脱硫石膏制备超硫胶凝材料

研究旨在开发一种以烟气脱硫石膏为主要原料,矿渣粉为活性成分,熟料、钢渣作为碱性激发剂的超硫水硬性胶凝材料。该胶凝体系脱硫石膏掺量高达45%,且以2%熟料激发时,3d抗压强度达20.5MPa,28d为48.7MPa;而以8%钢渣激发,分别达15.8MPa和50.7MPa。XRD和SEM分析表明,脱硫石膏-矿渣-激发剂体系的水化产物主要是钙矾石和C-S-H凝胶。脱硫石膏在水化过程中一部分参与水化形成水化产物钙矾石,其余部分被水化产物所包裹起集料骨架作用。     

高铝水泥对磷石膏基水硬性胶凝材料性能的影响

研究了高铝水泥对磷石膏-矿渣-钢渣免煅烧水泥体系的强度、凝结时间及标准稠度等性能的影响规律,并通过XRD和SEM分析探讨了该水泥体系的水化机理,分析得出该水泥体系的水化产物主要是钙矾石和C-S-H凝胶。结果表明,高铝水泥的加入可以有效提高磷石膏-矿渣-钢渣免煅烧水泥体系的早期强度并缩短凝结时间,使水化产物钙矾石生成量明显增加,从而有效提高该胶凝材料的水化性能;当掺入6%的高铝水泥时,可以制备出3d抗压强度为4.5MPa,28d抗压强度达35MPa左右的高铝-磷石膏基水硬性胶凝材料。     

用于钢矿粉复合激发剂的试验研究

采用正交试验法确定适用于钢矿粉复合激发剂的最优配比,并通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析激发剂对钢矿粉水化产物及胶凝材料微观形貌的影响。结果表明,钢矿粉中复合激发剂的最优掺量配比(质量分数)为半水脱硫石膏2.0%、二水脱硫石膏1.5%、氢氧化钠0.2%,在钢渣掺量为钢矿粉的30%时,掺入复合激发剂的钢矿粉7,28 d活性指数分别达90%,98%。微观分析显示,激发剂能促进钢矿粉的水化与钙矾石(Aft)的生成,同时吸收氢氧化钙,进而改善胶凝体系力学性能。     

掺合料对过硫磷石膏矿渣水泥早期性能的影响

研究了矿物掺合料偏高岭土、硅灰、硫铝酸盐水泥和外加剂水玻璃对过硫磷石膏矿渣水泥凝结速率、早期强度等早期性能的影响规律,并通过XRD、SEM等对过硫磷石膏矿渣水泥的水化及结构发展进行了研究。结果表明,在过硫磷石膏矿渣水泥中掺加水玻璃和偏高岭土,能显著提高该水泥的凝结速率和早期强度,3d、7d、28d抗压强度分别达到17MPa、32MPa、46MPa。     

碱渣-矿渣基胶凝材料的制备及水化特性研究

为了探索碱渣在碱激发矿渣胶凝材料中大宗利用的可行性,以硅酸盐水泥熟料和硬石膏为激发剂,制备出达到32.5 R复合硅酸盐水泥抗压强度等级的碱渣-矿渣基复合胶凝材料.采用X射线衍射(XRD)、热重(TG)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的水化产物和微观特征进行研究.结果表明：该材料的水化产物主要为水化硅酸钙(CSH)凝胶、针棒交织状钙矾石(AFt)、片层交织状Friedel’s盐(Fs),AFt和Fs发挥骨架支撑作用,CSH凝胶将骨架与未水化反应颗粒黏结在一起,同时填充在水化产物空隙中.胶凝材料宏观抗压强度主要与250℃以下水化产物分解所引起的失重率成正相关,失重率越大,抗压强度越高.     

利用矿渣、脱硫渣及炉渣制备胶凝材料试验研究

直接利用原状脱硫渣与矿渣和炉渣混合后,在水泥熟料、石灰激发剂的作用下,可形成具有较高强度的胶凝材料。通过配合比设计、强度测试,探讨了碱激发剂、脱硫渣含量、养护方式对矿渣-脱硫渣-炉渣胶凝材料强度的影响;并通过XRD、SEM等微观结构测试方法,分析了所制备的胶凝材料的主要水化产物及微观结构。研究结果表明,胶凝材料各组分的比例为w(水泥熟料)∶w(矿渣)∶w(炉渣)∶w(脱硫渣)∶w(石灰)=1∶6∶0.9∶1.8∶0.3时胶凝材料具有良好的性能,其水化主要产物为针状钙矾石和絮状水化硅酸钙。     

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%.     

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。     

碱渣复合胶凝材料制备无熟料混凝土

碱渣作为氨碱法制备纯碱过程中产生的固体废弃物,目前无较好的大规模处理利用方法.本文以最大限度利用碱渣为目的,利用碱渣、矿渣、钢渣和脱硫石膏为复合胶凝材料,铁尾矿砂和废石为骨料制备无熟料混凝土.胶凝材料中碱渣掺量30%、矿渣45%、钢渣15%、脱硫石膏10%时,无熟料混凝土的28 d抗压强度可达38.33 MPa.通过XRD、SEM-EDS、TG-DSC和IR等表征方法研究了复合胶凝材料体系的水化产物及水化过程,结果表明该复合胶凝材料的水化产物主要为C-S-H凝胶、钙矾石（AFt）和 Friedel盐（FS）.对碱渣、矿渣、钢渣和脱硫石膏4种固废之间的协同反应机理进行分析,阐述了水化产物的生成过程.对全固废混凝土做耐久性分析发现,混凝土抗冻性及抗碳化性能良好,但干燥收缩性能和抗硫酸盐侵蚀性能不佳.分析了碱渣无熟料混凝土的制备条件、应用方向和应用前景,为固体废弃物的无害化和资源化利用提供科学依据.     

超细CaCO3增强硫铝酸盐水泥强度的研究

在硫铝酸盐水泥硬化体中,钙矾石主要以柱状、棒状而存在,这对水泥的性能产生了不利影响。探讨了超细CaCO3对硫铝酸盐水泥进行改性的研究。试验结果表明,超细CaCO3掺量为3%时,明显改善了硫铝酸盐水泥的强度,其28 d净浆与砂浆抗压强度分别达到100.6 MPa和94.1 MPa,且水泥的28 d砂浆抗折强度高达12.5 MPa。SEM显示掺超细CaCO3硫铝酸盐水泥硬化体中难以发现大颗粒状的水化硫铝酸钙晶体,结构较致密、均匀。