱激发胶凝材料及混凝土研究进展

综合评述了碱激发胶凝材料及其混凝土的研究进展,总结了影响碱激发胶凝材料性能的主要因素,着重介绍了采用碱激发胶凝材料配制的混凝土性能最新研究进展,包括新拌混凝土拌合物和易性、硬化混凝土强度和抗化学侵蚀、碱集料反应、对钢筋的保护作用等耐久性问题以及硬化混凝土变形性能等,并提出当前研究存在的问题和今后研究的发展方向.     

铁尾矿粉对混凝土性能的影响研究

将铁尾矿原粉和磨细铁尾矿粉与矿渣粉按照不同比例(分别为2:8、4:6和6:4)复掺配成矿物掺合料,并以30%、40%和50%的比例掺入混凝土中,研究其对不同水胶比(分别为0.3、0.4和0.5)混凝土流动性和抗压强度的影响。结果表明:无论矿物掺合料复掺比例及掺量多少,水胶比仍然是影响铁尾矿粉混凝土流动性和强度的主要因素,即随水胶比增大流动性提高,强度降低。铁尾矿粉和矿渣粉的复掺比例及矿物掺合料总量对流动性的影响取决于复掺后颗粒的搭配情况,当颗粒搭配合理时,即形成了较为紧密堆积,混凝土拌合物的流动性最好。由于铁尾矿粉活性低,所以其掺量增大,混凝土抗压强度呈现下降趋势。相比铁尾矿原粉,磨细铁尾矿粉有助于提高混凝土的抗压强度。     

铁尾矿粉对混凝土耐久性能的影响

以河北迁安铁尾矿砂为原料,采用机械与化学-机械活化粉磨制得铁尾矿粉为矿物掺合料,研究了其对混凝土耐久性的影响.通过研究其对硬化浆体的孔结构,混凝土的抗氯离子渗透性能,抗碳化性能以及抗冻融性能的影响得出:化学-机械活化铁尾矿粉最大程度地降低了硬化浆体的总孔隙率与孔隙连通性,同时其抗渗性能优于空白水泥、粉煤灰以及机械活化铁尾矿粉,并且具有良好的抗冻性;但其抗碳化能力略低于空白水泥与机械活化铁尾矿粉混凝土.     

铁尾矿微粉复合矿物掺合料的试验研究

为促进尾矿资源利用,开发新型矿物掺合料,将铁尾矿微粉和矿渣粉、粉煤灰复掺,研究了复合掺合料组成、比例及掺量对混凝土性能的影响。结果表明:铁尾矿微粉可取代粉煤灰与矿渣粉按1:1比例复掺,复合掺合料在胶凝材料中掺量不超过40%时,可以满足混凝土性能要求,技术效果与粉煤灰相当。初步试验证明了铁尾矿微粉作为矿物掺合料的技术可行性。     

铁尾矿粉-粉煤灰-矿渣粉复合掺合料对混凝土性能的影响

研究了铁尾矿粉单掺作掺合料对混凝土性能的影响,在此基础上系统研究了铁尾矿粉-粉煤灰-矿渣粉复掺作掺合料对混凝土坍落度、抗压强度的影响.研究结果表明,随着铁尾矿粉掺量的增加,混凝土坍落度呈先增大后减小趋势,抗压强度下降明显,铁尾矿粉的适宜掺量为15％;在掺量相同的条件下,掺加铁尾矿粉-粉煤灰-矿渣粉复合掺合料的混凝土强度明显高于单掺铁尾矿粉的混凝土强度,且混凝土工作性得到显著提高.用扫描电镜(SEM)、压汞仪对铁尾矿粉和复合掺合料的作用机理进行了研究.     

铁尾矿粉对C40混凝土性能的影响

随着选矿工艺的精进,铁尾矿排出的粒度越来越细.本文通过系统的试验,重点研究铁尾矿粉作为惰性掺合料对混凝土的力学性能、抗冻性能和抗渗性能的影响.研究结果表明:对于铁尾矿粉掺量为23％的混凝土,强度发展较快,相对于基准混凝土,28 d强度增长了29％;铁尾矿粉的掺入对混凝土的抗冻性能和抗渗性能均有不同程度的改善.     

铁尾矿陶粒混凝土的制备与性能分析

用铁尾矿陶粒替代普通混凝土天然粗骨料,根据《轻骨料混凝土技术规程》(JGJ/T 12—2019)设计配合比,制备LC30～LC40的铁尾矿陶粒混凝土.测定和计算其力学性能、耐久性、经济性,并与普通混凝土作对比.结果表明,铁尾矿陶粒混凝土能够满足《轻骨料混凝土技术规程》(JGJ/T 12—2019)中LC30配制强度,其...     

基于Design-expert的铁尾矿活性粉末混凝土配合比优化试验研究

针对铁尾矿活性粉末混凝土(RPC)原料控制因素繁多、配合比设计复杂的情况,为了制备达到RPC160级的混凝土,基于力学性能进行了配合比设计及优化研究.选取水胶比、胶集比、石英砂量、铁尾矿粒级、粉煤灰粉磨时间、硅灰掺量、钢纤维掺量等影响因素,并利用铁尾矿取代石英砂和粉煤灰取代硅灰,设置7因素4水平的正交试验,得到了RPC的抗压、抗折强度;运用软件Design-expert分析了强度试验结果,建立了响应曲面,拟合出响应曲面方程,并根据拟合方程优化了RPC的配合比.结果表明:以铁尾矿替代石英砂,粉煤灰取代硅灰可制备得到RPC160级混凝土;对抗压强度影响最大的两个因素是水胶比和铁尾矿粒级,对抗折强度影响最大的两个因素是钢纤维掺量和粉煤灰粉磨时间;提出了铁尾矿RPC抗压和抗折强度经验计算公式,根据设计强度指标优化了配比,给出了抗压强度≥170 MPa、抗折强度≥29 MPa的RPC各试验条件参数的范围,并通过验证试验证明了Design-expert软件优化结果的可靠性.     

水化产物对复合胶凝材料力学性能的影响

采用矿冶固体废弃物取代部分水泥制备胶凝材料用于矿山充填可实现对资源的有效利用,并减少固废中重金属排放对环境造成的破坏.本文利用铅锌冶炼废渣、尾矿制备出了具有一定力学强度的充填胶凝材料,其强度指标满足矿渣硅酸盐水泥的强度要求.通过扫描电子显微镜及X射线衍射分析研究了材料的水化产物种类及数量,从微观上阐述了在不同水化龄期和物料配比下,材料水化产物对强度发展的影响.综合考虑各因素后确定采用铅锌尾矿10％、冶炼渣54％、水泥熟料27％、添加剂掺量9％的配合比,可以制得较为理想的充填胶凝材料,其28 d抗折、抗压强度分别为7.03 MPa、34.07 MPa.