海排灰在道路水泥稳定类碎石材料基层中的应用

目的通过对海排灰原材料的物理力学性能试验和基于海排灰的二灰混合料的配合比设计的研究,为海排灰应用于道路基层提供可靠的理论和实践依据.方法进行配合比设计以及最佳配合比条件下不同含盐量对抗压强度的影响分析.结果在进行的6组试件中只有一组早期强度为1.27 MPa不能满足规范7 d强度大于1.5 MPa的要求,其他各组都能满足强度大于1.5 MPa的要求.海排灰中不同的氯盐含量对水泥海排灰碎石强度有影响：当二灰混合料中海排灰的氯盐含量在1.3%左右时,混合料28 d强度最高.当海排灰中氯离子含量大于1.3%时,二灰试件浸水后,氯离子融解到水中而使试件变疏松,强度会有所下降,但还能满足规范要求.结论海排灰中的氯盐含量对二灰混合料路用性能有一定影响,但能满足规范要求,可安全用于营口沿海产业基地路面基层.     

氯离子含量对海排灰底基层材料路用性能的影响

目的 分析不同含盐量的海排灰对水泥石灰海排灰碎石新型底基层材料路用性能产生的影响,确定海排灰能否应用于道路三灰碎石底基层建设.方法 采用额外掺入氯盐的方法,依据<公路工程无机结合料稳定材料试验规程JTG E51-2009>,对新型底基层材料进行路用性能试验,进而分析和评价氯离子含量对其路用性能的影响.结果 试验结果表明适量的氯盐对三灰混合料有早强剂作用,提高结合料的早期强度;海排灰混合料的干缩系数随着氯离子含量的增大而增大,而对温缩系数的影响不大;氯离子含量对结合料的抗冻性能受抗冻性能影响较大.结论 当结合料中氯盐含量不超过1.5%时,海排灰底基层材料各项路用性能均能达到<公路沥青路面设计规范>JTG D50-2006的要求,海排灰应用于道路底基层建设可行.     

离子型土壤固化剂固化土基层试验研究

以7 d无侧限抗压强度为评价指标,采用YES等3种离子型土壤固化剂进行固化土适配试验,确定YFS固化土适宜配合比,研究龄期、含水率、养护方式、浸水时间、压实度对YFS固化土无侧限抗压强度的影响,结合微观试验揭示固化土强度形成机理。结果表明:固化土适宜配合比为素土及按其质量比外掺0.02%(质量分数,下同)YFS固化剂、5%水泥;随龄期增长、压实度提升,固化土强度均有所提高;随含水率增加,固化土强度呈先增后减趋势;室温养护强度略低于标准养护强度,不同标准养护龄期试件强度随浸水时间延长略有下降,水稳定性良好;固化剂掺入后无新物质产生,可改善土壤颗粒结合方式,其微观结构以团聚体层叠为主;水泥掺入后有明显水化产物C—S—H凝胶生成,将其填充于团聚体间隙,土体整体结构更为密实,可提高土体抗压强度。     

水泥海排灰稳定碎石基层混合料配合比试验

目的 对水泥海排灰稳定碎石混合料进行配合比设计,确定海排灰基层材料应用于道路基层建设的可行性.方法 分析海排灰的技术性能,对基层混合料进行标准击实试验、抗压强度试验、劈裂强度试验.结果 确定了结合料总质量分数与集料总质量分数之间的最优比例为15:85;水泥质量分数与海排灰质量分数的最优比例为1:2,以及混合料的强度指标呈先快后慢的增长规律.当水泥质量分数为5%、海排灰质量分数为10%、集料质量分数为85%时,海排灰混合料形成最佳骨架一密实结构.结论 通过水泥海排灰稳定碎石基层混合料的配合比设计,确定了海排灰基层材料应用于道路基层建设可行.     

水泥镁渣固化粉砂土的抗剪强度试验研究

为了改善粉砂土的液化破坏特性,以银川西夏区的粉砂土为试验研究对象,采用2%,4%掺量的水泥和3%,6%,9%掺量的镁渣对粉砂土进行固化,通过龄期7 d,28 d的三轴剪切试验,研究了固化土抗剪强度指标的变化规律。结果表明,不同龄期试样的内摩擦角大小取决于水泥掺量;7 d龄期试样的最大黏聚力增加了103.0%,28 d龄期试样的最大黏聚力增加了73.8%,水泥和镁渣复合掺入粉砂土可以有效提高其黏聚力。试件的极限应变分析表明,水泥和镁渣掺入粉砂土中使得土样变形由柔性变形向脆性变形发展。     

水泥改良海南滨海砂早期强度参数研究

通过三轴剪切试验,研究了水泥掺量2%、6%、10%的海南东南部滨海砂养护1、3、5、7d早期强度参数的发展规律,并对水泥掺量不同时砂的胶结状态进行了微观试验,得到如下结论:在水泥掺量一定时,在养护龄期3d内,粘聚力快速增长,养护3d后,粘聚力增长速度放缓,养护龄期对水泥改良砂的内摩擦角影响很小;在相同的养护龄期条件下,随着水泥掺量的提高,水泥改良砂的内摩擦角和粘聚力均有提高,水泥掺量高于6%后,砂颗粒处于悬浮状态,随着水泥掺量的增加,内摩擦角基本不再增长,而粘聚力仍有较大增长,采用双曲线函数建立了水泥掺量10%以下、养护龄期7d内改良砂粘聚力、内摩擦角的经验公式.     

水泥基固化剂固化南沙软土的力学及微观试验研究

以普通硅酸盐水泥为基础,分别添加石灰、石膏、膨润土等外掺剂对广州南沙软土进行固化处理。通过直剪试验、无侧限抗压试验对固化土样进行了力学性能研究,分析了固化土体的内摩擦角、黏聚力、无侧限抗压强度随不同外掺剂掺入比及龄期的变化关系;通过扫描电子显微镜（ SEM ）研究了不同固化土样的微观结构特征。试验结果表明：与单掺水泥类似,添加不同外掺剂后土体的各个力学指标均随着外掺剂掺入比和龄期的增加而增大不同外掺剂对水泥加固淤泥效果的影响不尽相同,就后期强度而言石灰效果最佳,就早期强度而言石膏、膨润土效果都很好,膨润土相对更佳,且当强度要求一定时石膏和膨润土都能一定程度降低水泥使用量。这与固化后土体的微观结构有关。该研究成果可供类似研究和工程参考。     

不同养护龄期注浆材料力学性能与微观机理

为研究养护龄期对VAE乳液和碳纤维改性超细水泥浆结石体抗压强度的影响,对养护龄期为3 d、7 d、14 d的结石体进行室内单轴压缩试验。采用电子扫描显微镜(SEM)确定结石体微观结构,分析其微观固化机理。单轴压缩试验结果表明：随着养护龄期的增加,结石体的抗压强度逐渐提高,前期强度增长速率较快。SEM扫描结果表明：VAE乳液分子将水泥水化产物分子与碳纤维分子紧密包裹,使其成为一个致密的结合体,具有更强的力学性能。     

水泥固化温州污染土的力学性质和微观结构特性

在不同水泥掺量和龄期条件下对NaCl、油脂、Pb（NO₃）₂污染的温州软土进行水泥固化处理后,土体的强度得到改善。为进一步得出水泥固化处理对于不同污染土的处理效果,对水泥固化稳定不同的污染土进行了无侧限抗压强度试验和微观结构研究。分析了不同污染物类型、污染物掺入量、水泥掺入量以及养护龄期对水泥固化污染土强度特性的影响以及不同污染物浓度下水泥固化土微观结构的差异。试验结果表明：NaCl在一定范围内促进了水泥固化土早期强度的提高;油脂使水泥固化土的强度明显降低,压缩性增大;Pb（NO₃）₂掺入到土体中后,水泥固化土的强度总体上略有降低,掺入量与强度之间大致呈线性关系。随着水泥掺入量及龄期的增加,水泥固化污染土的强度会有显著提高。扫描电镜（SEM）结果分析得出：由于污染物的作用,污染物浓度的增加使固化土中孔隙增多,结构变得疏松。     

污水处理厂污泥固化及影响因素的试验研究

通过对2种含水率的污水处理厂污泥采用石灰与粘土或水泥与粘土进行固化,测试不同龄期和掺量下固化污泥的无侧限抗压强度。研究发现：固化强度随龄期和掺量增大均增大,且相同条件下,水泥的固化效果要好于石灰,前者固化强度约是后者的2~5倍;龄期较短时,粘土对固化强度影响明显,龄期较长时,石灰或水泥的影响明显。短龄期内提高固化材料的掺量,对于强度提高不明显;污泥含水率由92.1%减小到53.1%时,强度增大2~10倍。最后,建立固化强度预测模型,预测含水率相近污泥的固化强度。     

Properties of SiC particulate preforms based on different pore-forming agents and bonding methods for making SiC/Al composites

The preforms with high SiC volume fraction (>50%) were successfully fabricated by two bonding methods. Moreover, the dimensional change, compressive strength, and microstructure of SiC preforms were investigated, and the bonding mechanism among SiC particulates in preforms was also discussed. Results show that, after heating to 1 100 °C and holding for 2 h, a uniform and interconnected structure in the SiC preforms can be obtained by using starch, stearic acid, and graphite respectively as the pore-forming agents, which benefits the subsequent infiltration by the molten metals. More neck-like-jointing among SiC particulate by using graphite as the pore-forming agent improves the dimensional accuracy and compressive strength of the preform. Besides, the properties of the preforms by the binder bonding are better than those by the oxidation bonding, which is mainly because the mixed neck-like-jointing and binder at high temperature provide effective bonding together.     

冻融环境对聚合物水泥砂浆粘结强度的影响

为了分析冻融环境对外墙外保温系统中聚合物水泥砂浆粘结强度的影响,根据寒冷地区温度变化情况,设计了聚合物水泥砂浆的配合比,在冻融环境条件下进行了不同冻融循环次数时聚合物水泥砂浆的粘结强度试验.探讨了冻融循环和胶粉掺量对聚合物水泥砂浆粘结强度的影响,得到了冻融环境条件下粘结强度的变化规律,分析了冻融环境对聚合物水泥砂浆粘结强度的影响机理.结果表明,随着冻融循环次数的增加,聚合物水泥砂浆的粘结强度逐步降低;随着胶粉含量的增加,聚合物水泥砂浆的粘结强度逐步增大.     

Influence of colloidal nanosilica on hydration kinetics and properties of CaO/CaSO4-activated slag binder

To solve the energy consumption and CO₂ emission during cement production, the new binders must be developed as an alternative to cement. CaO/CaSO₄-activated slag binder is an eco-friendly and safe cementitious material; however, its low strength during initial stages limits its applications. In this study, colloidal nanosilica (CNS) was employed as an additive to improve the strength of CaO/CaSO₄-activated slag binder, and the effects of CNS on the workability, hydration kinetics, hydration products (type, quantity, and polymerization degree), and binder microstructure were thoroughly investigated. A moderate CNS content, through its nucleation effect, significantly increased the hydration rate of the nucleation and crystal growth (NG), phase boundary interaction (I) and diffusion (D) processes, which generated large quantities of calcium aluminosilicate hydrate (C-A-S-H) gel in the initial hydration stage. Meanwhile, the addition of CNS improved the polymerization degree of C-A-S-H gel. This amorphous reactant well-filled the pore space between slag particles and yielded a compact microstructure, consequently enhancing the binder strength. Considering the reduction in fluidity and the increase in production cost, the CNS mass fraction was controlled as ～3%, and the binder reached the satisfactory strengths of 3.87, 24.47, 31.43, and 41.78 MPa at 1, 3, 7, and 28 d, respectively.     

功能调整材料对水泥浆体流动性影响

使用自行研制的H管分别研究了不同功能调整材料对水泥浆体流动性的影响,得到不同种类矿物掺合料和增稠剂对水泥浆体流动性改性规律:粉煤灰掺量的增加引起浆体流动性先增加后减小;矿粉掺量越大,浆体流动性越大;硅灰和增稠剂掺量越大,浆体流动性越差。H管对水泥浆体流动性变化十分敏感,可以准确快速评价不同功能调整材料对水泥浆体流动性影响。     

结合系统对刚玉质浇注料显微结构及性能的影响

以板状刚玉骨料和细粉为主要原料,分别以硅微粉、Al2O3-SiO2凝胶粉和铝酸钙水泥为结合剂,制备了3组不同结合系统的刚玉质浇注料,研究了浇注料经不同温度热处理后的物相变化及物理性能,采用X射线衍射及扫描电镜技术研究了其相组成和显微结构特征。结果表明,以硅微粉为结合剂的浇注料在1100℃时有莫来石晶核析出;继续升温,莫来石长大并出现液相。以凝胶粉为结合剂的浇注料在1100℃时出现方石英,不利于莫来石的生成。以铝酸钙水泥为结合剂的浇注料经1500℃处理后,水泥矿物转化为六铝酸钙（CaO·6Al2O3,CA6）相,这种呈片状的CA6相在基质结构内部交叉穿插,有利于提高浇注料的高温抗折强度和抗热震性能。     

环保型GSF胶结料水化硬化机理研究

GSF胶结料是利用石膏尾矿、高炉矿渣、粉煤灰等工业废渣与少量激发剂混合配制的一种新型胶凝材料。着重研究了GSF胶结料水化动力学特征、水化产物和硬化机理,研究表明GSF胶结料水化硬化机理有别于普通硅酸盐水泥。     

粘结TbDyFe合金的组织及磁致伸缩性能

粘结TbDyFe合金是由TbDyFe粉末与粘结剂混合后压制成型并固化而成的。TbDyFe合金的原始组织是由RFe2基体相和富稀土析出相以及RFe3相组成。均匀化热处理后，富稀土相和RFe3相减少。粘结TbDyFe合金的磁致伸缩性能与TbDyFe粉末颗粒尺寸的大小，粘结剂的粘度系数，粉末与粘结剂的配比，预应力的大小以及颗粒调整有很大关系。试验结果表明，TbDyFe粉末颗粒尺寸的大小和颗粒调整对粘结TbDyFe合金的磁致伸缩性能影响较大。在一定尺寸范围内，粘结TbDyFe合金的磁致伸缩性能随TbDyFe粉末颗粒尺寸的增大而提高；在压型过程中由于外加磁场作用使颗粒调整，即使得磁畴取向，从而提高了磁致伸缩性能。     

Microstructure morphologies of asphalt binders using atomic force microscopy

We investigated microstructure morphologies of three asphalts (SK, Karamay, and Esso) used in China using atomic force microscopy (AFM). The topography and phase contrast images were obtained. Topographic profile and three dimensional images were described. Roughnesses of microstructure were calculated. And the chemical compositions of asphalt were tested to explain the microstructural mechanism of the asphalt. The results show that the topography and phase image in atomic force microscopy are appropriate to evaluate the microstructure of the asphalt binder. There are significant differences in microstructural morphologies including bee-like structure, topographic profile, 3D image, and roughness for three asphalts in this study. There are three different phases in microstructure of asphalt binder. The oil source and chemical composition of asphalt, especially asphaltenes content have a great influence on the microstructure.     

The chloride permeability of persulphated phosphogypsum-slag cement concrete

The chloride permeability and microstructure of persulphated phosphogypsum-slag cement concrete (PPSCC), the Portland slag cement concrete (PSCC) and ordinary Portland cement concrete (OPCC) were investigated comparatively. Some test methods were used to evaluate the chloride permeability and explain the relationship between the permeability and microstructure of concrete. The results show that the resistance to chloride penetration in PPSCC is significantly better than that in OPCC, the reasons are as follows: 1) the slag in PPSCC is activated by clinker (alkali activation) and phosphogypsum (sulfate activation), forming more low Ca/Si C-S-H gel and gel pores below 10 nm than OPCC, improving the resistance to chloride penetration; 2) the hydration products of PPSCC have a much stronger binding capacity for chloride ions; and 3) in the same mix proportion, PPSCC has a better workability without large crystals calcium hydroxide in the hydration products, the interfacial transition zone (ITZ) is smoother and denser, which can cut off the communicating pores between the pastes and aggregates.     

硅酸盐-硫铝酸盐水泥混合体系的试验研究

研究了不同比例的硅酸盐、硫铝酸盐水泥混合体系的凝结时间、水泥砂浆的强度性能,并对一定混合比例的OPC-SAC水泥进行了XRD、SEM和水化量热测试。结果表明,硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥混合,SAC中的C4A3-S矿物与OPC中的C3S矿物在共同水化过程中有相互促进的作用,会使混合水泥水化和凝结加速;混合水泥的强度性能与两种水泥的混合比例有关。本研究可对硅酸盐-硫铝酸盐水泥混合体系的应用提供借鉴。