矿渣基轻质多孔地质聚合物的制备与孔结构研究

以矿渣微粉为主要原料,硅酸钠和氢氧化钠混合溶液为碱性激发剂,铝粉为发泡剂,制备地质聚合物基轻质多孔材料,系统研究了发泡剂、水灰比以及萘系减水剂对材料孔结构与物理性能的影响。结果表明,Al粉在碱性激发剂作用下快速反应生成H₂,促使地质聚合物浆体泡沫化形成多孔材料,且材料的干密度和抗压强度随Al粉掺量的增加迅速降低。当Al粉掺量超过0.40%(质量分数,下同),泡孔急剧增大,导致泡孔聚并,强度显著降低。提升水灰比可降低泡孔生长阻力,促使密度快速减小。但水灰比＞0.40后,浆体黏度和激发剂浓度显著降低,凝结时间延长,孔径增大,结构劣化,其最优水灰比为0.35。此外,萘系减水剂可有效调节多孔地质聚合物的孔结构,仅添加0.4%的萘系减水剂即可促使孔径分布均一,孔壁完整性提升,试样抗压强度提升。     

纤维石膏基复合墙材基本力学性能试验研究

以原状脱硫石膏、粉煤灰、矿渣作为基本材料,运用正交试验研究了由NaOH、生石灰和水泥组成的复合碱性激发剂对于原状脱硫石膏-粉煤灰-矿渣复合胶凝材料基本力学性能的影响,确定了NaOH、生石灰、水泥的最佳掺量.在此基础上,研究了不同植物纤维、水胶比、减水剂对复合胶凝材料基本力学性能的影响,确定了纤维石膏基复合墙材的最佳配比.试验结果表明:NaOH、生石灰、水泥的最佳掺量分别为0.5％,8％,10％,该复合墙材选用苎麻纤维和萘系减水剂为宜,最佳掺量分别为2％和1％,最佳水胶比为0.38,所有组分均在脱硫石膏、粉煤灰和矿渣质量和的基础上按质量比外掺.     

接枝磺化木质素高效减水剂的配伍性能研究

以酸析木质素为原料,通过接枝、磺化和缩合制得接枝磺化酸析木质素GSAL,研究了它与木质素磺酸盐和消泡剂的配伍性能。结果表明:GSAL分别与木质素磺酸盐及其改性产品复配,可得到减水剂GSAL1和GSAL2。当水灰比为0.29、掺量w(GSAL1)=0.6%时,水泥净浆流动度达243mm;掺量w(GSAL2)=0.8%时,水泥净浆初凝时间延长110min,终凝时间延长约7h。掺量w(GSAL1)=0.8%时,水泥净浆减水率为21.4%,砂浆3d和7d的抗压强度比分别为163%和143%,其对水泥的减水增强作用超过了萘系高效减水剂FDN。GSAL与消泡剂的复配产品起泡性降低,水泥净浆流动度、新拌砂浆密度和砂浆抗压强度比均增大,GSAL与磷酸三丁酯配伍后的综合性能最佳。     

复合助磨剂对水泥性能的影响

三乙醇胺和木质磺酸盐、萘系减水剂组成的复合助磨剂,在三乙醇胺掺量较小时,复合助磨剂都有一定的助磨效果,然而当三乙醇胺掺量增大时,对比表面积增长不利;三乙醇胺、木质磺酸盐、萘系减水剂单掺或复合都可能提高胶砂强度,特别在萘系减水剂(单掺或复合)的掺入情况下对胶砂强度提高最有利。选择0.5%萘系减水剂和0.03%三乙醇胺的复合,水泥胶砂流动度和强度有所提高。     

碱激发矿渣/粉煤灰胶凝材料力学性能研究

采用矿渣、粉煤灰为原料,液体水玻璃、固体水玻璃、固体NaOH为激发剂,研究Na_2O掺量、模数、粉煤灰掺量、萘系减水剂掺量对矿渣/粉煤灰胶凝材料胶砂强度、凝结时间的影响。结果表明:液体水玻璃最佳Na_2O掺量6%、模数1.00,28d抗压强度63.0MPa、抗折强度12.2MPa;固体水玻璃最佳Na_2O掺量4%、模数0.50,28d抗压强度20.5MPa、抗折强度6.3MPa;随着萘系减水剂掺量的增加,胶凝材料的凝结时间增加,萘系减水剂掺量1.5%的初凝时间362min、终凝时间392min、间隔30min,缓凝效果显著。     

石膏对硅酸盐水泥与萘系减水剂相容性的影响

采用Marsh筒法研究了石膏的种类及掺量对硅酸盐水泥与萘系减水剂相容性的影响。研究结果表明：①水泥中掺加石膏的种类对萘系减水剂的饱和掺量点影响不大。②掺加脱硫石膏的水泥浆体的初始Marsh时间要小于掺加二水石膏的水泥浆体。当减水剂掺量较小时,掺加脱硫石膏时水泥浆体的60minMarsh时间要小于掺加二水石膏的;而当减水剂掺量在2．1％以上时,情况则反之：达到饱和掺量点后,掺有二水石膏的水泥浆体的Marsh时间经时损失率要小于掺有脱硫石膏的水泥浆体。⑨在萘系减水剂的掺量较小时,随着水泥中石膏掺量的增加,水泥浆体的Marsh时间呈减小趋势;当萘系减水剂掺量增加到一定程度时,随着水泥中石膏掺量的增加,这种趋势不再明显。④对于初始Marsh时间来说,随着石膏掺量的增加,减水剂的饱和掺量点明显下降。而对于60minMarsh时间来说,随着石膏掺量的增加,减水剂的饱和掺量点则保持不变。     

基于土聚水泥生土材料改性试验研究

生土材料是一种传统的古老的生态建筑材料,但由于强度低,耐水性差难以在现代建筑工程中发挥作用.本文提出了一种以偏高岭土作为主要原材料的土聚水泥用于生土材料改性,通过试验分别研究了碱性激发剂掺量、激发剂种类以及促硬剂对土聚水泥改性生土材料力学性能及耐水性影响.研究结果表明,采用浇筑成型的方式,土聚水泥改性生土材料,其28 d抗压强度可达到18.0 MPa,软化系数为0.90.土聚水泥非常适合用于生土材料改性.     

减缩抗裂型混凝土超塑化剂的性能及其作用机理

开发了一种新型的减缩抗裂型超塑化剂(shrinkage-reducing and anti-cracking polycarboxylate-based superplasticizer,SRPCA),掺量为水泥质量的0.2%时,减水率可达22.3%,且增强效果明显.和掺传统萘系减水剂的混凝土相比,掺SRPCA的混凝土90d的自收缩率和干燥收缩率分别降低了52.1%和44.9%.平板和圆环开裂实验证实:SRPCA大大提高了混凝土的抗裂能力.SRPCA的减缩抗裂效果基本接近减缩剂掺量为胶凝材料总质量2%的减缩抗裂效果,但SRPCA的掺量不到复掺萘系减水剂和减缩剂的1/10.     

改性材料对生土物理力学性能的影响及作用机理

生土材料强度低、耐水性差的缺点限制其在生土建筑中的应用,为满足现代生土建筑的要求,有必要对生土的改性进行深入的研究.本文主要研究了水泥、矿渣、粉煤灰和水玻璃对改性生土力学性能及耐久性的影响,并通过XRD、SEM等微观分析,探究了改性材料的作用机理.实验结果表明:当m(生土)∶m(矿渣)∶m(砂)∶m(激活剂)∶m(减水剂)=0.6∶0.2∶0 2∶0.01∶0.01,在水料比为0.15时,制备出的生土改性材料,其强度达到了25.3MPa,软化系数为0.89,冻融系数为0.85.     

不同因素对粉煤灰水泥胶砂强度影响的研究

采用正交试验法探讨外加剂及工艺参数等不同因素对粉煤灰水泥胶砂强度的影响,确定水泥胶砂强度性能的最佳配方。结果表明:对粉煤灰水泥胶砂试样3d抗压强度的影响从大到小的次序为粉磨时间、激发剂掺量、水灰比、助磨剂掺量、减水剂掺量、助磨剂品种、激发剂品种;对粉煤灰水泥胶砂试样28d抗压强度的影响从大到小的次序为粉磨时间、减水剂掺量、激发剂掺量、助磨剂掺量、助磨剂品种、激发剂品种、水灰比。正交试验法确定的粉煤灰水泥胶砂试样的最佳配方为:激发剂选用Ca Cl2,掺量为2%;助磨剂选用丙三醇,掺量为0.03%;减水剂掺量为1.5%;粉磨时间为15min;水灰比为0.4。