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硅藻土对中浅层地热固井水泥石的性能影响
1
作者 嵇鹰 刘仕滨 +4 位作者 薛宇泽 刘保林 宋利 苏虎雄 吴佳瑞 《新型建筑材料》 2026年第1期53-58,共6页
在地热筒井的中上层,部分地热能会通过管壁向低温地层传递,而地层的酸性环境会使水泥的耐久性降低。掺入硅藻土制备水泥试块,通过扫描电镜、压汞、导热系数测定仪,分析硅藻土水泥试块酸性环境腐蚀前后的性能。结果表明,硅藻土掺量为16%... 在地热筒井的中上层,部分地热能会通过管壁向低温地层传递,而地层的酸性环境会使水泥的耐久性降低。掺入硅藻土制备水泥试块,通过扫描电镜、压汞、导热系数测定仪,分析硅藻土水泥试块酸性环境腐蚀前后的性能。结果表明,硅藻土掺量为16%时水泥试块各龄期抗压强度较高,明显高于未掺时;掺入硅藻土,水泥试块耐腐蚀性提高;随硅藻土掺量的增加,水泥试块的导热系数明显降低,最大降幅可达26%;这是因为掺入硅藻土可细化孔隙,使孔隙分布更加均匀,且其中SiO_(2)与水泥发生火山灰反应生成的水化硅酸钙和氢氧化钙导热系数较低。 展开更多
关键词 地热井 水泥试块 导热系数 孔隙率 抗压强度 耐腐蚀性
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砖渣基储能颗粒对石膏基自流平砂浆力学-热性能的影响
2
作者 王庆佩 李辉 +3 位作者 郑伍魁 袁文滨 常宁 周州 《硅酸盐通报》 北大核心 2026年第1期212-226,共15页
为推动固废资源化与建筑节能产业的协同发展。本研究利用石蜡与砖渣(BS)制备复合储能颗粒(ESPs),并部分替代砂子掺入石膏基自流平砂浆,制备了新型石膏基自流平相变储能砂浆(NGSESM),通过质量变化法、XRD、FT-IR、SEM、DSC及力学与热性... 为推动固废资源化与建筑节能产业的协同发展。本研究利用石蜡与砖渣(BS)制备复合储能颗粒(ESPs),并部分替代砂子掺入石膏基自流平砂浆,制备了新型石膏基自流平相变储能砂浆(NGSESM),通过质量变化法、XRD、FT-IR、SEM、DSC及力学与热性能测试等方法,研究了BS的吸附率与ESPs的泄漏率,以及NGSESM的微观结构、热性能和力学特性。结果表明,不同的吸附条件和BS粒径会影响BS的吸附率和ESPs的泄漏率。掺入ESPs显著影响了相邻区域中石膏晶体的形貌,降低了NGSESM的力学性能。当ESPs替代75%(质量分数)的砂子时,NGSESM的力学性能和流动度满足《石膏基自流平砂浆》(JC/T 1023—2021)中的要求。此外,NGSESM在加热和冷却过程中的相变温度分别为17.2~27.3℃和14.9~22.4℃,潜热值分别为4.1和4.3 J/g。本研究为固废基建筑节能材料的应用提供了关键技术支撑。 展开更多
关键词 砖渣 石蜡 脱硫石膏 石膏基自流平砂浆 相变材料 固废利用
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电-化学复合能脉冲致裂煤储层增渗机理
3
作者 孟兵兵 曹运兴 +4 位作者 段宏飞 张新生 赵丽娟 石玢 余国锋 《煤田地质与勘探》 北大核心 2026年第2期55-64,共10页
【背景】电-化学复合能脉冲致裂技术(金属丝电爆炸引爆含能材料)可有效改造煤储层孔隙结构并提升煤层渗透性。阐明其对煤体孔裂隙改造尺度及瓦斯解吸规律的影响机制,可为该技术在煤层增渗领域的推广应用提供理论依据。【方法】以山西潞... 【背景】电-化学复合能脉冲致裂技术(金属丝电爆炸引爆含能材料)可有效改造煤储层孔隙结构并提升煤层渗透性。阐明其对煤体孔裂隙改造尺度及瓦斯解吸规律的影响机制,可为该技术在煤层增渗领域的推广应用提供理论依据。【方法】以山西潞安漳村矿煤样为研究对象,依托自主搭建的电-化学复合能脉冲致裂煤岩实验平台,开展了脉冲致裂煤体实验研究。采用高压压汞法、液氮吸附法和CO_(2)吸附法,对致裂前后煤体孔隙结构特征进行了定量测试与表征,其中高压压汞法用于表征大孔(>50 nm),液氮吸附法用于表征介孔(2~50 nm),CO_(2)吸附法用于表征微孔(<2 nm)。进一步通过瓦斯吸附-解吸实验,系统研究了脉冲致裂作用前后煤体瓦斯解吸特性的变化规律,并利用扫描电子显微镜(SEM)对比分析了致裂前后煤基质中裂隙的发育形态与分布特征。【结果】致裂后大孔孔容在特定尺度范围内表现出明显增加,其中孔径约为140 000 nm的大孔孔容提高了29.7%。介孔平均孔径整体呈现增大趋势,但其孔容降低了34.8%,比表面积减少了16.94%;微孔孔容亦出现一定程度的下降,这主要归因于脉冲致裂后介孔发生扩孔及向大孔的转化作用。在瓦斯吸附压力为0.5、1.5和2.5 MPa条件下,脉冲致裂后煤样在120 min内的甲烷累计解吸量及解吸速率均明显提高。扫描电子显微镜观察进一步揭示了脉冲致裂后煤体的典型冲蚀破坏特征,主要表现为煤基质剥离及其邻近区域孔隙与裂隙的发育,同时伴随新生锯齿状裂隙的形成以及孔-裂隙连通结构的显著增强。【结论】电-化学复合能脉冲致裂作用于煤储层后,煤体内部发生了由微孔向介孔、介孔向大孔并进一步向裂隙演化的逐级转化过程,显著提升了孔-裂隙体系的连通性。为瓦斯的解吸、扩散与运移提供通道,从而有效提高了瓦斯解吸速率和解吸量。上述认识从煤孔隙结构演化与瓦斯解吸机理层面揭示了电-化学复合能脉冲致裂的增渗机制,为该技术在煤层增透领域的工程应用与推广提供了可靠的理论支撑。 展开更多
关键词 电-化学复合能 脉冲致裂 煤 孔隙结构 解吸 增渗机理
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矿渣基地聚物注浆液结石体的强度试验
4
作者 刘松 陈峰 +1 位作者 杨鹏程 王浩 《福州大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期45-50,共6页
以超细矿粉为前驱体,水玻璃和氢氧化钠为激发剂,制备不同配合比的矿渣基地聚物浆液.通过无侧限抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验,分析不同水胶比、水玻璃质量分数和水玻璃模数对矿渣基地聚物浆液结石体强度的影响规律.试验结果表明,矿渣... 以超细矿粉为前驱体,水玻璃和氢氧化钠为激发剂,制备不同配合比的矿渣基地聚物浆液.通过无侧限抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验,分析不同水胶比、水玻璃质量分数和水玻璃模数对矿渣基地聚物浆液结石体强度的影响规律.试验结果表明,矿渣基地聚物浆液结石体的强度随着水胶比的增大而减小,随着龄期的增加而增大.随着水玻璃模数和水玻璃质量分数的增大,强度呈现出先增后减的趋势,在模数为1.2、水玻璃质量分数为7%时出现强度峰值.选取模数、水玻璃质量分数、水胶比分别为1.2、7%、0.40(W-3)和1.2、7%、0.35(M-3)的试样作为试验组,对比其与传统普通硅酸盐水泥基浆液(P·O 42.5)的工作性能和强度性能.W-3试验组在工作性能方面优于对照组浆液,M-3试验组在强度性能方面优于对照组浆液. 展开更多
关键词 矿渣基地聚物 注浆 浆液结石体 无侧限抗压强度 碱激发
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含水率对人造碳酸化钢渣骨料性能的影响
5
作者 房延凤 王凇宁 +1 位作者 孙小巍 丁向群 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期93-100,共8页
采用钢渣冷黏成球工艺,探究不同含水率条件下碳酸化养护对人造钢渣骨料固碳量、力学性能及安定性的影响,为钢渣的资源化利用提供理论基础。将钢渣粉经冷黏成球工艺制备成人造骨料,并采用自然阴干法降低含水率,将其置入自制的碳化釜中进... 采用钢渣冷黏成球工艺,探究不同含水率条件下碳酸化养护对人造钢渣骨料固碳量、力学性能及安定性的影响,为钢渣的资源化利用提供理论基础。将钢渣粉经冷黏成球工艺制备成人造骨料,并采用自然阴干法降低含水率,将其置入自制的碳化釜中进行碳化养护以强化钢渣骨料性能,研究含水率对碳化钢渣骨料吸水率、堆积密度、表观密度、单颗抗压强度的影响;采用XRD、TG、SEM测试,在微观层面对钢渣骨料进行分析。结果表明:当自然阴干时间为48 h、含水率为13.3%时,钢渣骨料的单颗抗压强度为6.3 MPa, CO_(2)吸收量为13.87%,堆积密度为1 460 kg/m3,吸水率为8.22%,经碳化后进行压蒸实验的破碎率为5%,钢渣骨料的各项指标达到最优。控制钢渣骨料的含水率对于后续碳化养护具有重要影响。 展开更多
关键词 含水率 碳酸化 钢渣 人造骨料 体积安定性
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超高韧性矿渣-甘蔗渣灰基地聚物复合材料的流变特性研究
6
作者 李静 焦之森 +2 位作者 张灵 黄莹 陈正 《材料导报》 北大核心 2026年第2期101-107,共7页
工程地聚物复合材料(EGC)因优异的力学性能和抗侵蚀特性被视作修复和改造各种基础设施的理想材料,然而,和易性不稳定显著限制了其在工程领域的推广应用。因此,本工作从EGC原材料组成出发,研究了甘蔗渣灰、纤维、水胶比以及碱当量等关键... 工程地聚物复合材料(EGC)因优异的力学性能和抗侵蚀特性被视作修复和改造各种基础设施的理想材料,然而,和易性不稳定显著限制了其在工程领域的推广应用。因此,本工作从EGC原材料组成出发,研究了甘蔗渣灰、纤维、水胶比以及碱当量等关键组成参数对其流变特性和流动度的影响,以期实现基于原材料配比参数的EGC施工性能评估。同时,对Bingham和Modified Bingham模型在拟合EGC流变曲线方面的适用性进行了分析。结果表明:Modified Bingham模型更适合描述EGC浆体的流变特性;增加甘蔗渣灰掺量可同时提高浆体的塑性粘度、屈服应力和流动度;增加纤维掺量使浆体塑性黏度和屈服应力增大,流动度降低;水胶比的增大降低了浆体的塑性黏度,增大了流动度;碱当量的增加使浆体的塑性黏度增大、屈服应力减小,流动度呈先增后减的趋势;EGC浆体的流变参数与流动度之间的关系式为D=30.30-0.07τ_(0)-3.32μ;同时,还基于原材料配合比参数建立了EGC流动度预测模型。 展开更多
关键词 工程地聚物复合材料(EGC) 流变 流动度 多因素模型
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原料摩尔比对改性硫氧镁基胶凝材料宏观性能的影响
7
作者 邱军付 张瑞峰 +4 位作者 王正华 舒春雪 张佳阳 贺鑫鑫 李雨洋 《硅酸盐通报》 北大核心 2026年第1期112-122,共11页
为探究氧硫比和水硫比对改性硫氧镁基胶凝材料宏观性能的影响及机理,通过X射线荧光分析(XRF)、水化热分析、X射线衍射分析(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段,研究原料氧硫比M=n(α-MgO)∶n(MgSO_(4))和水硫比H=n(H_(2)O)∶n(MgSO_(4))... 为探究氧硫比和水硫比对改性硫氧镁基胶凝材料宏观性能的影响及机理,通过X射线荧光分析(XRF)、水化热分析、X射线衍射分析(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段,研究原料氧硫比M=n(α-MgO)∶n(MgSO_(4))和水硫比H=n(H_(2)O)∶n(MgSO_(4))对改性硫氧镁基胶凝材料水化产物、力学性能、耐水性等性能的影响规律。结果表明:固定水硫比为20∶1、氧硫比为11∶1时,硫氧镁基胶凝材料的力学性能最优;固定氧硫比为8∶1,当水硫比为18∶1时,硫氧镁基胶凝材料的力学性能最优。随着氧硫比的增加,水化反应产生5·1·7相晶体的质量分数在80%以上,针棒状5·1·7相晶体交织成网状结构,和体系中未反应的MgO一同填充样品孔隙,使样品结构更加密实,改善了体系的力学性能,氧硫比为11∶1的硫氧镁基胶凝材料相较于氧硫比为7∶1的硫氧镁基胶凝材料28 d抗折强度提升51.1%,28 d抗压强度提升34.8%;水硫比的增加会导致体系中原本起到填充作用的MgO水化生成Mg(OH)_(2),产生体积膨胀,导致硫氧镁基胶凝材料力学性能降低。 展开更多
关键词 改性硫氧镁基胶凝材料 轻烧氧化镁 5·1·7相晶体 氧硫比 水硫比
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三元固废胶凝材料制备及强度形成机理
8
作者 张玉龙 刘俊新 +3 位作者 杨佳滨 李鸿飞 陈攀 孙金睿 《山西建筑》 2026年第3期34-38,69,共6页
文中以工业固废材料电石渣、锂渣和矿渣为原料,探讨了制备绿色低碳胶凝材料的机理。利用响应面Mixture模块设计出可靠的响应面模型,综合强度和配合比以实现大规模锂渣的应用,最终选出了电石渣质量占比为12%,锂渣质量占比40%,矿渣质量占... 文中以工业固废材料电石渣、锂渣和矿渣为原料,探讨了制备绿色低碳胶凝材料的机理。利用响应面Mixture模块设计出可靠的响应面模型,综合强度和配合比以实现大规模锂渣的应用,最终选出了电石渣质量占比为12%,锂渣质量占比40%,矿渣质量占比47%的配合比,其7 d强度可以达到7 MPa以上。试验借助XRD、热重、水化热与SEM-EDS对材料进行分析,结果表明:配合比不仅决定强度高低,还让水化速率、放热量、水化反应程度和微观结构存在差异。最终产物以C-A-S-H凝胶为主体,并有AFt存在。 展开更多
关键词 固废材料 锂渣 电石渣 矿渣 力学强度 水化产物
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掺再生微粉砂浆的抗冻性及孔结构分形表征
9
作者 刘永彪 侯永利 杨新宸睿 《内蒙古工业大学学报(自然科学版)》 2026年第1期19-26,共8页
为了研究掺再生微粉砂浆的抗冻性能,设计了单掺再生微粉砂浆以及复掺再生微粉和矿渣粉砂浆共8组配合比。采用快冻法测定并计算每组砂浆在不同冻融次数下的相对动弹性模量以及质量损失率,对各组砂浆冻融循环前后的微观孔结构进行测试,并... 为了研究掺再生微粉砂浆的抗冻性能,设计了单掺再生微粉砂浆以及复掺再生微粉和矿渣粉砂浆共8组配合比。采用快冻法测定并计算每组砂浆在不同冻融次数下的相对动弹性模量以及质量损失率,对各组砂浆冻融循环前后的微观孔结构进行测试,并利用孔体积分形维数对掺再生微粉砂浆的抗冻性进行了定量分析。结果表明:单掺再生微粉且掺量最多达10%可提高砂浆的抗冻性能,复掺再生微粉和矿渣粉(总掺量为20%,比例为1:1时)能够有效降低砂浆的相对动弹性模量衰减速率和质量损失率;冻融循环次数达到100时,单掺再生微粉且掺量为5%时砂浆的孔隙率最小,无害孔和少害孔占比总和相对于空白组砂浆增加了5.1%;复掺再生微粉和矿渣粉且比例为1:1时,砂浆孔隙结构的优化效果最好,无害孔和少害孔占比总和相比空白组提高了22%;多害孔的孔体积分形维数随冻融循环次数的增加逐渐减小,且多害孔孔体积分形维数与抗冻性指标之间存在良好的线性关系,能够较好地评估掺再生微粉砂浆的冻融损伤程度。 展开更多
关键词 再生微粉 砂浆 抗冻性 孔结构 分形维数
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纳米TiO_(2)-GO改性土的力学性能及微观机理
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作者 李维 鲍文博 +1 位作者 黄志强 郭宇轩 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2026年第1期83-92,共10页
【目的】纳米材料因具有表征尺度小,比表面积大的特性,在土遗址修复材料领域的应用关注度日益提升。针对辽宁地区土遗址受损严重、亟待修复的问题,本文聚焦纳米二氧化钛(TiO_(2))和氧化石墨烯(graphene oxide,GO),探究二者对土遗址修复... 【目的】纳米材料因具有表征尺度小,比表面积大的特性,在土遗址修复材料领域的应用关注度日益提升。针对辽宁地区土遗址受损严重、亟待修复的问题,本文聚焦纳米二氧化钛(TiO_(2))和氧化石墨烯(graphene oxide,GO),探究二者对土遗址修复材料无侧限抗压性能、三轴抗剪性能和微观结构的影响,以及纳米TiO_(2)-GO的协同增强机理。【方法】以有机硅-复合改性土(S-GLS)为基础,研究不同添加比例的纳米TiO_(2)和GO对纳米TiO_(2)-GO改性土(SN-GLS)物理性能的影响,其中纳米TiO_(2)质量分数为1%、3%、5%,GO质量分数为0.02%、0.025%和0.03%;通过无侧限抗压试验和三轴剪切试验,获取SN-GLS在对应工况下的力学行为特征和应力-应变全过程曲线;借助扫描电镜(SEM)与压汞孔隙率(MIP)试验,分析SN-GLS的微观结构形态、孔隙特征及其分布规律。【结果】随着TiO_(2)-GO的掺入,SN-GLS的抗压强度和抗剪强度均显著提升。三轴剪切试验结果显示,试样的宏观破坏形式发生转变,由原有的斜向剪切破坏,转变为鼓胀与多剪切破坏的组合形式,即试样中间部位产生侧向鼓胀,裂缝以竖向、横向发展的多形式剪切带呈现。当TiO_(2)和GO的掺量分别达到3%和0.025%时,根据28 d龄期SN-GLS的应力-应变全过程曲线显示,其应变在2.5%~4%区间达到峰值,且残余强度保持率为75%~90%,这表明纳米TiO_(2)-GO的掺入提升了原始土的延性,使SN-GLS具有更优的抗剪性能与塑性变形特征。同时,该掺量下,SN-GLS的7 d龄期黏聚力较S-GLS提升了61.8%,28 d龄期黏聚力提升了42.7%且内摩擦角提高了1°。扫描电镜与压汞孔隙率试验结果显示,与S-GLS相比,SN-GLS的微观结构优化及力学性能提升,源于GO与纳米TiO_(2)的协同作用,具体表现为:GO的掺入使SN-GLS形成粗糙且褶皱的层状结构,增大了原始土的层间距,其表面含氧官能团为原始土水化反应提供成核位点,起到“模板”作用,促使SN-GLS内部生成更多水化产物(如C-S-H),因而力学性能得到显著提升。纳米TiO_(2)通过小尺度效应与填充效应,填充土样内部孔隙并增强土颗粒间的连接;同时改变土样骨架的排列方式,提高其定向性,最终使SN-GLS的分形维数较S-GLS增大0.0459。上述作用共同导致SN-GLS的孔隙分布显著优化,中孔隙占比较S-GLS降低18%,小孔隙占比增加16%,微孔隙占比增加2%;中孔隙向小孔隙、微孔隙转化,微观结构更致密,总孔隙率较S-GLS减小10.09%。【结论】本文为土遗址修复材料的研究与改进提供了新的思路,纳米TiO_(2)和GO在土遗址保护和加固方面具有潜在应用价值。 展开更多
关键词 土遗址 改性土 纳米二氧化钛 氧化石墨烯 无侧限抗压强度 三轴抗剪性能 微观结构 孔隙特征
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基于热力学模型的固化土配合比参数优化与宏微观响应分析
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作者 葛津宇 徐菲 +2 位作者 韩雪松 钱文勋 孟星宇 《建筑材料学报》 北大核心 2026年第1期104-112,共9页
通过构建固化土的化学热力学模型,系统预测了含水率、固化剂掺量及掺入方式(内掺与外掺)对固化土矿物组成的影响,并基于预测结果确定了关键配合比参数,制备了相应试样。通过无侧限抗压强度测试、X射线衍射分析与^(29)Si核磁共振谱图表征... 通过构建固化土的化学热力学模型,系统预测了含水率、固化剂掺量及掺入方式(内掺与外掺)对固化土矿物组成的影响,并基于预测结果确定了关键配合比参数,制备了相应试样。通过无侧限抗压强度测试、X射线衍射分析与^(29)Si核磁共振谱图表征,系统揭示了固化土宏微观性能对配合比参数的响应机制。结果表明:所建立的热力学模型能够可靠预测不同配合比条件下固化土矿物组成的演化趋势;固化剂掺量对固化土矿物组成影响显著,而对含水率的影响相对较小;固化剂对固化土强度的提升效应主要取决于以下4个因素,即反应产物的总量、产物的n(Al)/n(Si)、水化铝硅酸盐凝胶在整体胶凝体系中的占比,以及所有胶凝产物的平均链长。 展开更多
关键词 固化土 热力学模型 配合比参数 固化机制 定量分析
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超高层结构施工过程中的时变特性与安全性分析
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作者 徐涛 成桃园 《广州建筑》 2026年第1期39-45,共7页
超高层施工阶段结构体系处于非完整状态,其受力性能与使用阶段存在显著差异,施工安全性问题日益突出。为验证“核心筒先行,梁板滞后施工”的施工方案在最不利工况下的结构安全性,本文以346 m高的南宁东盟塔为例,基于有限元软件建立施工... 超高层施工阶段结构体系处于非完整状态,其受力性能与使用阶段存在显著差异,施工安全性问题日益突出。为验证“核心筒先行,梁板滞后施工”的施工方案在最不利工况下的结构安全性,本文以346 m高的南宁东盟塔为例,基于有限元软件建立施工阶段分析模型,系统考虑了混凝土时效性、核心筒超前施工、塔吊及爬模荷载等因素,开展了多工况施工模拟分析。结果表明:在施工工况1~6下,结构整体刚重比大于3.6,屈曲模态因子均大于10,整体稳定性满足规范要求;风荷载作用下的最大层间位移角为1/1245,小于1/1000的限值;轴压比均处于安全范围,单片剪力墙稳定性亦满足要求。但在46层以上,存在局部连梁抗剪承载力不足的问题,需通过加大截面或调整配筋加强其承载能力。研究成果为超高层建筑施工阶段安全控制提供了工程实例与方法参考。 展开更多
关键词 超高层建筑 施工模拟 核心筒 混凝土时效性 结构稳定性
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核电施工用低水化热复合胶凝材料的性能研究
13
作者 张林涛 《散装水泥》 2026年第1期242-244,共3页
为解决核电大体积混凝土因胶凝材料水化热过高致裂的问题,文章对低水化热复合胶凝材料性能进行研究。以P·O42.5水泥为基体,掺入粉煤灰、矿粉、偏高岭土设计复合体系,通过水化热、强度等试验分析掺合料的影响。结果显示:粉煤灰30%... 为解决核电大体积混凝土因胶凝材料水化热过高致裂的问题,文章对低水化热复合胶凝材料性能进行研究。以P·O42.5水泥为基体,掺入粉煤灰、矿粉、偏高岭土设计复合体系,通过水化热、强度等试验分析掺合料的影响。结果显示:粉煤灰30%、矿粉20%、偏高岭土5%时,3 d水化热峰值降低32.6%,28 d抗压强度达48.2 MPa,抗渗等级为P12。表明该配比兼顾低水化热与优异性,满足核电施工要求。 展开更多
关键词 核电施工 复合胶凝材料 性能研究
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复合激发剂作用下矿渣-钢渣胶凝体系的宏微观特性 被引量：2
14
作者 顾晓薇 王营 +3 位作者 孙殿兴 孙瑞珩 刘剑平 王青 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第8期375-386,共12页
普通硅酸盐水泥是尾砂胶结充填中使用最为广泛的胶凝材料,然而普通硅酸盐水泥生产会造成严重的环境污染。碱激发矿渣-钢渣胶凝体系具有良好的力学性能和工作性能,是普通硅酸盐水泥的潜在替代品之一。为明确矿渣-钢渣胶凝体系在复合激发... 普通硅酸盐水泥是尾砂胶结充填中使用最为广泛的胶凝材料,然而普通硅酸盐水泥生产会造成严重的环境污染。碱激发矿渣-钢渣胶凝体系具有良好的力学性能和工作性能,是普通硅酸盐水泥的潜在替代品之一。为明确矿渣-钢渣胶凝体系在复合激发剂作用下的宏微观特性,采用石灰-碳酸钠作为复合激发剂对矿渣-钢渣胶凝体系进行活化,制备低碳环保的矿渣-钢渣碱激发胶凝材料,讨论复合激发剂掺量、钢渣掺量对胶凝体系凝结时间和抗压强度的影响。并通过XRD、FTIR、SEM等检测手段表征石灰-碳酸钠复合激发剂作用下矿渣-钢渣胶凝体系的水化特征与微观结构。结果表明:石灰-碳酸钠复合激发矿渣-钢渣胶凝体系凝结时间在255min以内,并未受到钢渣掺量的显著影响,胶凝体系3、28d抗压强度分别达到23.0、30.4MPa。钢渣掺量未影响胶凝体系水化产物种类,胶凝体系水化产物主要为C-(A)-S-H凝胶、水滑石和方解石。钢渣掺量增加会减缓胶凝体系的水化放热速率,降低胶凝体系的水化放热并促进胶凝体系的后期水化,提升基体中无害孔比例,掺量在20%时胶凝体系中C-(A)-S-H凝胶生成量最高。然而,钢渣掺量超过40%时,胶凝体系中C-(A)-S-H凝胶随钢渣掺量增加持续减少,胶凝体系基体出现微裂缝,抗压强度降低。研究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 矿渣-钢渣胶凝体系 复合激发剂 工作性能 力学性能 水化特征 微观结构
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固废基胶凝材料混凝土的生产应用技术与低碳发展 被引量：10
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作者 倪文 李倩 琚永健 《矿物岩石》 北大核心 2025年第1期31-41,共11页
本文旨在研究钢渣、矿渣和脱硫石膏制备固废基胶凝材料的水化机理,以“复盐效应”和“硅的四配位同构化效应”两个理论作为相互协同的支撑点,以“被动水化动力学”作为技术基础进行进一步深入研究。通过对钢渣理化性质分析,固废基胶凝... 本文旨在研究钢渣、矿渣和脱硫石膏制备固废基胶凝材料的水化机理,以“复盐效应”和“硅的四配位同构化效应”两个理论作为相互协同的支撑点,以“被动水化动力学”作为技术基础进行进一步深入研究。通过对钢渣理化性质分析,固废基胶凝材料生产工艺调整,解决钢渣工业生产应用所面临的易磨性差、安定性不良、活性差的问题,实现立磨生产的固废基胶凝材料混磨40 min,通用胶砂3 d抗压强度可达22.15 MPa,28 d抗压强度可达44.17 MPa,专用胶砂3d抗压强度可达32.98 MPa,28 d抗压强度可达57.43 MPa。通过钢渣、矿渣、脱硫石膏制备固废基胶凝材料,以尾砂废石为骨料制备的全固废混凝土,3 d抗压强度可达18.67 MPa,28 d抗压强度可达49.0 MPa,并进一步验证了钢渣掺量为60%的固废基胶凝材料制备全固废混凝土的可行性,其3d抗压强度可达24.1 MPa,35 d抗压强度可达45.5 MPa。通过模拟固废基胶凝材料水化环境下,尾矿废石单矿物水化实验,证明尾矿和废石的硅酸盐属性表面有大量的硅氧和铝氧断键,在较低钙硅比和较低水胶比的胶凝材料体系中能够重新键合,形成硅氧四面体的重新链接。本次研究对多固废协同的低碳胶凝材料CO_(2)减排潜力进行了分析展望,本领域预期可以减排CO_(2)总量为11.93亿吨。 展开更多
关键词 固废基胶凝材料 多固废协同作用 钢渣 低碳 矿渣 脱硫石膏
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固化水库底泥制备人工骨料及其性能研究 被引量：1
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作者 李彦苍 褚清涛 +2 位作者 王育德 靳子栋 乔威涛 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第1期8-15,共8页
水库底泥中含有大量无机质,经过处理后,可以用底泥生产建筑材料。采用固化剂固化水库底泥制备人工骨料,通过正交实验研究固化剂的最优掺量(固化剂的掺量以水库底泥的掺量为基准),其结果为:硅酸钠8%、石膏6%、聚羧酸高效减水剂3%、三乙醇... 水库底泥中含有大量无机质,经过处理后,可以用底泥生产建筑材料。采用固化剂固化水库底泥制备人工骨料,通过正交实验研究固化剂的最优掺量(固化剂的掺量以水库底泥的掺量为基准),其结果为:硅酸钠8%、石膏6%、聚羧酸高效减水剂3%、三乙醇胺0.05%(下文简称为SRPT)。然后,掺入最优SRPT作为附加固化剂制备出人工骨料并探究其性能。结果表明:掺入最优SRPT组骨料的筒压强度最大为7.31 MPa,相比于不掺固化剂组提升了44.2%,1 h吸水率为9.34%,堆积密度为937 kg/m^(3)。用SRPT固化剂固化水库底泥制备人工骨料可以高价值利用水库底泥,并且制备的骨料满足规范要求,研究成果为水库底泥在水利工程中的利用提供了新思路。 展开更多
关键词 人工骨料 水库底泥 固化剂 正交实验 筒压强度 水利工程
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钢渣-粒化高炉矿渣基胶凝材料协同固碳性能与微观结构 被引量：2
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作者 田威 万嘉豪 +2 位作者 程续 张景生 郭健 《建筑材料学报》 北大核心 2025年第5期434-441,共8页
为实现工业固废的低碳资源化利用,采用钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和水泥制备胶凝材料,通过CO_(2)矿化养护试验,探究了预处理时间和钢渣-矿渣掺比对胶凝材料力学性能协同增强效应及微观结构的影响.结果表明:适当的预处理工艺能够提高试件的... 为实现工业固废的低碳资源化利用,采用钢渣粉、粒化高炉矿渣粉和水泥制备胶凝材料,通过CO_(2)矿化养护试验,探究了预处理时间和钢渣-矿渣掺比对胶凝材料力学性能协同增强效应及微观结构的影响.结果表明:适当的预处理工艺能够提高试件的抗压强度及CO_(2)矿化养护效果;60℃预处理12 h后,50%钢渣粉+10%矿渣粉试件抗压强度达最大值,而40%钢渣粉+20%矿渣粉试件固碳率最高.CO_(2)矿化养护过程生成以方解石为主、含少量文石的CaCO_(3)晶体,其填充孔隙形成致密结构是胶凝材料力学性能提升的关键机制. 展开更多
关键词 CO_(2) 矿化养护 胶凝材料 钢渣 粒化高炉矿渣
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脱硫灰-电石渣复掺对矿渣基胶凝材料水化作用的影响 被引量：1
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作者 顾晓薇 李夏青 +3 位作者 赵昀奇 刘剑平 胡智航 胡子扬 《金属矿山》 北大核心 2025年第2期240-246,共7页
固废激发剂协同水化后可以为胶凝体系提供碱性环境,促进固体废物的资源化利用。利用脱硫灰与电石渣复掺激发矿渣的火山灰活性,制备了一种全固废胶凝材料,并通过XRD、TG、FTIR和SEM等手段研究了复掺激发剂的掺量和比例对矿渣基胶凝材料... 固废激发剂协同水化后可以为胶凝体系提供碱性环境,促进固体废物的资源化利用。利用脱硫灰与电石渣复掺激发矿渣的火山灰活性,制备了一种全固废胶凝材料,并通过XRD、TG、FTIR和SEM等手段研究了复掺激发剂的掺量和比例对矿渣基胶凝材料净浆试件抗压强度、水化作用和微观结构的影响。结果表明,在激发剂掺量20%、电石渣与脱硫灰质量比1∶4的条件下,净浆试件的28 d抗压强度可达45.8 MPa。微观分析表明,固废激发剂促进了矿渣中玻璃态的溶解,促进了硅、氧等网络结构的解聚,提高了矿渣的活性;净浆试件的主要水化产物为C-S-H和AFt;抗压强度最高的G8CD4的C-S-H最多,净浆试件的微观结构最致密;脱硫灰的掺量对净浆试件水化产物的类型存在较大影响,当脱硫灰掺量较小时,其所含的SO3与C-S-H反应生成的少量AFt填充了孔隙,使水化产物结构更为密实,而过量脱硫灰的掺入使得大量针状AFt在C-S-H凝胶周围形成密集裂隙,导致微观结构劣化。研究结果可为电石渣与脱硫灰复合固废激发剂体系的应用提供参考。 展开更多
关键词 全固废胶凝材料 脱硫灰 电石渣 抗压强度 微观结构
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碱矿渣/粉煤灰基纤维增强复合材料的抗冻性能 被引量：1
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作者 阚黎黎 戴伟 +1 位作者 甘元巧 戴澜青 《材料导报》 北大核心 2025年第15期163-168,共6页
纤维增强碱激发复合材料具有低碳环保、高延性、高耐久性等独特性能,在抗震、抗腐蚀、抗冻等多种工程领域拥有广阔的发展前景。常规的碱激发复合材料的抗冻性研究都是基于未裂的完整试件,而季节性冻土地区气候条件恶劣,极易造成混凝土... 纤维增强碱激发复合材料具有低碳环保、高延性、高耐久性等独特性能,在抗震、抗腐蚀、抗冻等多种工程领域拥有广阔的发展前景。常规的碱激发复合材料的抗冻性研究都是基于未裂的完整试件,而季节性冻土地区气候条件恶劣,极易造成混凝土开裂。鉴于此,本工作研究了预损和未损碱矿渣/粉煤灰基纤维增强复合材料(AASFC)在氯盐和水环境下的抗冻性能。分析了经冻融循环后材料的抗压强度、相对质量、氯离子侵蚀程度及扩散系数、微观结构、截面孔结构和可持续性。结果表明:AASFC具有良好的抗冻性,预损试件在水环境和氯盐溶液中经300次冻融循环后抗压强度分别仅下降14.3%和16.6%,质量损失率仅为5.75%和4.9%;预损试件的氯离子渗透深度和扩散系数均较小;不同冻融环境下预损试件的表观孔隙率均呈现先增加后下降的趋势,且氯盐溶液中的孔径更大。 展开更多
关键词 碱激发复合材料 冻融循环 氯盐 预损 孔隙结构
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Ca(OH)_(2)/Na_(2)CO_(3)激发的单组分偏高岭土基地聚物的试验研究 被引量：1
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作者 许崇帮 高晓静 +1 位作者 钟惟亮 王润城 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期298-302,共5页
研究提出了一种可用于制备地聚物的新型低碱度碱激发剂,并制备了一种施工便捷的单组分偏高岭土基地聚物。首先,提出了Ca(OH)_(2)/Na_(2)CO_(3)组合的地聚物激发方法并制备了单组分偏高岭土基地聚物试块。对地聚物试块开展了超声波波速... 研究提出了一种可用于制备地聚物的新型低碱度碱激发剂,并制备了一种施工便捷的单组分偏高岭土基地聚物。首先,提出了Ca(OH)_(2)/Na_(2)CO_(3)组合的地聚物激发方法并制备了单组分偏高岭土基地聚物试块。对地聚物试块开展了超声波波速测试与单轴抗压强度测试,讨论了Ca(OH)_(2)和Na_(2)CO_(3)掺量对地聚物物理力学性能的影响,确定了具有最佳力学性能的地聚物配合比。结果表明,Ca(OH)_(2)/Na_(2)CO_(3)组合的激发方法可以成功激发偏高岭土活性。与水泥相似,在搅拌过程中仅需要添加水就可以制备单组分偏高岭土基地聚物。单组分偏高岭土基地聚物的抗压强度和弹性模量均随着Ca(OH)_(2)和Na_(2)CO_(3)掺量的增加而增加。30%Ca(OH)_(2)和26%Na_(2)CO_(3)制备的地聚物养护7d后极限抗压强度和弹性模量分别可达到12.0MPa和2.7GPa,满足M10级水泥砂浆的强度要求,是一种潜在的建筑原料。 展开更多
关键词 单组分地聚物 低碱度激发剂 配合比设计 力学性能
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