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风积沙水泥基混凝土的工程应用与耐久性能研究现状

吴俊臣 , 申向东 , 董伟 , 郝贠洪

硅酸盐通报

全球"沙漠化"与生存环境的不断恶化;人类基础设施建设的加快与规模的增加,以硅酸盐水泥为主要胶凝材料的混凝土用量的不断消耗,造成自然分布严重不均的天然砂资源的日趋枯竭,人工砂的大量使用反过来又会严重的污染环境与增加使用成本;大量已建或将要建于海洋环境、高海拔干旱和半干旱地区、寒冷区、盐渍土地区、除冰盐环境、腐蚀工业环境、盐湖地区的混凝土结构工程在经历了一二十年的使用期后,由于混凝土耐久性能劣化而导致混凝土的开裂和破坏、钢筋的锈蚀,严重者甚至退出工作而不得不提前拆除,造成了严重的后果.作者经过大量的调研工作,了解用沙漠沙作为细骨料拌制的混凝土在工程上的应用现状以及在环境恶劣地区的耐久性能研究现状.能为沙漠沙广泛应用于混凝土结构工程,尤其是能适应恶劣环境条件下的混凝土工程提供基础研究数据与资料.

关键词: 风积沙 , 沙漠化 , 胶凝材料 , 混凝土 , 耐久性能劣化

粉磨方式对铁尾矿-矿渣基胶凝材料的性能影响

李北星 , 陈梦义 , 王威 , 朱志刚

硅酸盐通报

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.

关键词: 粉磨方式 , 铁尾矿 , 胶凝材料 , 颗粒分布 , 孔结构

Mutual Interaction Relationship in Polymer Modified Cementitious System

ZHU Jipeng , LI Zongjin , YANG Ruochong , ZHANG Yamei

武汉理工大学学报-材料科学版(英文版) doi:10.1007/s11595-015-1112-y

关键词:

水化产物对复合胶凝材料力学性能的影响

薛杉杉 , 郭利杰 , 李欣

硅酸盐通报

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.

关键词: 胶凝材料 , 抗压强度 , 水化产物 , 矿物组成

石膏对石灰石粉水泥基材料水化及硬化性能的影响

刘娟红 , 李康 , 宋少民 , 卞立波

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.04.023

针对我国目前非荷载作用下混凝土严重开裂的问题,以“比表面积较低的水泥熟料-比表面积较高的掺合料-足够掺量的石膏”构成的胶凝材料体系为研究对象,通过水化热速率、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞法(MIP)及热重-差示扫描量热法(TG-DSC)等手段,研究石膏对石灰石粉水泥基材料水化及硬化体微结构的影响.结果表明,石灰石粉能够加速C3A与石膏作用生成钙矾石相,在足量石膏存在的条件下,能够阻碍钙矾石向低硫型硫铝酸钙转变;石灰石粉的掺入与石膏一起延缓了C3A的水化;在石灰石粉和足够石膏同时存在的情况下,C3A水化生成具有膨胀性的水化碳铝酸钙和高硫型硫铝酸钙,补偿了收缩,提高了水泥基材料的抗裂性能;熟料粗磨、掺合料细磨及较高石膏掺量的胶凝材料体系配制的C30和C50等级混凝土,强度能持续增大,从28 d到180 d,强度分别提高了36.7％和33.3％,混凝土结构紧密、孔隙率低、有害孔含量少.

关键词: 石灰石粉 , 石膏 , 胶凝材料 , 水化 , 硬化体微结构

磷石膏炭热分解的热动力学研究

徐悦 , 林强 , 李建锡 , 宁平 , 阚黎黎

硅酸盐通报

在活性炭掺量为10%~15%,煅烧温度为1100~1250 ℃条件下,从动力学和热力学角度对磷石膏分解煅烧制胶凝材的可行性进行了研究.在该温度范围内,通过等温热分析法确定了磷石膏分解体系的表观活化能为299.88~382.85 kJ·mol-1,指前因子lnA为18.64~25.61 s-1,分解动力学方程为受三维扩散控制的Z-L-T方程.经Factsage软件计算和SEM、EDS、XRD等微观检测发现,煅烧过程中,不仅发生了硫酸钙的分解,还伴随着分解产物CaO和杂质SiO2的合成反应.根据CaO-SiO2-CaSO4相图的理论计算结果表明,适量补充硅铝质改性组分,调节生料的配比范围,有使磷石膏基水硬性复合胶凝材料强度提升的潜能.

关键词: 磷石膏 , 硫酸钙 , 活性炭 , 分解动力学 , 热力学计算 , 胶凝材料

赤泥基胶凝材料的Na~+固化机理

孙文标 , 高新春 , 冯向鹏 , 王国际

稀有金属材料与工程

采用SEM、EDS等分析手段研究了赤泥基胶凝材料的水化过程.结果表明,在低Ca/Si的赤泥基胶凝材料水化过程中,在Al对Si的取代作用下,桥[SiO_4]、[AlO_4]四面体数目逐渐增多,[Si(Al)O_4]结构单元聚合度逐渐增大,Si以Q~1、Q~2结构形式存在的C-S-H凝胶,逐渐转变为具有SiQ~2、SiQ~3和SiQ~4结构单元的(Na,Al)-C-S-H凝胶,从而使Na~+以化学吸附和化学固溶形式固化于水化产物中.

关键词: 赤泥 , 胶凝材料 , Na~+固化