固废基超高性能混凝土制备与性能研究

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作者 明阳 任昊 +7 位作者 李玲 瞿鑫明 黄兴启 陈飞翔 张欣 姚大游 郑全兴 朱雪琴 《功能材料》 北大核心 2025年第9期9163-9170,共8页

基于最紧密堆积理论,研究利用水淬锰渣、粉煤灰、钢渣和脱硫石膏制备多元固废超细高活性矿物掺合料,部分替代水泥或硅灰用于超高性能混凝土(UHPC)的制备。通过修正的安德森(MAA)模型对胶凝材料和骨料进行颗粒分布优化设计,结合L 16(54)... 基于最紧密堆积理论,研究利用水淬锰渣、粉煤灰、钢渣和脱硫石膏制备多元固废超细高活性矿物掺合料,部分替代水泥或硅灰用于超高性能混凝土(UHPC)的制备。通过修正的安德森(MAA)模型对胶凝材料和骨料进行颗粒分布优化设计,结合L 16(54)正交试验系统,研究了不同因素对UHPC性能的影响。结果表明,经MAA模型设计与正交试验验证得出最优配比为:胶凝材料中硅灰掺量6%,掺合料掺量16%,水胶比0.17,胶砂比1.1,集料中20~40目石英砂比例70%,钢纤维掺量2%,减水剂掺量1.4%。在此配比下,UHPC的流动度为281.2 mm,抗折强度达到34.9 MPa,抗压强度达到146.9 MPa,56天电通量为62.9 C。正交试验结果与MAA模型计算结果吻合,验证了模型的适用性和固废基掺合料替代部分水泥或硅灰的可行性。该研究为UHPC的低碳环保制备提供了理论支持和技术参考。 展开更多

关键词 超高性能混凝土 固废掺合料 紧密堆积理论 配合比设计 强度 耐久性

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超细复合矿物掺合料的制备与性能研究

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作者 明阳 黄登科 +5 位作者 李玲 瞿鑫明 陈飞翔 张欣 唐小春 姚大游 《功能材料》 北大核心 2025年第10期10136-10143,共8页

采用多元固废制备超细矿物掺合料,分析了不同粉磨细度对多元固废超细掺合料流动性和活性的影响,通过正交试验确定了最佳原材料配比,利用X射线衍射测(XRD)、热重-热差测试(TG-DTG)与微观形貌测试(SEM)分析了作用机制。结果表明,采用35%... 采用多元固废制备超细矿物掺合料,分析了不同粉磨细度对多元固废超细掺合料流动性和活性的影响,通过正交试验确定了最佳原材料配比,利用X射线衍射测(XRD)、热重-热差测试(TG-DTG)与微观形貌测试(SEM)分析了作用机制。结果表明,采用35%矿渣、39%水淬锰渣、20%钢渣和6%脱硫石膏,添加0.3%助磨激发剂,粉磨至比表面积为735 m^(2)/kg时可制得性能优异的超细复合矿物掺合料,经测试胶砂流动度比可达99%、7 d活性指数可达89.2%、28 d活性指数可达108%,掺入超细复合矿物掺合料可降低水泥基材料的氯离子渗透性、水化放热量和水化放热速率。研究结果为多元固废协同制备高品质矿物掺合料提供了参考,对低活性固废高附加值利用具有指导意义。 展开更多

关键词 超细矿物掺合料 正交试验 工作性能 力学性能 微观结构

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水泥—沥青胶凝材料的弹性模量与组成参数的关系 被引量：6

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作者 田青 邓德华 彭建伟 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期1-7,共7页

采用万能材料试验机对CRTSⅠ型无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的不同配合比水泥—沥青胶凝材料(CAB)进行应力—应变压缩试验,并结合真空饱水、沥青抽滤等方法分析其物相组成。依据高沥灰比(A/C)CAB的物理结构模型,将其视为水化产物增强沥青... 采用万能材料试验机对CRTSⅠ型无砟轨道水泥乳化沥青砂浆的不同配合比水泥—沥青胶凝材料(CAB)进行应力—应变压缩试验,并结合真空饱水、沥青抽滤等方法分析其物相组成。依据高沥灰比(A/C)CAB的物理结构模型,将其视为水化产物增强沥青基复合材料。借鉴颗粒增强聚合物基复合材料的相关理论,得到CAB的弹性模量与其组成参数的定量关系。研究发现,水泥水化物相的体积分数是影响CAB弹性模量的本质因素;Mooney方程最适合表征CAB的弹性性能,且CAB的弹性模量与水化物相的体积分数呈指数关系。为增强公式的实用性,在CAB各物相体积分数与其配合比参数的定量关系基础上,推导出CAB的弹性模量与沥灰比、水灰比和水化度等组成参数的数学关系式。 展开更多

关键词 水泥乳化沥青砂浆 胶凝材料 弹性模量 组成参数

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活性改性剂合成及其对环氧胶黏剂力学与界面粘接性能的影响 被引量：7

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作者 元强 王攒 +3 位作者 姚灏 黄炬 左胜浩 黄海 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期296-303,共8页

综合考虑环氧胶黏剂的施工性能、力学性能及与砂浆界面的粘接性能,利用三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TMPGE)与1,4-丁二醇(BDO),通过控制反应物物质的量比以及反应时间制备了四种低环氧值兼具高羟基含量的预聚体(PPM)。通过1H-NMR、盐酸-丙... 综合考虑环氧胶黏剂的施工性能、力学性能及与砂浆界面的粘接性能,利用三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TMPGE)与1,4-丁二醇(BDO),通过控制反应物物质的量比以及反应时间制备了四种低环氧值兼具高羟基含量的预聚体(PPM)。通过1H-NMR、盐酸-丙酮法及凝胶渗透色谱(GPC)对PPM进行了表征。进一步研究了PPM对改性环氧胶黏剂工作性能、固化力学性能、与水泥砂浆粘接强度以及表面性质的影响。结果显示:延长反应时间以及增加BDO用量使PPM的数均分子量更大、环氧值更低。四种PPM改性后,胶黏剂的放热峰值温度降低,可操作时间延长。同时,PPM使环氧固化物的延性显著增加。四种PPM改性后使环氧与水的接触角降低,固化物表面的极性组分升高。XPS分析表明,PPM使环氧固化物的羟基含量显著提高。最后,PPM使胶黏剂对湿砂浆基体的粘接强度提高了一倍以上。 展开更多

关键词 环氧胶黏剂 可操作时间 裂缝修补 灌浆料 界面粘接

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铜矿尾砂强度特性的粒度效应研究 被引量：2

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作者 林祖宏 师永志 汪明武 《混凝土》 CAS 北大核心 2019年第7期145-148,共4页

有压作用下铜矿尾砂强度的粒度效应对其处治和应用具有重要意义.首先基于固结不排水(CU)三轴试验,研究了不同围压下不同粒径铜矿尾砂的强度特性,并确定了相应的邓肯-张模型参数,进而讨论了不同粒径对邓肯-张模型参数的影响规律,结果表明... 有压作用下铜矿尾砂强度的粒度效应对其处治和应用具有重要意义.首先基于固结不排水(CU)三轴试验,研究了不同围压下不同粒径铜矿尾砂的强度特性,并确定了相应的邓肯-张模型参数,进而讨论了不同粒径对邓肯-张模型参数的影响规律,结果表明:(1)偏应力峰值(σ1-σ3)随着围压的升高而增大,其中中砂的主应力差峰值相对提高了37.3%、34.4%,但粗砂和极细砂的增长量相对不均匀;(2)100 kPa围压中砂试样的主应力差峰值极差为94.5 kPa,较极细砂增大了97%,而围压为200 kPa时,极差为96.9 kPa,较极细砂增大了61%,围压为300 kPa时,极差为158.1 kPa,较极细砂增大了85%.(3)中砂的抗剪强度和极限抗剪承载力明显高于其他3种粒径砂,且其邓肯-张模型切线变形模量相对较强,但抗剪强度与极限偏差应力间差值较大,表明中砂对邓肯-张模型具有良好的适应性.研究结果为铜矿尾砂的应用提供了参考。 展开更多

关键词 铜矿尾砂 邓肯-张模型 三轴固结试验 粒径

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高性能聚羧酸减水剂RAWY-101对砼拌合物性能影响特性研究 被引量：2

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作者 徐华 汪志勇 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2588-2592,共5页

通过实验,在同一配合比下,在不同品牌的水泥砼拌合物中加入已合成的高性能聚羧酸高效减水剂RAWY-101,研究各种砼拌合物的性能,探讨实际应用中该减水剂用量对水泥拌合物性能的影响,结果表明,当掺入水泥用量0.9%的高性能减水剂RAWY-101时... 通过实验,在同一配合比下,在不同品牌的水泥砼拌合物中加入已合成的高性能聚羧酸高效减水剂RAWY-101,研究各种砼拌合物的性能,探讨实际应用中该减水剂用量对水泥拌合物性能的影响,结果表明,当掺入水泥用量0.9%的高性能减水剂RAWY-101时,不同品牌水泥拌合的C50混凝土强度发展最快。 展开更多

关键词 聚羧酸 高效减水剂 拌合物性能

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聚乙烯/废天然橡胶的力学性能和相容性研究 被引量：2

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作者 汪志勇 刁建志 +1 位作者 李龙 王丽洁 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期143-144,147,共3页

利用开放式塑炼机和平板硫化机制备了聚乙烯/废天然橡胶的共混物。研究了聚乙烯/废天然橡胶(60/40)中硫磺加入量对共混物的拉伸强度、伸长率、熔体流速性能的影响。试验结果表明:当聚乙烯/废天然橡胶(60/40)时,硫磺加入1.0份时其综合性... 利用开放式塑炼机和平板硫化机制备了聚乙烯/废天然橡胶的共混物。研究了聚乙烯/废天然橡胶(60/40)中硫磺加入量对共混物的拉伸强度、伸长率、熔体流速性能的影响。试验结果表明:当聚乙烯/废天然橡胶(60/40)时,硫磺加入1.0份时其综合性能最佳,共混物的拉伸强度达到9.3MPa,断裂伸长率为344%,熔体流动速率为0.25g/10min。 展开更多

关键词 聚乙烯/废天然橡胶共混物 拉伸强度 熔体流速 相容性

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聚乙烯/废天然橡胶的老化和力学性能研究 被引量：1

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作者 郝相雨 汪志勇 +1 位作者 刁建志 丁楠 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期128-129,154,共3页

通过汞灯辐射试验对制备的聚乙烯/废天然橡胶共混物进行了紫外老化试验,研究了防老剂4010对聚乙烯/废天然橡胶的紫外老化性能的影响。结果表明:老化初期聚乙烯/废天然橡胶(60/40)的拉伸强度提高,老化中后期聚乙烯/废天然橡胶拉伸强度下... 通过汞灯辐射试验对制备的聚乙烯/废天然橡胶共混物进行了紫外老化试验,研究了防老剂4010对聚乙烯/废天然橡胶的紫外老化性能的影响。结果表明:老化初期聚乙烯/废天然橡胶(60/40)的拉伸强度提高,老化中后期聚乙烯/废天然橡胶拉伸强度下降。防老剂4010的加入提高了聚乙烯/废天然橡胶的紫外老化性能。 展开更多

关键词 聚乙烯 废橡胶共混物 拉伸强度 紫外老化

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偏高岭土对大掺量石灰石粉水泥抗氯离子渗透性能的影响 被引量：4

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作者 苏运辉 徐家兴 +4 位作者 张立刚 张禛庆 彭建伟 周晓丰 郑克仁 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3779-3788,共10页

石灰石粉替代部分水泥熟料能有效降低水泥的碳排放,但大掺量石灰石粉会降低水泥基材料抗氯离子渗透性能。偏高岭土的掺入可显著改善石灰石粉水泥体系的抗氯离子渗透性能,然而改善机理暂不明确。为了揭示偏高岭土对大掺量石灰石粉水泥抗... 石灰石粉替代部分水泥熟料能有效降低水泥的碳排放,但大掺量石灰石粉会降低水泥基材料抗氯离子渗透性能。偏高岭土的掺入可显著改善石灰石粉水泥体系的抗氯离子渗透性能,然而改善机理暂不明确。为了揭示偏高岭土对大掺量石灰石粉水泥抗氯离子渗透性能的改善作用,应用热力学模拟方法预测多组分胶凝体系水化物相组成(体积比),并基于模拟结果设计大掺量石灰石粉的复合胶凝材料组成。采用吸水率、电通量法表征混凝土试件的抗氯离子渗透性能,结合基体孔隙结构、物相组成分析抗氯离子渗透性的改善原因。研究结果表明:热力学模拟能够较好地预测偏高岭土-石灰石粉-水泥复合胶凝体系的水化物相组成。加入偏高岭土后,尽管由于稀释效应使得基体总孔隙率有所增大,但火山灰反应增加了水化硅酸钙凝胶数量,细化了孔径分布;且增加的水化硅酸钙凝胶增强了对碱离子的吸附作用,显著降低孔溶液中离子浓度,从而极大地降低混凝土的电通量,使得水泥石的抗氯离子渗透性能得到显著提升。在石灰石粉掺量为25%的条件下,掺入10%偏高岭土后试件的24 h吸水率和6 h电通量分别下降了约67.2%和90.3%。掺加偏高岭土后,通过细化孔径分布、增强C-S-H凝胶的吸附作用等多个方面改善了石灰石粉水泥基材料抗氯离子渗透性能。 展开更多

关键词 偏高岭土 石灰石粉 热力学模拟 电通量 抗氯离子渗透性

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水泥-乳化沥青-橡胶颗粒砂浆拉伸性能研究 被引量：1

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作者 李朝元 刘赞群 +2 位作者 陈娟 朱嘉慧 周蕴婵 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2020年第8期2549-2556,共8页

基于密实堆积理论设计配合比,对比相同体积分数的水泥-乳化沥青-标准砂(CAS)砂浆与水泥-乳化沥青-橡胶颗粒(CAR)砂浆的抗拉强度和断裂延伸率,并通过环境扫描电镜和能谱仪进行微观界面分析,对CAR砂浆的拉伸性能进行了研究。试验结果发现,... 基于密实堆积理论设计配合比,对比相同体积分数的水泥-乳化沥青-标准砂(CAS)砂浆与水泥-乳化沥青-橡胶颗粒(CAR)砂浆的抗拉强度和断裂延伸率,并通过环境扫描电镜和能谱仪进行微观界面分析,对CAR砂浆的拉伸性能进行了研究。试验结果发现,CAR砂浆的7 d抗拉强度平均比CAS砂浆大9.09%,28 d抗拉强度大17.76%,3 d、7 d和28 d断裂延伸率均比CAS砂浆大70%以上。微观分析发现,在硬化CAS砂浆中,标准砂界面处出现了明显的气泡聚集层,孔隙多,相对薄弱,在硬化CAR砂浆中,橡胶颗粒界面处乳化沥青聚集,形成一个相对密实、强韧的界面过渡区。研究结果表明,水泥-乳化沥青-橡胶颗粒三元体系能协同工作,可以成为扩大废弃橡胶在土木工程中应用的一种处理方法。 展开更多

关键词 水泥 乳化沥青 橡胶颗粒 拉伸性能 界面过渡区

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混凝土孔隙液中碳纤维对建筑用钢电化学行为的影响 被引量：1

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作者 徐华 王志勇 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第2期128-130,133,共4页

以建筑常用的HRB400钢筋为研究对象,研究了5种不同p H值孔隙液中,对经水化硅酸钙处理前后钢筋的电化学行为进行了研究。结果表明,当孔隙液中的浓度为12.5和11.5时,经水化硅酸钙处理后,钢筋受到腐蚀的可能性增大;当孔隙液中p H值为10.5、... 以建筑常用的HRB400钢筋为研究对象,研究了5种不同p H值孔隙液中,对经水化硅酸钙处理前后钢筋的电化学行为进行了研究。结果表明,当孔隙液中的浓度为12.5和11.5时,经水化硅酸钙处理后,钢筋受到腐蚀的可能性增大;当孔隙液中p H值为10.5、9.5和8.5时,钢筋的腐蚀行为会受到抑制,钢筋并不易发生腐蚀。 展开更多

关键词 孔隙液 钢 电化学行为

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