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Ca/Si对复合胶凝材料力学性能的影响及复合凝胶材料的水化机理 被引量：2
1
作者 罗文彬 许晔 +4 位作者 李中林 彭彪 王露森 王胜杰 李义兵 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2025年第1期141-152,共12页
C-S-H等胶凝产物是胶凝材料力学性能的主要来源,胶凝产物主要由钙、硅和铝元素组成,钙、硅元素的比例直接影响胶凝产物的组成和结构。以脱硫石膏、粉煤灰和高炉矿粉为主要原料,制备三元复合胶凝材料,探究不同Ca/Si(0.9~1.3)对脱硫石膏-... C-S-H等胶凝产物是胶凝材料力学性能的主要来源,胶凝产物主要由钙、硅和铝元素组成,钙、硅元素的比例直接影响胶凝产物的组成和结构。以脱硫石膏、粉煤灰和高炉矿粉为主要原料,制备三元复合胶凝材料,探究不同Ca/Si(0.9~1.3)对脱硫石膏-粉煤灰-高炉矿粉三元胶凝材料力学性能的影响,而后采用XRD、SEM、EDS、FTIR、TG等微观结构表征,测试分析了不同Ca/Si胶凝材料的水化机理。结果表明,最佳Ca/Si=1.1的条件下,采用SiO_(2)/Na_(2)O=1、水玻璃用量10%、水胶比0.5时,固化28 d后抗压强度达到62.2 MPa,且胶凝材料中As、Pb、Cd、Cr、Ni、Zn的浸出浓度均符合国家Ⅳ类地表水环境质量标准;合适的Ca/Si可充分促进内部钙、硅、铝元素的水化反应,可在一定程度上提高凝结时间,提高流动度,给予足够时间以促进硅酸盐、铝硅酸盐与钙的充分反应,生成足够足量的胶凝产物,提高材料致密度。 展开更多
关键词 Ca/Si 复合胶凝材料 碱激发 水化机理 毒性浸出
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石灰-硫酸钠复合激发矿渣-粉煤灰胶凝体系水化特征
2
作者 王营 顾晓薇 +1 位作者 胥孝川 王青 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期87-96,共10页
为解决碱激发矿渣-粉煤灰胶凝体系中使用氢氧化钠等强碱激发剂导致的凝结时间快、安全性差等问题,将石灰与硫酸钠以物质的量之比1∶1组成复合激发剂对矿渣-粉煤灰胶凝体系进行激发,分析激发剂掺量、粉煤灰掺量对该体系性能的影响,并采用... 为解决碱激发矿渣-粉煤灰胶凝体系中使用氢氧化钠等强碱激发剂导致的凝结时间快、安全性差等问题,将石灰与硫酸钠以物质的量之比1∶1组成复合激发剂对矿渣-粉煤灰胶凝体系进行激发,分析激发剂掺量、粉煤灰掺量对该体系性能的影响,并采用XRD等检测手段探究胶凝体系的水化产物以及水化过程.研究结果表明:石灰-硫酸钠组成的复合激发剂可替代氢氧化钠对矿渣-粉煤灰胶凝体系进行激发,该体系的流动性能和凝结时间可控,胶凝体系中复合激发剂最佳掺量为10%,当粉煤灰掺量在50%以内时,胶凝体系28d抗压强度均在36MPa以上;石灰-硫酸钠复合激发剂能有效破坏粉煤灰外壳,促使粉煤灰参与水化反应,提高胶凝体系的后期抗压强度;C-(A)-S-H凝胶、钙矾石胶结不同反应程度和粒径的矿渣、粉煤灰形成致密的基体结构,为胶凝体系提供主要抗压强度.本研究可为新型低碳胶凝材料的制备提供参考. 展开更多
关键词 石灰-硫酸钠 矿渣-粉煤灰胶凝体系 抗压强度 水化特征
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纳米C-S-H晶种对四元胶凝材料体系的增强作用
3
作者 刘晓飞 尹健 +4 位作者 李思娇 仉文岗 薄其航 陈怡豪 何帅 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第6期2638-2644,共7页
为解决高孔隙率下生态多孔混凝土(ecological porous concrete, EPC)强度下降的难题,通过优化胶凝材料体系,探究纳米C-S-H晶种对CFSS(cement-fly ash-slag powder-silica fume)四元胶凝材料体系性能的影响机理,旨在提升EPC骨料-水泥浆... 为解决高孔隙率下生态多孔混凝土(ecological porous concrete, EPC)强度下降的难题,通过优化胶凝材料体系,探究纳米C-S-H晶种对CFSS(cement-fly ash-slag powder-silica fume)四元胶凝材料体系性能的影响机理,旨在提升EPC骨料-水泥浆界面黏结强度,为后续在雨水渗透控制、隔音环保等工程领域的应用提供理论依据与技术支撑。基于纳米C-S-H晶种可提供成核位点并加速水化产物生成的原理,固定水胶比0.26和减水剂掺量0.15%,配制纳米C-S-H晶种不同掺量下的CFSS四元胶凝材料体系浆体。实验使用水化热测试设备、维卡仪和水泥抗压试验机等,对水化热、凝结时间及抗压强度进行表征,并借助X射线衍射(XRD)与扫描电子显微镜(SEM),结合专业数据处理软件对水化产物的矿物组成和微观结构进行定性分析。试验结果表明,随着纳米C-S-H晶种掺量的增加,CFSS四元胶凝材料体系浆体的凝结时间显著缩短,水化反应明显加速;当纳米C-S-H晶种掺量为1%时,1 d和28 d抗压强度相较空白组分别提升23.7%和14.5%。微观分析显示,纳米C-S-H晶种与粉煤灰、矿粉、硅灰协同作用,促使大量致密链网状水化产物在体系内部快速生成,提高了CFSS四元胶凝材料体系结构的整体致密性和稳定性。本研究证实,纳米C-S-H晶种的合理掺量可在不明显降低EPC有效孔隙率的前提下,显著增强CFSS四元胶凝材料体系的早期及后期力学性能,为EPC骨架强度提升奠定了坚实基础。该成果对生态多孔混凝土在道路建设、雨水渗透控制、隔音环保等方面的推广应用具有重要参考价值,并为高性能生态多孔混凝土的研发与应用提供了新的思路与方法。 展开更多
关键词 纳米c-s-h晶种 多元复合胶凝体系 抗压强度 水泥水化 增强机理
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活化煤矸石-粉煤灰-水泥三元复合胶凝材料水化硬化特征研究
4
作者 王振华 田桂萍 +4 位作者 张江涛 王栋民 张国亮 李贺 王奕仁 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第4期738-747,共10页
为提高煤矸石的利用率,将煅烧煤矸石按设计比例与粉煤灰均匀混合后取代30%水泥,研究热活化煤矸石-粉煤灰复合胶凝材料部分取代水泥后对砂浆流动度和力学性能的影响,并结合水化热、XRD、TG和SEM分析复合水泥水化机理。结果表明:随着活化... 为提高煤矸石的利用率,将煅烧煤矸石按设计比例与粉煤灰均匀混合后取代30%水泥,研究热活化煤矸石-粉煤灰复合胶凝材料部分取代水泥后对砂浆流动度和力学性能的影响,并结合水化热、XRD、TG和SEM分析复合水泥水化机理。结果表明:随着活化煤矸石掺量的增加,水泥砂浆流动度和力学性能呈先增大后减小的趋势,当活化煤矸石掺量占复合粉体总量20%时,砂浆28 d抗压强度可达52.27 MPa;活化煤矸石和粉煤灰的加入,改变复合水泥体系中矿物成分和化学成分占比,消耗水泥水化生成的氢氧化钙并形成额外的C-(A)-S-H凝胶,同时还导致AFt相向AFm相转变;活化煤矸石在改善水泥砂浆力学性能时,物理充填效应和成核效应大于火山灰作用。 展开更多
关键词 煤矸石 复合胶凝材料 水泥基材料 力学性能 水化机理
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Ⅰ型缺陷C-S-H凝胶相热稳定性的反应分子动力学研究
5
作者 孙明 汤庆印 +2 位作者 郭浩然 王攀 袁雄洲 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第6期2046-2059,共14页
在高温条件下,C-S-H凝胶中缺陷和受限水的存在显著影响其强度和耐久性。本研究采用反应分子动力学方法,研究了Ⅰ型缺陷C-S-H凝胶在高温环境下的分子结构特征和反应性。研究发现:温度和Ca/Si比升高导致水分子流动性增强,加速其渗入层状结... 在高温条件下,C-S-H凝胶中缺陷和受限水的存在显著影响其强度和耐久性。本研究采用反应分子动力学方法,研究了Ⅰ型缺陷C-S-H凝胶在高温环境下的分子结构特征和反应性。研究发现:温度和Ca/Si比升高导致水分子流动性增强,加速其渗入层状结构,降低结构有序性和连通性,引起Q^(1)和Q^(0)增加,削弱C-S-H凝胶的热稳定性;Ⅰ型缺陷使C-S-H凝胶沿层间方向膨胀,且随温度和Ca/Si比升高,膨胀率增大;在高温、高Ca/Si比条件下,水分子反应性增强,促进水解反应和羟基形成,Ⅰ型缺陷快速扩展,显著影响凝胶结构稳定性。本研究成果可为改善混凝土在火灾等极端环境下的性能提供理论支持。 展开更多
关键词 c-s-h凝胶 高温环境 Ⅰ型缺陷 钙硅比 分子动力学模拟 反应分子动力学
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碱激发锂渣复合胶凝材料的流变、力学性能及水化特性 被引量：1
6
作者 姜涛 邓毅 +3 位作者 李鸿峰 金洪波 罗程 吴浩 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第5期1767-1778,共12页
采用锂渣和矿粉制备碱激发复合胶凝材料,旨在解决锂渣的废弃问题并减少水泥生产的能耗及CO_(2)排放。主要分析了水胶比和锂渣掺量对材料流变性能的影响,同时进一步探讨了不同煅烧温度及锂渣掺量对材料力学性能的影响。研究表明:碱激发... 采用锂渣和矿粉制备碱激发复合胶凝材料,旨在解决锂渣的废弃问题并减少水泥生产的能耗及CO_(2)排放。主要分析了水胶比和锂渣掺量对材料流变性能的影响,同时进一步探讨了不同煅烧温度及锂渣掺量对材料力学性能的影响。研究表明:碱激发锂渣复合胶凝材料流动性随水胶比增大而提高,但随锂渣掺量增加而降低;锂渣的最佳煅烧温度为700℃,此条件下碱激发锂渣复合胶凝材料在90 d时展示出最优的抗折和抗压强度;25%(质量分数)的锂渣掺量为碱激发复合胶凝材料的最佳比例,掺量过大会抑制水化反应;与传统水泥熟料相比,碱激发锂渣复合胶凝材料的CO_(2)排放量和能耗明显减少。 展开更多
关键词 胶凝材料 锂渣 碱激发 流变性能 水化反应 CO_(2)排放量
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化学外加剂对固废基胶凝材料性能及水化行为的影响 被引量：1
7
作者 孙雅娟 段思宇 +3 位作者 张宏 周冬冬 路广军 马志斌 《化工进展》 北大核心 2025年第3期1739-1748,共10页
以煤气化渣、循环流化床粉煤灰和水泥为原料,制备了固废基复合胶凝材料。分别选取氢氧化钠(NaOH)、硫酸钠(Na_(2)SO_(4))和碳酸钠(Na_(2)CO_(3))作为化学外加剂,研究了单一外加剂和NaOH-Na_(2)SO_(4)复合外加剂在不同掺量下对复合胶凝... 以煤气化渣、循环流化床粉煤灰和水泥为原料,制备了固废基复合胶凝材料。分别选取氢氧化钠(NaOH)、硫酸钠(Na_(2)SO_(4))和碳酸钠(Na_(2)CO_(3))作为化学外加剂,研究了单一外加剂和NaOH-Na_(2)SO_(4)复合外加剂在不同掺量下对复合胶凝材料抗压强度、流动度、凝结时间和收缩行为的影响;利用等温量热、X射线衍射(XRD)、同步热分析(TG)和扫描电子显微镜(SEM)分析了其水化机理。结果表明:3种化学外加剂的掺杂均可缩短复合胶凝体系的凝结时间,并使体系的流动度有所降低。NaOH和Na_(2)CO_(3)的适量掺杂可显著提高复合胶凝体系的早期强度,Na_(2)SO_(4)的掺杂可明显提高体系的28d和90d强度,NaOH-Na_(2)SO_(4)复合外加剂的加入可使不同龄期的强度均有所提高。化学外加剂的掺入可缩短体系的水化诱导期,提高水化反应速率,生成更多钙矾石和C-(A)-S-H凝胶等水化产物,使得基质更为致密,进而提升力学强度。本文研究结果可为固废基复合胶凝材料的性能调控提供理论支撑。 展开更多
关键词 煤气化渣 循环流化床粉煤灰 复合胶凝材料 化学外加剂 综合性能 水化机理
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赤泥-粉煤灰-电石渣复合胶凝材料的力学性能及水化机理
8
作者 李钰佳 段思宇 +4 位作者 吴浩 史晓凯 韩晓亮 赵佩伦 马志斌 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第3期1041-1049,共9页
以赤泥、粉煤灰和电石渣为主要原料,分别制备了赤泥-粉煤灰、赤泥-电石渣和粉煤灰-电石渣二元体系,赤泥-粉煤灰-电石渣三元体系的复合胶凝试块。以不同养护龄期胶凝试块的抗压强度为主要指标,比较了赤泥、粉煤灰和电石渣的胶凝效应大小... 以赤泥、粉煤灰和电石渣为主要原料,分别制备了赤泥-粉煤灰、赤泥-电石渣和粉煤灰-电石渣二元体系,赤泥-粉煤灰-电石渣三元体系的复合胶凝试块。以不同养护龄期胶凝试块的抗压强度为主要指标,比较了赤泥、粉煤灰和电石渣的胶凝效应大小,并采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜及能谱仪(SEM-EDS)和热重分析仪(TGA)对不同胶凝试块的物相组成、分子键结构、微观形貌及热失重特性进行分析,以研究不同胶凝体系的水化机理。结果表明,赤泥-粉煤灰-电石渣表现了更大的协同胶凝效应,当赤泥、粉煤灰和电石渣的掺量分别为35%、30%和35%(质量分数)时,试块28 d抗压强度可达25.4 MPa。相比二元胶凝体系,三元胶凝体系试块水化程度更高,产物更复杂,SEM分析表明三元体系试块呈现水化硅铝酸钠(N-A-S-H)、水化硅铝酸钙(C-A-S-H)凝胶与原料相互联结形成三维网状结构的微观形貌,结构更加致密,力学性能更好。 展开更多
关键词 胶凝材料 赤泥 水化硅铝酸钠 水化硅铝酸钙 水化机理 抗压强度
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凝胶孔对水化硅酸钙(C-S-H)力学性能影响的分子动力学模拟 被引量：3
9
作者 李宗利 刘士达 +2 位作者 童涛涛 肖帅鹏 李云波 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期703-709,774,共8页
本研究首先利用分子动力学分析了不同尺寸凝胶孔对水化硅酸钙(C-S-H)弹性力学参数的影响,然后模拟了不同受力状态下的受力变形性能,比较并分析了应力应变关系的特征参数变化。结果表明:C-S-H的体积模量、剪切模量和杨氏模量均随凝胶孔... 本研究首先利用分子动力学分析了不同尺寸凝胶孔对水化硅酸钙(C-S-H)弹性力学参数的影响,然后模拟了不同受力状态下的受力变形性能,比较并分析了应力应变关系的特征参数变化。结果表明:C-S-H的体积模量、剪切模量和杨氏模量均随凝胶孔尺寸的增大而减小。凝胶孔会降低CS-H拉伸、压缩和剪切时的力学性能和变形性能,但不同受力状态下的影响程度不同。凝胶孔对抗拉强度的影响程度最大,对抗压和抗剪强度的影响程度较小且基本相同;对拉伸变形性能的影响程度最大,对压缩变形性能的影响程度最小。 展开更多
关键词 水化硅酸钙 凝胶孔 力学性能 受力状态 分子动力学
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磷石膏基胶凝材料的力学性能及应用研究进展 被引量：1
10
作者 温小韵 童雄 +4 位作者 尚江涛 车远 陈柯臻 谢贤 范培强 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第3期953-969,共17页
磷石膏基胶凝材料是由磷石膏、辅助胶凝材料、外加剂等原料按照一定比例混合形成,具有一定机械强度的硬化体,在建筑、道路、环境治理等领域具有广阔的应用前景。本文依据国内外现有的磷石膏制备胶凝材料的研究成果,综述了磷石膏基胶凝... 磷石膏基胶凝材料是由磷石膏、辅助胶凝材料、外加剂等原料按照一定比例混合形成,具有一定机械强度的硬化体,在建筑、道路、环境治理等领域具有广阔的应用前景。本文依据国内外现有的磷石膏制备胶凝材料的研究成果,综述了磷石膏基胶凝材料的反应机理及应用进展,总结了磷石膏基胶凝材料力学性能的影响因素,包括磷石膏的类型、杂质、掺量、粒径、辅助掺合料及外加剂等。最后,对磷石膏基胶凝材料的发展方向进行了展望,提出了未来探索新型高效除杂工艺的同时,应发展复合型和功能型高强磷石膏基胶凝材料,并协同其他固废降低材料浸出毒性的风险。 展开更多
关键词 磷石膏 胶凝材料 水化机理 工程应用 外加剂 影响因素
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钢渣-矿渣基胶凝材料的协同水化机理 被引量：14
11
作者 南雪丽 杨旭 +2 位作者 张宇 唐维斌 张富强 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期366-374,共9页
通过胶砂强度试验及X射线衍射仪(XRD)、热失重分析(TG-DTG)、扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)等微观测试技术,对不同配合比钢渣-矿渣基胶凝材料的力学性能、水化产物及其水化硬化过程进行了研究.结果表明:当胶凝材料的n(CaO+MgO)/n(SiO2+Al2O3... 通过胶砂强度试验及X射线衍射仪(XRD)、热失重分析(TG-DTG)、扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)等微观测试技术,对不同配合比钢渣-矿渣基胶凝材料的力学性能、水化产物及其水化硬化过程进行了研究.结果表明:当胶凝材料的n(CaO+MgO)/n(SiO2+Al2O3)=0.90时,其水化后期有较多的水化硅酸钙、水化铝酸钙凝胶生成,微观结构更加致密,力学性能表现最优,28 d抗压强度和抗折强度分别达到20.20、7.25 MPa;pH值的变化反映出协同水化效应的关键在于钢渣活性矿物的溶解和矿渣的二次火山灰反应,钢渣和矿渣的最佳配合比可以保证水化程度有较高的水平. 展开更多
关键词 钢渣 高炉矿渣 胶凝材料 协同水化效应 水化反应
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应用纳米压痕技术表征水化硅酸钙凝胶 被引量：15
12
作者 姚武 何莉 梁慷 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期277-280,共4页
应用纳米压痕技术实测了水化硅酸钙(C-S-H)凝胶的折合模量.结果表明:将特定尺寸的净浆试样进行打磨、抛光和超声波清洗,可制得表面光洁度符合纳米压痕仪要求的试样;不同水化反应阶段生成的C-S-H凝胶的微区力学特征迥异,随着龄期的增长,C... 应用纳米压痕技术实测了水化硅酸钙(C-S-H)凝胶的折合模量.结果表明:将特定尺寸的净浆试样进行打磨、抛光和超声波清洗,可制得表面光洁度符合纳米压痕仪要求的试样;不同水化反应阶段生成的C-S-H凝胶的微区力学特征迥异,随着龄期的增长,C-S-H凝胶的折合模量频率分布曲线呈现不同峰值;水化产生的C-S-H凝胶分层包裹在水泥颗粒外围,并以未水化的水泥颗粒为中心向外形成的水化产物其折合模量逐步降低. 展开更多
关键词 纳米压痕 水化硅酸钙凝胶 折合模量
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碱渣掺量对固废基胶凝材料性能的影响
13
作者 李志全 张广田 +3 位作者 张艳佳 贾彪 刘东基 张彪 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第7期2597-2607,共11页
采用碱渣、矿渣、钢渣和脱硫石膏制备固废基胶凝材料,考察了碱渣掺量对固废基胶凝材料标准稠度、凝结时间、流动度、抗压强度的影响规律,并通过XRD、TG-DSC、SEM-EDS测试手段,对比分析了水泥、固废基胶凝材料的水化产物及微观结构,探究... 采用碱渣、矿渣、钢渣和脱硫石膏制备固废基胶凝材料,考察了碱渣掺量对固废基胶凝材料标准稠度、凝结时间、流动度、抗压强度的影响规律,并通过XRD、TG-DSC、SEM-EDS测试手段,对比分析了水泥、固废基胶凝材料的水化产物及微观结构,探究了碱渣对固废基胶凝材料水化产物和微观结构的影响。结果表明:碱渣能够提高胶凝材料标准稠度,降低胶砂流动度;碱渣最佳掺量为15%(质量分数),此时胶凝材料标准稠度为28.4%,初凝时间为292 min,终凝时间为359 min, 1 d抗压强度为7.1 MPa, 3 d抗压强度为27.4 MPa, 7 d抗压强度为36.4 MPa, 28 d抗压强度为49.6 MPa。碱渣中的氯盐和硫酸盐能够加速胶凝材料早期水化反应进程,生成较多的Friedel's盐、钙矾石(AFt)和水化硅(铝)酸钙(C-(A)-S-H)凝胶,使早期强度提高;后期水化产物不断生成,相互穿插、搭接,形成致密结构,保证了胶凝材料后期强度增长。 展开更多
关键词 碱渣 胶凝材料 凝结时间 抗压强度 水化产物 微观结构
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硫酸钠调控石灰激发矿渣-钢渣胶凝体系性能研究
14
作者 王营 顾晓薇 +2 位作者 刘剑平 胥孝川 王青 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期122-130,共9页
为解决石灰激发矿渣-钢渣胶凝体系工作性能较差、早期强度较低的问题,将石灰-硫酸钠按摩尔比1∶1组成复合激发剂对矿渣-钢渣胶凝体系进行激发。对比分析在石灰、石灰-硫酸钠两种激发剂下矿渣-钢渣胶凝体系抗压强度、工作性能的异同,并利... 为解决石灰激发矿渣-钢渣胶凝体系工作性能较差、早期强度较低的问题,将石灰-硫酸钠按摩尔比1∶1组成复合激发剂对矿渣-钢渣胶凝体系进行激发。对比分析在石灰、石灰-硫酸钠两种激发剂下矿渣-钢渣胶凝体系抗压强度、工作性能的异同,并利用X射线衍射仪(XRD)等探究硫酸钠对石灰-矿渣-钢渣胶凝体系水化特征的影响。结果表明:用水胶比为0.4、摩尔比为1∶1的石灰-硫酸钠激发矿渣-钢渣胶凝体系的3 d和28 d抗压强度分别为28.7 MPa和36.5 MPa,较石灰单独激发矿渣-钢渣胶凝体系分别提升155.3%、14.8%,新拌浆体的流动度可提升44.2%,硫酸钠的加入缩短了石灰-矿渣-钢渣胶凝体系的凝结时间;石灰-矿渣-钢渣胶凝体系的水化产物主要为C—(A)—S—H凝胶、方解石、水化碳铝酸钙以及Ca(OH)_(2);随着硫酸钠的加入,胶凝体系的傅里叶红外光谱中增加S—O振动谱带,水化碳铝酸钙生成量减少并向钙矾石转化,胶凝体系中水化产物明显增加且相互搭结交错,填充结石体孔洞,使结石体内部更加致密,进而提高矿渣-钢渣胶凝体系的抗压强度;研究成果可为新型低碳胶凝材料的制备以及钢渣的资源化利用提供参考。 展开更多
关键词 硫酸钠 石灰-矿渣-钢渣胶凝体系 抗压强度 工作性能 水化反应特征
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磷石膏复合胶凝材料力学性能与微观特性研究
15
作者 王丰 宋宇 +4 位作者 何兆益 夏羽花 毕研立 冯浩 曹东伟 《无机盐工业》 北大核心 2025年第5期93-99,共7页
磷石膏堆存量巨大且含有大量硫酸盐、磷、氟、重金属等有害物质,若处置不当将会对环境造成严重危害。为解决此问题,利用磷石膏中含有CaSO_(4)·2H_(2)O的特点,采用矿渣、Ca(OH)_(2)、Na_(2)SO_(4)等材料协同制备磷石膏复合胶凝材料... 磷石膏堆存量巨大且含有大量硫酸盐、磷、氟、重金属等有害物质,若处置不当将会对环境造成严重危害。为解决此问题,利用磷石膏中含有CaSO_(4)·2H_(2)O的特点,采用矿渣、Ca(OH)_(2)、Na_(2)SO_(4)等材料协同制备磷石膏复合胶凝材料,并系统研究其力学性能、水化机理、微观结构及浸出毒性特征。研究结果表明:磷石膏复合胶凝材料的抗压强度随Ca(OH)_(2)掺量的增加呈先减后增趋势,随磷石膏掺量的增加则呈先增后减趋势,最优配合比确定为67%矿渣、30%磷石膏、3%Ca(OH)_(2)及外掺3%Na_(2)SO_(4),在此配合比下,材料3、7、28 d的抗压强度分别达到4.12、25.21、37.45 MPa;Ca(OH)_(2)掺量的增加能够加速磷石膏分解释放SO_(4)^(2-)与Ca^(2+),同时促进矿渣中硅氧四面体和铝氧四面体的分解,这些成分通过水化反应形成大量钙矾石和C-(A)-S-H凝胶,且相互交织构成致密的网络结构。在浸出毒性方面,磷石膏中F^(-)、PO_(4)^(3-)的质量浓度分别为148.23、298.24mg/L,而制备的胶凝材料中F^(-)、PO_(4)^(3-)的质量浓度分别下降至2.34~4.32 mg/L和0.05~0.18 mg/L。此外,胶凝材料中的所有污染物指标均满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》的要求。 展开更多
关键词 磷石膏 胶凝材料 力学性能 水化机理 浸出毒性
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废弃加气混凝土基胶凝材料协同锂渣制备充填料的研究
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作者 张凯帆 王晓军 +4 位作者 王长龙 胡凯建 白云翼 陈辰 付兴帅 《材料导报》 北大核心 2025年第2期114-121,共8页
针对工业固体废弃物堆存量大、资源化利用率低的问题,本工作尝试以废弃加气混凝土(WAC)、钢渣、矿渣、脱硫石膏、水泥为复合胶凝材料(CCMs),锂渣为细骨料,制备全尾砂绿色矿井充填料。采用粒度分析、力学性能测试、X射线衍射(XRD)及扫描... 针对工业固体废弃物堆存量大、资源化利用率低的问题,本工作尝试以废弃加气混凝土(WAC)、钢渣、矿渣、脱硫石膏、水泥为复合胶凝材料(CCMs),锂渣为细骨料,制备全尾砂绿色矿井充填料。采用粒度分析、力学性能测试、X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)等手段研究了WAC活性、充填料性能及CCMs水化机理。结果表明,粉磨40 min的WAC比表面积达到655 m^(2)/kg,其28 d活性指数为81.43%。当CCMs配合比为m(WAC)∶m(钢渣)∶m(矿渣)∶m(脱硫石膏)∶m(水泥)=20∶15∶38∶7∶20、充填料中m(CCMs)∶m(锂渣)=1∶7、料浆质量浓度为83%、m(NaCl)∶m(CCMs)=0.01,充填料3、28 d抗压强度分别为1.7、3.0 MPa。充填料用CCMs的主要水化产物为C-S-H凝胶、Ca(OH)2、钙矾石(AFt)、Friedel盐。 展开更多
关键词 废弃加气混凝土(WAC) 复合胶凝材料(CCMs) 锂渣 矿井充填料 水化产物
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煤矸石基全固废胶凝材料制备及性能研究
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作者 陈明志 顾晓薇 +3 位作者 孙一硕 韩长赫 邢峻嘉 张怡臻 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期325-329,共5页
为了实现煤矸石等固废的大规模、高效综合利用,并降低胶凝材料的使用成本和碳排放,选用典型碱性固废电石渣、SDS干法脱硫灰为固体激发剂,以S95级高炉矿渣、煅烧煤矸石粉为前驱体,基于各固废的成分特点和地聚物胶凝材料的配合比设计理论... 为了实现煤矸石等固废的大规模、高效综合利用,并降低胶凝材料的使用成本和碳排放,选用典型碱性固废电石渣、SDS干法脱硫灰为固体激发剂,以S95级高炉矿渣、煅烧煤矸石粉为前驱体,基于各固废的成分特点和地聚物胶凝材料的配合比设计理论,制备了一种新型全固废胶凝材料,并讨论了煅烧煤矸石粉和高炉矿渣掺量对砂浆的流动性能、砂浆试件的力学性能和胶凝材料的水化性能的影响。结果表明,由于煅烧煤矸石粉中含有大量的粘土质材料,随着其掺量的增大,砂浆的需水量逐渐增大、流动性逐渐降低;砂浆试件7 d的抗压强度呈下降趋势、28 d的抗压强度呈先升后降的趋势,煅烧煤矸石粉掺量为20%时28 d的抗压强度达到峰值。水化产物性能分析表明,在煅烧煤矸石粉掺量为20%时,净浆试件中产生的水化硅酸钙最多,微观结构最致密,标准砂浆试件28 d的抗压强度达44.7 MPa,达到P·O 42.5号水泥的强度要求,是一种理想的低碳、低成本绿色水泥。 展开更多
关键词 全固废胶凝材料 煅烧煤矸石粉 力学性能 水化产物
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矿渣和黄磷渣粉磨性能和胶凝性能对比试验
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作者 华腾飞 和振海 +4 位作者 孙印国 刘云 陈雪峰 陈静 张峰 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第3期1021-1031,共11页
为了验证云南省生产的黄磷渣作为辅助胶凝材料的可行性,本文对比研究了矿渣和黄磷渣的粉磨性能和胶凝性能,并对它们作为辅助胶凝材料的性能进行了分析比较。结果表明,矿渣和黄磷渣具有相似的化学成分和矿物相,经历相同粉磨时间后,矿渣... 为了验证云南省生产的黄磷渣作为辅助胶凝材料的可行性,本文对比研究了矿渣和黄磷渣的粉磨性能和胶凝性能,并对它们作为辅助胶凝材料的性能进行了分析比较。结果表明,矿渣和黄磷渣具有相似的化学成分和矿物相,经历相同粉磨时间后,矿渣和黄磷渣的粒径分布、比表面积和微观形貌相似。矿渣和黄磷渣比表面积的增大促进了水泥的水化,提高了矿渣和黄磷渣自身活性,且在相似比表面积下,矿渣的活性高于黄磷渣。矿渣和黄磷渣的加入对水泥胶砂的后期强度有很大贡献,水泥胶砂的后期强度随着矿渣和黄磷渣比表面积的增大逐渐增大。当矿渣和黄磷渣比表面积为340和521 m^(2)/kg时,单掺30%(质量分数)矿渣和黄磷渣的水泥胶砂28 d抗压强度分别为46.5和47.3 MPa,均大于纯水泥胶砂。当矿渣和黄磷渣比表面积分别为775和802 m^(2)/kg时,水泥胶砂28 d抗压强度分别为58.7和50.9 MPa。总的来说,本研究中黄磷渣是一种可利用的具有较高活性的辅助胶凝材料,但应注意黄磷渣对水泥基材料的缓凝作用。 展开更多
关键词 矿渣 黄磷渣 粒径分布 强度 水化热 辅助胶凝材料
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基于多元复合胶凝材料的海水碱激发材料的性能
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作者 赵计辉 吴坤润 杨刚强 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第1期103-111,共9页
为了研究海水拌合碱激发材料性能,探讨了基于多元复合胶凝材料的海水拌合碱激发材料水化反应过程、力学与抗侵蚀等性能发展规律。结果表明:海水拌合对碱激发矿渣的水化反应过程具有一定的抑制作用,宏观上不同龄期的抗压强度也在一定程... 为了研究海水拌合碱激发材料性能,探讨了基于多元复合胶凝材料的海水拌合碱激发材料水化反应过程、力学与抗侵蚀等性能发展规律。结果表明:海水拌合对碱激发矿渣的水化反应过程具有一定的抑制作用,宏观上不同龄期的抗压强度也在一定程度上呈现降低趋势,不利于强度发展;粉煤灰和硅灰会降低海水拌合碱激发材料的水化反应速率、早期强度和韧性,但其后期强度及韧性增长潜力显著,其中硅灰-粉煤灰-矿渣三元体系7~28 d的强度与韧性增长率分别达到50.9%和86.7%。与碱激发矿渣相比,粉煤灰和硅灰的掺入会在一定程度上提高海水碱激发材料的电通量渗透性和氯离子迁移系数,这与其微观结构表现一致,但三者仍同属于一个氯离子渗透性等级,即中等渗透性等级(电通量法)。 展开更多
关键词 海水 复合胶凝材料 碱激发材料 水化反应热 力学性能 氯离子渗透
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OPC-SAC复合胶凝体系对超高性能混凝土性能的影响
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作者 王艳 李伊岚 +2 位作者 杨子凡 常天风 孙琳琳 《材料导报》 北大核心 2025年第2期90-96,共7页
针对超高性能混凝土(UHPC)在加固与修复工程中存在凝结时间长、早期强度发展缓慢等问题,将硫铝酸盐水泥(SAC)掺入超高性能混凝土中,研究了不同复配比例下OPC-SAC复合胶凝体系对UHPC力学性能与工作性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、... 针对超高性能混凝土(UHPC)在加固与修复工程中存在凝结时间长、早期强度发展缓慢等问题,将硫铝酸盐水泥(SAC)掺入超高性能混凝土中,研究了不同复配比例下OPC-SAC复合胶凝体系对UHPC力学性能与工作性能的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及等温量热仪分别从水化产物的微观形貌、水化速率和水化放热量等方面分析了OPC-SAC复合胶凝体系对UHPC水化过程与作用机理的影响。结果表明:SAC的掺入可大幅度降低UHPC的凝结时间和坍落度,且与基准组相比,当SAC掺量为10%时UHPC的初凝时间减少了329 min,终凝时间减少了365 min,坍落度下降20 mm;随着SAC掺量的增加,UHPC的1 d抗压强度呈现先增大后减小的趋势,当掺入10%的SAC时,UHPC的1 d强度最高,且相比基准组高4.6%;掺入SAC后,UHPC的早期水化速率和放热量均高于基准组,且UHPC早期水化速率和放热量随着SAC掺量的增加均呈现增大的趋势;SAC的掺入使得复合胶凝体系内AFt的生成量增加,而Ca(OH)_(2)的生成量减小,短时间内水化产物的生成量过多且分布不均匀,影响了混凝土强度。研究结果可为UHPC在加固与修复工程中的可喷射性提供理论依据。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 复合胶凝体系 凝结时间 水化过程
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