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一种新型早强高强灌浆料的制备及性能研究

材料导报 2024年第S1期38卷 174-177页

作者：徐铜鑫胡鹏辉郑超周振兴中钢集团郑州金属制品研究院股份有限公司郑州450000

灌浆料作为一种常见的建筑材料,被广泛应用于建筑工程中,主要用于工程部位的支撑和固定。然而,传统的灌浆料存在一些问题,比如流动性易损失、强度发展缓慢以及后期强度不足等特点。本文通过研究不同水灰比、外加剂掺量以及矿物掺合料种... 详细信息

灌浆料作为一种常见的建筑材料,被广泛应用于建筑工程中,主要用于工程部位的支撑和固定。然而,传统的灌浆料存在一些问题,比如流动性易损失、强度发展缓慢以及后期强度不足等特点。本文通过研究不同水灰比、外加剂掺量以及矿物掺合料种类对灌浆料早强、高强性能的影响,并利用化学分析、XRD和SEM等方法对灌浆料进行检测分析。结果表明,灌浆料的水灰比在0.28、早强剂的掺量为0.1%以及硅灰和矿粉的掺量为5%、10%时,灌浆料的8 h、1 d、28 d抗折强度分别为11.5 MPa、14.4 MPa、16.8 MPa,抗压强度分别达到49.8 MPa、68.2 MPa、93.5 MPa,满足灌浆料早强、高强的性能要求。

关键词：水灰比矿物掺合料外加剂抗压强度抗折强度

外加剂对CFB灰渣干混抹灰砂浆性能影响的研究

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外加剂对CFB灰渣干混抹灰砂浆性能影响的研究

作者：王嘉威河北工程大学

学位级别：硕士

循环流化床灰渣(简称CFB灰渣)是燃煤在循环流化床锅炉中经过燃烧排出的主要工业副产物。循环流化床飞灰和炉渣与普通粉煤灰和机制砂相比,表面曲折且疏松多孔,Ca O和Ⅱ-Ca SO含量高,具有一定的自硬性、火山灰活性以及膨胀特性。目前,由... 详细信息

循环流化床灰渣(简称CFB灰渣)是燃煤在循环流化床锅炉中经过燃烧排出的主要工业副产物。循环流化床飞灰和炉渣与普通粉煤灰和机制砂相比,表面曲折且疏松多孔,Ca O和Ⅱ-Ca SO含量高,具有一定的自硬性、火山灰活性以及膨胀特性。目前,由于缺乏合理的利用方式,CFB灰渣的规模化利用率较低。本文选用CFB灰渣产自山西省长治市国锦发电厂,由于国锦发电厂使用燃煤种类多样且当前改进了循环流化床锅炉的脱硫方式,所以产出的CFB灰渣SO含量高且波动性强,加大了CFB灰渣的利用难度。为规模化利用CFB灰渣,本文对比研究了不同SO含量CFB灰渣对干混抹灰砂浆性能的影响。为进一步提升CFB灰渣干混抹灰砂浆的性能,从外加剂的角度出发,对比聚羧酸高效减水剂、引气剂和缓凝剂对CFB灰渣干混抹灰砂浆性能的影响,遴选出适用于CFB灰渣干混抹灰砂浆的外加剂和对应最佳掺量,配制出适用于CFB灰渣干混抹灰砂浆的专用外加剂,从而达到改善CFB灰渣干混抹灰砂浆的性能,满足工程使用要求的目的。通过在CFB灰渣干混抹灰砂浆中,添加最佳掺量的专用外加剂,对比研究不同强度等级的CFB灰渣干混抹灰砂浆与武汉某干混砂浆厂成品干混抹灰砂浆的综合性能。结果表明:CFB灰渣干混抹灰砂浆的保水率、抗压强度、柔韧性、粘结拉伸强度以及抗冻性能优于武汉某干混砂浆厂成品干混抹灰砂浆,例如,强度等级为M10的CFB灰渣干混抹灰砂浆比成品干混抹灰砂浆的保水率提高5.10%,CFB灰渣干混抹灰砂浆28d抗压强度提高50.70%,28d压折比降低7.75%,28d拉伸粘结强度提高14.29%,经历50次冻融循环后,CFB灰渣干混抹灰砂浆试块同成品干混抹灰砂浆试块相比,质量损失率、抗压强度损失率分别降低5.42%、18.90%。强度等级为M10的CFB灰渣干混抹灰砂浆的2h稠度经时损失和凝结时间等工作性能同成品干混抹灰砂浆相比,还有所不足,其2h稠度经时损失增长了3.22%,凝结时间降低了19.05%,但均符合国家标准《预拌砂浆》(GB/T 25181-2019)的中对抹灰砂浆性能的要求,且CFB灰渣干混抹灰砂浆成本较低,能够大规模应用,节省大量的材料成本。

关键词：外加剂 CFB灰渣 SO3含量干混抹灰砂浆综合性能

磷建筑石膏基无砂自流平砂浆的制备与性能研究

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硅酸盐通报 2024年第4期43卷 1455-1462页

作者：张兆锐单俊鸿王荣荣李春史圣然河北工程大学土木工程学院邯郸056038 武汉德毅环保新材料有限公司武汉430200

采用磷建筑石膏、P·O 42.5水泥、粉煤灰、矿粉、石粉及外加剂为原材料制备高强耐水型磷建筑石膏基无砂自流平砂浆。通过正交试验确定砂浆中胶凝材料的最优掺量,研究减水剂和可再分散性乳胶粉对砂浆性能的影响,并采用XRD及SEM对砂浆进... 详细信息

采用磷建筑石膏、P·O 42.5水泥、粉煤灰、矿粉、石粉及外加剂为原材料制备高强耐水型磷建筑石膏基无砂自流平砂浆。通过正交试验确定砂浆中胶凝材料的最优掺量,研究减水剂和可再分散性乳胶粉对砂浆性能的影响,并采用XRD及SEM对砂浆进行微观分析。结果表明,当磷建筑石膏、水泥、粉煤灰、矿粉及石粉质量比为73∶5∶5∶15∶2时,砂浆综合性能最优,28 d绝干抗压强度为33.0 MPa,软化系数为0.774。减水剂能够提高砂浆30 min的流动度、力学性能及耐水性能,但当掺量为0.30%(质量分数)时,会降低砂浆的后期强度。可再分散性乳胶粉会降低砂浆的流动性能及力学性能,但能提升砂浆的耐水性能。制备的磷建筑石膏基无砂自流平砂浆的性能满足《石膏基自流平砂浆》(JC/T 1023—2021)的要求,砂浆的28 d绝干抗折强度、28 d绝干抗压强度分别为12.0、45.9 MPa,软化系数高达0.886,吸水率低至2.8%。

关键词：磷建筑石膏自流平砂浆外加剂正交试验力学性能耐水性能

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裂缝控制材料对混凝土收缩及微观性能影响

混凝土 2024年第1期 95-100,106页

作者：左俊卿房霆宸朱敏涛陈逸群徐晶詹培敏赵海涛王育江徐文上海建工集团股份有限公司上海200080 上海建工建材科技集团股份有限公司上海200086 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804 河海大学土木与交通学院江苏南京210098 江苏苏博特新材料股份有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室江苏南京211103

研究了减缩剂、膨胀剂等裂缝控制材料对混凝土抗压强度和收缩性能的影响,并结合低场核磁共振、扫描电镜试验分析了裂缝控制材料对水泥的水化特性以及混凝土孔隙结构影响规律。研究结果表明:在混凝土中掺入减缩剂和膨胀剂后,试样的干燥... 详细信息

研究了减缩剂、膨胀剂等裂缝控制材料对混凝土抗压强度和收缩性能的影响,并结合低场核磁共振、扫描电镜试验分析了裂缝控制材料对水泥的水化特性以及混凝土孔隙结构影响规律。研究结果表明:在混凝土中掺入减缩剂和膨胀剂后,试样的干燥收缩率明显降低,膨胀剂的改善作用效果优于减缩剂。与基准组相比,减缩剂和膨胀剂试样90 d的干燥收缩分别降低了4.1%~10.3%和14%~21.7%。同时,减缩剂试样应变发展速率系数从80.48降低至54.59,而膨胀剂试样降低至41.69。微观测试结果表明:膨胀剂的加入加速了水泥早期水化进程,但后期的水化程度低于基准组。减缩剂和膨胀剂的掺入一定程度上削弱了混凝土基体的微观结构,增加了基体中有害孔的含量,但降低了混凝土中孔径<50 nm的孔隙含量。

关键词：混凝土裂缝控制外加剂收缩性能微观结构

外加剂和掺合料对C70工字梁砼性能及表层质量的影响

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外加剂和掺合料对C70工字梁砼性能及表层质量的影响

作者：吕正杰重庆交通大学

学位级别：硕士

本文以中山西环高速路项目为研究背景,开展“外加剂和掺合料对C70工字梁砼性能及表层质量的影响”研究,其中本研究的表层质量以C70混凝土的表层硬度（回弹值）、表观质量、抗氯离子渗透性能为研究对象。根据项目实际情况改变外加剂和掺... 详细信息

本文以中山西环高速路项目为研究背景,开展“外加剂和掺合料对C70工字梁砼性能及表层质量的影响”研究,其中本研究的表层质量以C70混凝土的表层硬度（回弹值）、表观质量、抗氯离子渗透性能为研究对象。根据项目实际情况改变外加剂和掺合料的掺量进行水泥净浆、砂浆的相关性能试验,再通过净浆、砂浆的试验数据进行分析并合理确定外加剂和掺合料掺量范围进行混凝土相关性能试验。结果表明:外加剂单掺时,烷基苯磺酸盐引气剂可以提高新拌混凝土和砂浆的工作性,但是水泥净浆流动度却随烷基苯磺酸盐引气剂掺量的增加而降低。混凝土中气泡的“先引后消”即混凝土拌合时加入引气剂,待拌合结束的前1min加入消泡剂并继续拌合直至结束的方式,引气剂和消泡剂通过此复掺方式能够有效改善混凝土的表观质量和力学性能。当引气剂掺量为1（?）,消泡剂掺量为5（?）时,混凝的工作性能提高了4%,表层硬度（回弹值）提高了6.8%,同时混凝土的表观质量得到了有效改善,其原因是适量的引气剂和消泡剂的复掺能够优化混凝土内部的气泡体系,减小气泡的数量,使得混凝土内部的微小、封闭气泡的分布更为均匀。合理掺量的硅灰和纳米二氧化硅（NS）在一定程度上能改善混凝土的力学性能与抗氯离子渗透性能,这里主要研究了NS的不同形态及预分散方式下对C70混凝土工作性能、力学性能的影响。试验选择的NS掺量范围为胶凝材料的1.95（?）、3.91（?）、5.85（?）、7.8（?）、9.75（?）。通过液态NS、粉煤灰中预分散NS、矿粉中预分散NS进行试验比较,得出在混凝土3d抗压强度中,随着粉体NS掺量的增加混凝土平均抗压强度有微小提升,液态NS提高混凝土平均抗压强度10.2%,粉煤灰中预分散NS提高混凝土平均抗压强度10.6%,矿粉中预分散NS提高混凝土平均抗压强度14.6%。在不同NS掺入方式下,粉体NS混凝土平均电通量降低了3.1%,液态NS混凝土平均电通量降低了4.3%,粉煤灰中预分散NS混凝土电通量降低了9.5%,矿粉中预分散NS混凝土电通量降低了3.5%。对纳米二氧化硅进行预分散处理能够较好的改善C70混凝土的工作性能和抗氯离子渗透性能。通过spss26软件进行引气剂、消泡剂和缓凝剂的3因素5水平的正交设计,研究了外加剂复掺情况下对混凝土相关性能的影响。在本研究掺量范围内,研究得出混凝土工作性能的最优水平为引气剂掺量1（?）,消泡剂掺量25（?）,缓凝剂掺量1（?）;混凝土力学性能最优水平是引气剂掺量3（?）,消泡剂掺量20（?）,缓凝剂掺量3（?）;在外加剂复掺对混凝土电通量的影响中,最优水平为引气剂掺量3（?）,消泡剂掺量25（?）,缓凝剂掺量1（?）。文中应用机器视觉分析技术及MATLAB软件建立关于C70工字梁砼表观质量的数值化评价方法,再通过混凝土的表观质量评价分数、回弹值、抗氯离子渗透性能（电通量）,运用BP神经网络建立关于混凝土表层抗氯离子渗透性能的预测模型,为工程项目提供参考。

关键词： C70混凝土纳米二氧化硅外加剂表层质量电通量

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地质聚合物的制备与应用研究现状

有色金属（冶炼部分） 2024年第5期 126-135页

作者：包申旭周海林张一敏黄慕洋 Dombon Enkhbat 武汉理工大学关键非金属矿产资源绿色利用教育部重点实验室武汉430070 武汉理工大学资源与环境工程学院武汉430070 武汉科技大学国家环境保护矿冶资源利用与污染控制重点实验室武汉430081 School of Geology and Mining Engineering Mongolian University of Science and TechnologyUlaanbaatar 155141Mongolian

地质聚合物是由硅铝酸盐原料经激发剂激发得到的一种无机非金属材料,具有原料来源广泛、制备工艺简单、碳排放量低、高强耐久等优点,应用前景非常广阔。介绍了地质聚合物及其性能特点,对制备过程中的原料活化、激发剂、外加剂和养护制... 详细信息

地质聚合物是由硅铝酸盐原料经激发剂激发得到的一种无机非金属材料,具有原料来源广泛、制备工艺简单、碳排放量低、高强耐久等优点,应用前景非常广阔。介绍了地质聚合物及其性能特点,对制备过程中的原料活化、激发剂、外加剂和养护制度等工艺的研究现状进行了总结,列举了地质聚合物在胶凝材料、隔热吸音、催化剂和固封材料等领域的应用实例,并评述了其在制备及应用方面需要进一步探索的问题。

关键词：地质聚合物制备应用激发剂外加剂

外加剂及电动力学对鬼针草修复Cd污染土壤的影响

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外加剂及电动力学对鬼针草修复Cd污染土壤的影响

作者：刘建琴中国矿业大学

学位级别：硕士

植物修复技术具有成本低、不破坏土壤环境、不会引起二次污染的优点。为了进一步提高植物修复效率,各种强化措施成为研究的热点。本研究基于室内盆栽试验,研究了外加剂(EDDS和槐糖脂)的螯合诱导作用、电动力学作用以及二者联合作用下鬼... 详细信息

植物修复技术具有成本低、不破坏土壤环境、不会引起二次污染的优点。为了进一步提高植物修复效率,各种强化措施成为研究的热点。本研究基于室内盆栽试验,研究了外加剂(EDDS和槐糖脂)的螯合诱导作用、电动力学作用以及二者联合作用下鬼针草修复Cd污染土壤的潜能。通过数理统计分析,得到的结论如下:(1)在外加剂对鬼针草修复Cd污染土壤的试验中,当外加剂的摩尔比增加时(EDDS与槐糖脂由1:1增加到6:1),鬼针草地上部分生物量在0.085～0.138g范围、单株Cd的积累量在1.43～2.93ug·株范围,富集系数、抗性系数和转运系数分别在2.33～4.56、1.24～2.15和0.92～1.98范围,均呈现先增加后降低的趋势,且均高于CK1。说明外加剂能促进鬼针草的生长发育,能活化土壤中的Cd,促进植物对Cd的提取。外加剂对鬼针草的株高、含水率和根冠比影响较小。当摩尔比为3:1时,效果最佳。外加剂的添加比例与鬼针草相关变量有不同的相关性,且模拟结果显示,鬼针草的生物量和单株Cd积累量的对数值成正比。高浓度和低浓度配比的外加剂不利于Cd向地上部分转运。(2)在研究电动力学对鬼针草修复Cd污染土壤的试验中,鬼针草生物量下降0.013～0.026g,生物量大小表现为:D3>D10>D6,通电频率为2h·d的生物量大于5h·d。鬼针草的含水率和根冠比分别在88.61～0.54%和0.092～0.147,且均高于CK2。单株鬼针草Cd的积累量范围在0.845～1.849ug·株,均小于CK2,其中D3-5阴极区域和阳极区域分别是CK2的0.70倍和0.58倍,J6-5效果最差,是CK2的0.32倍。可能是由于电场作用下的亚硝酸盐含量增加或p H降低,对鬼针草有毒害作用,同时使土壤中微生物和酶的种类、数量减少,从而影响鬼针草的生长以及对Cd的积累。通电频率增加时,富集系数增加0.006～1.869。通电频率为5h·d时,电场强度增加,富集系数降低0.464～1.107;J6-5比CK2降低53.23%,且小于非极性交换处理组。鬼针草的抗性系数会随着电场强度和通电频率的增加而降低,与CK2相比降低8.38～36.35%,J6-5抗性能力最差。在低通电频率下,鬼针草的转运系数会随着电场强度的增加而增加,且J6-5的转运系数较CK2增加31.21%。鬼针草的生物量与其富集系数和抗性系数呈显著正相关,模拟结果显示,鬼针草的生物量与其单株Cd积累量的对数值成正比。(3)在极性交换的直流电场和外加剂共同作用下的试验中,添加外加剂的处理组与CK2相比,地上部分生物量下降了20.30%～29.59%,与J6-5相比增加38.37%～56.62%。各处理组中鬼针草的含水率和根冠比的大小顺序分别为:H2>H1>J6-5>H3>CK2和J6-5>H3>H2>H1>CK2。外加剂的添加会有效促进鬼针草对Cd的积累,地上部分比J6-5增加52.63%～93.05%,地下部分是J6-5的2.43～3.39倍。单株鬼针草Cd积累量表现为CK2>H3>H1>H2>J6-5。鬼针草根部土壤Cd含量比J6-5低16.13～22.21%,且使中间区域的Cd含量下降。外加剂的添加会使鬼针草的富集系数比CK2高58.37～81.38%,H3效果最佳。外加剂的添加使鬼针草的抗性系数接近CK2,但比J6-5高36.28～55.10%。说明外加剂的添加能在一定程度上缓减周期性交换直流电场的抑制作用,且有利于降低中间区域Cd的含量,并聚集在电极附近区域。鬼针草的富集系数与抗性系数呈显著正相关,与转运系数呈显著负相关,鬼针草的生物量与其单株Cd积累量的对数值呈正比例关系。

关键词：外加剂电动力学 Cd污染土壤鬼针草植物修复

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微表处级配及外加剂对路面行车噪音的影响

重庆交通大学学报（自然科学版） 2022年第6期41卷 87-91页

作者：孔令云王健罗雅丹重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程实验室重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆交通大学交通运输学院重庆400074

微表处路面的行车噪音相较于热拌沥青混合料路面更大,过大的噪音严重制约着微表处路面技术的推广应用。采用室内加速加载试验,结合自主研发的噪声测试系统,以油毛毡试件的形式,研究了微表处级配、外加剂类型对微表处路面行车噪音的影响... 详细信息

微表处路面的行车噪音相较于热拌沥青混合料路面更大,过大的噪音严重制约着微表处路面技术的推广应用。采用室内加速加载试验,结合自主研发的噪声测试系统,以油毛毡试件的形式,研究了微表处级配、外加剂类型对微表处路面行车噪音的影响。结果显示:微表处级配越细的、微表处路面轮胎振动加速度越小;试验过程中的噪声值和振动加速度变化值较为稳定,不随时间增长而产生较大波动;橡胶颗粒以及纤维颗粒的掺入均能有效降低原微表处路面噪声。

关键词：道路工程微表处路面级配外加剂表面纹理构造

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煤矸石作为骨料的干混砂浆制备及性能研究

煤矸石作为骨料的干混砂浆制备及性能研究

作者：朱海杰景德镇陶瓷大学

学位级别：硕士

随着全球工业化的快速发展,煤炭开采与加工过程中产生的煤矸石量日益增加,严重影响了生态环境。另一方面,传统的砂石资源日益匮乏,开采成本不断上升,同时开采过程对环境的破坏也不容忽视。因此,寻找一种可替代砂石的新型建筑材料,成为... 详细信息

随着全球工业化的快速发展,煤炭开采与加工过程中产生的煤矸石量日益增加,严重影响了生态环境。另一方面,传统的砂石资源日益匮乏,开采成本不断上升,同时开采过程对环境的破坏也不容忽视。因此,寻找一种可替代砂石的新型建筑材料,成为当前建筑领域亟待解决的问题。煤矸石作为一种工业废渣,其化学成分和物理性质与砂石存在一定的差异。然而,通过科学的方法和技术手段,可以将其转化为具有优良性能的建筑材料。本研究主要在现有的实验条件下,以煤矸石为骨料替换砂石,通过添加不同的添加剂制备了三种不同类型的干混砂浆。首先研究了利用煤矸石代替传统砂石做为骨料制备普通干混砌筑砂浆,通过添加少量的常见外加剂,在满足GB/T25181-2019《预拌砂浆》M10强度标准基础上,寻求煤矸石的最大利用率,并探究各影响因素对普通干混砌筑砂浆性能的影响。接着通过添加粉煤灰、硅灰以及各种外加剂增强干混砂浆的性能,进一步探究强度更高的干混砌筑砂浆,并分析其增强原理。最后在干混陶瓷砖粘结砂浆(又称瓷砖胶)传统配方基础上,利用煤矸石替代传统砂石制备干混陶瓷砖粘结砂浆,并探究各影响因素对干混陶瓷砖粘结砂浆性能的影响。对制备出的三种干混砂浆进行XRD和SEM等表征分析,考察了不同干混砂浆的性能强度,并对机理做了简要阐述。论文得出的主要结论如下:1.煤矸石以其高硬度、性能稳定及良好的保温和粘合度等特性,展现出作为干混砂浆骨料的巨大潜力。本文已成功利用煤矸石作为骨料替代传统砂石,制备出三种不同性能的干混砂浆,砂浆内部结构紧密,空隙小,有着很好的致密性,因此砂浆的性能优越。同时降低了砂浆成本,提高砂浆性能,为建筑业的可持续发展提供新的解决方案。2.当煤矸石的用量为83%,水泥用量为17%,外加剂1#用量为0.2 g/kg,加水量为194～200 m L/kg,此时普通干混砌筑砂浆的稠度达到91.5 mm和保水率达到92.11%,7 d抗压强度可达10.6 MPa,可以满足国标中GB/T 25181-2019中的M10标准规定。3.当煤矸石用量为70%,水泥用量为24%,粉煤灰用量为2%,硅灰用量为3%,膨胀剂、纤维素、早强剂、减水剂、消泡剂、引气剂用量为0.15%、0.4%、0.4%、0.8%、0.08%、0.02%,水量为160 m L/kg,此时高强度干混砌筑砂浆样品的稠度为75.1 mm、保水率达到99%,28 d抗折强度达到9.0 MPa,抗压强度达到54.2 MPa。其强度甚至超过GB∕T25181-2019《预拌砂浆》中干混砌筑砂浆的M30强度等级。4.当选用20目颗粒大小且未经过煅烧煤矸石与水泥掺量分别为掺量为70%和30%,另外再加入分别为0.25%、0.25%、0.1%、2.0%、0.1%的羟丙基甲基纤维素、甲酸钙、聚乙烯醇、胶粉特种砂浆外加剂时,干混陶瓷砖粘结砂浆样品14 d拉伸粘结强度达到了1.12 MPa,满足干混陶瓷砖粘结砂浆C2级强度标准。

关键词：煤矸石骨料水泥外加剂干混砂浆