超轻泡沫混凝土孔结构调控措施研究

泡沫混凝土是以水泥为主要胶凝材料,通过化学发泡工艺制备而成的一类轻质多孔材料.孔结构是影响泡沫混凝土性能的重要技术特征,改善超轻泡沫混凝土的性能必须从调控孔结构入手.研究了掺入消泡剂、增稠剂、硅灰、稳泡剂和纤维对超轻泡沫混凝土(120 kg/m3)孔结构特征参数的影响规律.结果 表明:掺入适量消泡剂,泡沫混凝土孔径增大、孔径分布更集中.随增稠剂掺量增加,泡沫混凝土的平均孔径和孔形状因子均减小.稳泡剂能提高料浆中气泡的稳定性和大孔比例.掺入适量的硅灰和聚丙烯纤维能降低泡沫混凝土气孔形状因子,使气孔更接近球形.推荐了超轻泡沫混凝土最优配合比,为调控超轻泡沫混凝土孔结构提供了理论基础.     

掺煤矸石泡沫混凝土制备及力学性能

将粉磨之后的煤矸石掺入混凝土中制备了煤矸石泡沫混凝土,并研究了煤矸石的粉磨时间一定时煤矸石的掺量,以及煤矸石掺量固定时煤矸石的粉磨时间对掺煤矸石泡沫混凝土的体积密度、扩展度和抗压强度的影响.结果 表明,水料比为0.37时,煤矸石对泡沫混凝土的体积密度无明显影响.水料比为0.27时,掺煤矸石泡沫混凝土的体积密度随煤矸石粉掺量的增加先减小后增加.泡沫混凝土的抗压强度随着材料的水料比以及煤矸石掺量的增加而降低.此外,泡沫混凝土的抗压强度随着煤矸石粉磨时间的增加而先增加后降低,粉磨时间为75 min时,其抗压强度最大.     

泡沫混凝土孔隙结构的试验研究

为开展泡沫混凝土细观孔隙结构的研究,采用正交试验法研究水胶比、粉煤灰掺量和砂胶比等三项因素对泡沫混凝土孔隙率和等效平均孔径的影响.试验结果表明:孔隙率具有随水胶比和粉煤灰掺量增大而减小、随砂胶比增大而增大的特征,粉煤灰掺量和砂胶比因素的影响较为显著;等效平均孔径与水胶比、粉煤灰掺量和砂胶比均呈正相关关系,对600级泡沫混凝土三项影响因素的极差分别为0.045、0.097和0.079,粉煤灰的影响最为显著;对900级泡沫混凝土三项影响因素的极差分别为0.031、0.036和0.073,砂胶比的影响最大,且粉煤灰的需水量对平均孔径的影响较大.     

渭北煤矸石制备高性能泡沫混凝土的研究

对澄合矿区煤矸石进行理化分析,选择出适合制备泡沫混凝土的煤矸石及其粒度,经正交实验探究影响制备泡沫混凝土的主要因素及最佳泡沫加入量条件,并对减水剂的影响进行探究。结果表明,WX矿自然级煤矸石最适于制备泡沫混凝土;在发泡剂发泡温度90℃,发泡时间4 h,加入泡沫量40 m L,煤矸石粒度为250²00目,并有减水剂加入时,制备出的泡沫混凝土抗压强度最强,达到3. 28 MPa。     

大掺量粉煤灰对泡沫混凝土抗压强度的影响

用粉煤灰代替水泥量高达75%时，泡沫混凝土的抗压强度不会显著降低。使用分级工业区或未分级灰，粉煤类泡沫混凝土的抗压强度没有明显不同。     

粉煤灰对泡沫混凝土气孔结构及抗压强度的影响

结合压汞法和图像分析技术Image-Pro plus等测试手段,对泡沫混凝土气孔结构进行表征,研究了不同粉煤灰对泡沫混凝土抗压强度和孔结构的影响.分析了不同粉煤灰制备的泡沫混凝土孔结构与抗压强度的关系,进而得出粉煤灰对泡沫混凝土的作用机理.研究结果表明:粉煤灰作用于泡沫混凝土主要是对泡沫混凝土孔结构的改善从而影响泡沫混凝土的抗压强度.二级粉煤灰经过机械粉磨之后,虽然其火山灰胶凝活性得到提升但由于其形态效应被破坏,对泡沫混凝土的孔结构的优化作用不及一级粉煤灰,使泡沫混凝土的和易性降低.磨细二级粉煤灰在泡沫混凝土中的掺量应低于20％,一级粉煤灰的合适掺量为40％.     

天然浮石混凝土孔结构对其抗压强度影响的研究

为了研究天然浮石混凝土孔结构对抗压强度的影响,采用核磁共振与压汞相结合对比进行,引入分形维数理论研究0.2μm以上的孔体积分形特征,建立分形维数与抗压强度、分形维数与孔隙率的关系模型.结果表明:天然浮石混凝土的孔结构特征与其抗压强度之间存在一定的关系;养护龄期7～28 d内,孔径大于0.2μm的有害孔分形维数增加,孔结构分布更加复杂,抗压强度变化较大;养护龄期28～90 d内,孔径大于0.2μm的有害孔分形维数变化很小,抗压强度变化也趋于平稳.     

陶粒泡沫混凝土配合比对抗压强度的影响研究

采用正交试验的方法,对陶粒掺量、水灰比和粉煤灰掺量对陶粒泡沫混凝土抗压强度的影响进行研究,以实现优化配合比、提高强度的目的。试验结果表明：粉煤灰掺量对陶粒泡沫混凝土抗压强度影响最大,陶粒掺量次之,水灰比最小;推荐配合比为：陶粒掺量为10%～20%,粉煤灰掺量为10%～15%,水灰比为0.4～0.5,其抗压强度最高。     

镍铁渣砂对泡沫混凝土孔结构及收缩开裂性能的影响

本文采用镍铁渣机制砂(简称镍铁渣砂)制备泡沫混凝土,研究镍铁渣砂对泡沫混凝土抗压强度、变形及收缩开裂的影响,并采用SEM、X-CT研究泡沫混凝土微观结构。结果表明,镍铁渣砂掺量为5%(质量分数,下同)时泡沫混凝土的抗压强度最高,而镍铁渣砂掺量超过10%时会引入界面缺陷,降低混凝土的强度。镍铁渣砂能够约束基体的变形,减少水泥用量,降低泡沫混凝土的收缩,提高其抗裂性能。当镍铁渣砂掺量由0%增加到20%时,泡沫混凝土的抗裂等级由V级提高到II级。镍铁渣砂具有作为泡沫混凝土生产原料的潜力。     

充填用煤矸石泡沫混凝土的制备与性能研究

以未经煅烧煤矸石5 mm筛下颗粒料和普通硅酸盐水泥制备密度为800 ～ 1200 kg/m3充填用煤矸石泡沫混凝土.研究了早强剂与煤矸石泡沫料浆的相容性及其早强效果和煤矸石泡沫混凝土抗压强度影响因素,测定了泡沫混凝土的应力-应变曲线,对断面形貌进行了观察.研究结果表明,3种早强剂与煤矸石泡沫料浆都有很好的相容性,氯化钙的早强效果最好;随着密度增大、龄期延长、水泥掺量增加、水泥等级提高,泡沫混凝土的强度增加;潮湿环境下煤矸石泡沫混凝土的抗压强度不降反升;遭受破坏时泡沫混凝土能维持一定时间较大应力;随着泡沫混凝土密度减小,孔径变大,气孔分布不均匀性增大.     

干湿循环下煤矸石混凝土孔结构特性及抗氯离子侵蚀机理

氯离子侵蚀是影响混凝土耐久性的重要因素。通过干湿循环试验,研究了煤矸石混凝土的抗氯离子侵蚀性能,分析了煤矸石体积取代率(0%、20%、40%、60%)对氯离子浓度分布和表观扩散系数的影响。通过压汞试验,测定了煤矸石混凝土的孔结构参数,通过计算其孔隙体积分形维数,研究了孔结构对煤矸石混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响。结果表明:随着煤矸石掺量的增加,自由氯离子的浓度先减小后增加,而表观扩散系数先增加后减小;煤矸石掺量为40%时,混凝土密实性最好,孔隙体积分形维数最大;与未添加煤矸石的混凝土相比,掺量40%的煤矸石混凝土氯离子浓度最低,此时抗氯离子侵蚀性能最好,且表观扩散系数下降35.68%。     

利用煤矸石制备微晶泡沫玻璃的研究

研究了以废玻璃和煤矸石为主要原料,采用烧结法制备新型微晶泡沫玻璃。该材料以透辉石CaMg(Si2O6)和硅灰石CaSiO3为主晶相,密度是0.93 g.cm-3,抗压强度为6.7 MPa。本研究为煤矸石的综合利用开辟了一个新的途径,具有明显的环境效益、经济效益和社会效益。     

泡沫掺量对发泡碱激发矿渣聚合物性能和孔隙特征的影响

以水玻璃激发矿渣为胶凝材料,采用压缩空气发泡方式制备了泡沫矿渣聚合物材料,通过Image-Pro plus(IPP)表征了不同泡沫掺量下泡沫矿渣聚合物的孔隙结构特征,并研究了泡沫掺量对泡沫矿渣矿物聚合物干密度、抗压强度和导热系数的影响.结果表明:当泡沫掺量为4.45%~10.70%(质量分数)时,随泡沫掺量增加,泡沫矿渣聚合物的孔隙率增加、平均孔径及孔圆度值增大,泡沫矿渣聚合物相应的干密度、抗压强度和导热系数均呈负指数关系降低且相关性强;当泡沫掺量为4.45%~12.00%(质量分数)时,所制备碱激发矿渣聚合物泡沫材料的干密度389~1325 kg/m3、抗压强度1.12~17.81 MPa、导热系数0.0813~0.2211 W/(m·K),其综合性能优于通用水泥泡沫混凝土制品.     

冻融作用下活化煤矸石粉混凝土损伤劣化规律

为促进寒冷地区煤矸石在混凝土中的应用,通过机械-微波方式对煤矸石进行复合活化,从表观形貌、质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度和劈裂抗拉强度等方面对煤矸石粉混凝土的损伤劣化规律进行了研究,并使用扫描电子显微镜、核磁共振波谱仪和X射线衍射仪等研究了活化煤矸石粉对混凝土抗冻性能的改性机理。结果表明:20%(质量分数)掺量下活化煤矸石粉对混凝土抗冻性能改善效果最好,且经300次冻融循环后,质量损失率和相对动弹性模量分别为2.32%和91.32%,抗压强度和劈裂抗拉强度分别下降了16.40%和26.12%;活化煤矸石粉能填充、细化孔隙,且其二次水化能消耗水泥水化产物Ca(OH)₂,产生C-S-H和C-A-S-H,提升水泥石密实程度,改善孔结构,使大孔占比减少。     

泡沫掺量对泡沫混凝土孔结构及铅离子吸附性的影响

以P·O42.5硅酸盐水泥为主要原材料,采用压缩空气发泡方式制备了泡沫混凝土,通过立体显微镜观察并表征不同泡沫掺量下泡沫混凝土孔结构,基于不同孔结构研究了泡沫混凝土对Pb2+的吸附作用.研究结果表明,当泡沫掺量为3.77％～ 5.28％时,随泡沫掺量增加气孔的圆度逐渐增大,平均弦长和气孔间距系数均随泡沫掺量增加而逐渐增大,小于0.2 mm的孔含量逐渐减少,0.2～2 mm的孔含量增加,2～4 mm的孔含量显著增加.泡沫混凝土对Pb2+的吸附在动力学上符合准二级动力学模型,等温吸附符合Langmuir吸附等温式,以化学吸附为主.泡沫混凝土对Pb2+的吸附容量高,吸附速率较快,可广泛应用于含Pb2+废水的处理.     

硅酸盐-硫铝酸盐水泥超轻泡沫混凝土孔结构及性能研究

本文研究了不同比例的硅酸盐、硫铝酸盐水泥混合体系超轻泡沫混凝土的凝结时间和抗压强度,并对一定比例的硅酸盐-硫铝酸盐水泥超轻泡沫混凝土与纯硅酸盐水泥、纯硫铝酸盐水泥超轻泡沫混凝土进行了孔结构对比研究与性能测试.结果表明:硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥混合制备的超轻泡沫混凝土,具有凝结硬化快、孔径小而均匀、抗压强度高、保温隔热性能好的特点.     

基于裹浆工艺的煤矸石混凝土性能研究

采用裹浆工艺对煤矸石骨料进行预处理,研究原状煤矸石骨料与不同浆体裹浆煤矸石骨料的吸水率、压碎值和干湿、冻融环境下的劣化行为以及裹浆煤矸石混凝土的强度和耐久性能,并分析骨料性能强化与混凝土性能提升的相关性。采用XRD、SEM分析原状煤矸石骨料与裹浆煤矸石骨料干湿、冻融循环前后的矿物组成、微观形貌和界面过渡区。结果表明,原状煤矸石骨料吸水率高,硬度低,在干湿、冻融环境下劣化明显,裹浆后煤矸石骨料性能提升。原状煤矸石混凝土强度与耐久性能较差,裹浆后煤矸石混凝土性能得到增强,骨料性能与混凝土性能相关性良好。煤矸石骨料劣化的主要原因是黏土矿物吸水后在干湿、冻融环境下软化失稳,而裹浆可以起到隔绝水分的作用,从而使骨料性能得到强化。骨料强化以及骨料与砂浆基体的结合程度提高共同促进了裹浆煤矸石混凝土性能提升。     

煤矸石制备辅助胶凝组分增钙煅烧的实验研究

采用增钙煅烧技术提高煤矸石的辅助胶凝性能,效果显著。增钙煅烧活化的煤矸石与单纯热活化的煤矸石相比,矿物组分中新增加的矿物有CaSO_4、少量的CaO·Al_2O_3及未煅烧完全的CaCO_3。增钙煅烧活化后的煤矸石结构都呈疏松状态,且结构中已出现部分熔融状态,这些熔融物填充了煅烧过程中成分挥发后留下的空隙。