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石灰石煅烧黏土基ECC单轴拉伸性能及抗压强度
1
作者 周甲佳 王一锋 +2 位作者 赵军 宋晨阳 吕文朴 《材料导报》 北大核心 2026年第1期84-91,共8页
超高韧性水泥基复合材料(ECC)作为一种新型建筑材料,因其优异的拉伸性能和耐久性在土木工程领域得到了广泛关注。本工作通过极差分析、贡献率分析和多因素交互作用分析探究正交试验中硅灰掺量、石灰石煅烧黏土(LCC)掺量和砂胶比对LCC-EC... 超高韧性水泥基复合材料(ECC)作为一种新型建筑材料,因其优异的拉伸性能和耐久性在土木工程领域得到了广泛关注。本工作通过极差分析、贡献率分析和多因素交互作用分析探究正交试验中硅灰掺量、石灰石煅烧黏土(LCC)掺量和砂胶比对LCC-ECC单轴拉伸性能和抗压强度的影响。结果表明:所有试件均具有明显的应变硬化和多缝开裂特性。各因素对LCC-ECC初裂强度、抗拉强度、拉伸韧性和抗压强度影响的排序为LCC掺量>硅灰掺量>砂胶比。随着硅灰掺量和LCC掺量的增大,LCC-ECC抗拉强度、初裂强度逐渐减小;随着砂胶比的增大,LCC-ECC抗拉强度逐渐小幅上升,而初裂强度呈现出先减后增的趋势。LCC-ECC拉伸韧性和抗压强度随LCC掺量的增大而减小,拉伸韧性随硅灰掺量、砂胶比的增大先增后减,抗压强度随硅灰掺量、砂胶比的增大先减后增。当LCC掺量为50%,硅灰掺量为0~0.1,砂胶比为0.2~0.3时,LCC-ECC具有优异的拉伸性能。通过SEM分析纤维-基体界面损伤情况,发现纤维存在拔出和断裂的现象。随着LCC掺量的增加,纤维-基体界面粘结性能降低,更多的纤维被拔出而不是断裂。拔出的纤维表面附着大量水化产物,说明即使掺加大量LCC,纤维仍能起到良好的桥连作用。 展开更多
关键词 超高韧性水泥基复合材料 石灰石煅烧黏土 正交试验 微观结构 拉伸性能
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石灰石-粉煤灰-水泥胶凝体系的水化动力学模型及强度预测
2
作者 吴浪 田玉凤 +2 位作者 郭毅 何美美 雷斌 《功能材料》 北大核心 2026年第2期10-18,共9页
石灰石-粉煤灰-水泥(LF^(3))作为一种新型辅助胶凝材料,具备良好的环境适应性和力学性能。然而,当前对其水化机制与强度发展规律的理论研究仍不充分。为此,综合考虑了石灰石、粉煤灰掺料的水化反应和火山灰反应过程,建立了LF^(3)胶凝体... 石灰石-粉煤灰-水泥(LF^(3))作为一种新型辅助胶凝材料,具备良好的环境适应性和力学性能。然而,当前对其水化机制与强度发展规律的理论研究仍不充分。为此,综合考虑了石灰石、粉煤灰掺料的水化反应和火山灰反应过程,建立了LF^(3)胶凝体系的水化动力学模型。模型基于氢氧化钙和铝酸盐反应机制,将水化伴生物(水、氢氧化钙)作为动态输入变量,模拟三元体系水化过程演化。进一步结合Powers强度理论,建立了水化程度驱动下的强度预测模型,并通过文献数据进行参数拟合与准确性验证。结果显示,模型预测强度与实测值相关性良好(R^(2)=0.99,RMSE=1.48 MPa),表明模型具备较强的适用性与泛化能力。研究表明,石灰石有助于提升早期强度,粉煤灰通过火山灰反应增强后期性能,LF^(3)体系整体优于二元复合胶凝材料及普通硅酸盐水泥。不同龄期下最优配比呈现由高石灰石-低粉煤灰向高粉煤灰-低石灰石转变的趋势。为LF^(3)胶凝体系的水化机制揭示与配比优化提供了理论支持,为低碳高性能混凝土设计提供预测工具。 展开更多
关键词 石灰石-粉煤灰-水泥(LF^(3)) 水化动力学 胶凝体系 强度预测
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石墨烯改性地质聚合物低碳胶凝材料研究进展
3
作者 肖力光 亚传震 +1 位作者 段振强 韩赫 《应用化工》 北大核心 2026年第1期118-122,共5页
综述了石墨烯在地质聚合物胶凝材料中的改性研究进展,重点探讨了石墨烯对地质聚合物胶凝材料力学性能、耐久性能、电化学性能及微观结构的影响规律,同时结合工业固废资源化利用的低碳发展需求,展望了石墨烯改性地质聚合物胶凝材料在绿... 综述了石墨烯在地质聚合物胶凝材料中的改性研究进展,重点探讨了石墨烯对地质聚合物胶凝材料力学性能、耐久性能、电化学性能及微观结构的影响规律,同时结合工业固废资源化利用的低碳发展需求,展望了石墨烯改性地质聚合物胶凝材料在绿色建筑材料领域的应用前景与挑战。 展开更多
关键词 地质聚合物 石墨烯 胶凝材料 低碳环保
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梯度磁场与砂率影响下钢纤维水泥基复材的纤维定向规律
4
作者 陈卓异 朱校宇 +1 位作者 蔡长丰 李宇 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2026年第1期160-170,共11页
传统磁场定向法主要依赖电磁线圈内部匀强磁场,这限制了其在实际工程中的应用。为探讨外部梯度磁场对钢纤维定向的影响,提出一种电磁线圈与E型铁芯组合产生外部梯度磁场制备ASFRC的方法。考虑3种梯度磁场和3类含砂率,制备了36个圆饼形... 传统磁场定向法主要依赖电磁线圈内部匀强磁场,这限制了其在实际工程中的应用。为探讨外部梯度磁场对钢纤维定向的影响,提出一种电磁线圈与E型铁芯组合产生外部梯度磁场制备ASFRC的方法。考虑3种梯度磁场和3类含砂率,制备了36个圆饼形梯度磁场定向试件,借助X-ray扫描结合图像分析技术量化钢纤维方向系数,同时,利用COMSOL软件量化各区域梯度磁场。分析了铁芯对梯度磁场的影响、电流强度对梯度磁场的影响、钢纤维的取向、含砂率对梯度磁场下纤维定向规律的影响、磁场梯度对纤维定向效果的影响等。研究结果表明:COMSOL的模拟结果与实际测量结果一致性高,验证了模拟方法的准确性。E型铁芯的加入显著增强铁芯引导区域的磁感应强度,相较于非引导区域峰值磁感应强度提升122.6%,平均磁感应强度提升95%。随着电流的增加,梯度磁场整体呈现非线性增长的趋势。不同梯度磁场条件下,钢纤维在试件中的定向效果虽有所差异,但与乱向对比均有明显提升,利用梯度磁场可制备方向系数达到0.9及以上的ASFRC。此外,含砂率也是影响钢纤维定向效果的关键因素,含砂率在40%左右时,钢纤维定向效果最佳。研究成果旨在优化定向技术,解决现有磁场定向技术存在的限制,提出适用于实际工程的外部梯度磁场定向设备和工艺。 展开更多
关键词 定向钢纤维水泥基复材 E型铁芯 梯度磁场 X-ray扫描 方向系数
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镁-煤基全固废充填材料的强度特性及微结构演化研究
5
作者 刘浪 袁毅 +6 位作者 王海社 蔚保宁 梁雄 朱梦博 刘彪 胡涛 杨潘 《材料导报》 北大核心 2026年第2期108-118,共11页
随着煤矿资源开采及深加工,大量的固体废弃物堆存于地表。为了实现矿山绿色开采,推动大宗固废处置利用,采用改性镁渣(MMS)、煤气化渣(CGS)、煤矸石(CG)和脱硫石膏(FDG)四种固体废弃物制备镁-煤基全固废充填材料(M-CSWBM)。分析了M-CSWB... 随着煤矿资源开采及深加工,大量的固体废弃物堆存于地表。为了实现矿山绿色开采,推动大宗固废处置利用,采用改性镁渣(MMS)、煤气化渣(CGS)、煤矸石(CG)和脱硫石膏(FDG)四种固体废弃物制备镁-煤基全固废充填材料(M-CSWBM)。分析了M-CSWBM的物相组成、微观样貌及元素分布、力学性能等,揭示不同种类和不同掺量固废对充填体微观结构和宏观力学发展的影响。研究表明:MMS、CGS、FDG质量分数分别为20%、40%、5%时,试件抗压强度最高,养护3 d、28 d、56 d强度分别为0.26 MPa、9.55 MPa和12.16 MPa;CGS和MMS掺入,会使体系中水化产物明显增加,大孔向小孔转变且最可几孔径逐渐变小,强度呈正增长趋势;FDG掺量对M-CSWBM体系力学性能呈现显著阈值效应。当FDG掺量增至7.5%时,其通过激发二次水化反应显著优化孔隙结构(最可几孔径降低48%),促使28 d抗压强度达5.65 MPa,较基准组(0.76 MPa)提升641%;而掺量超过临界阈值(7.5%)后,未反应的FDG颗粒导致孔隙粗化(最可几孔径回升21%),致使10%掺量试件强度衰减至5.09 MPa,较最优掺量组下降10%。基于上述结果,通过建立水化产物、孔隙结构与抗压强度之间的相关性,揭示了固废掺量通过影响水化产物、孔隙结构,进而对抗压强度发展规律产生影响。研究成果为大宗全固废充填材料的利用提供数据支撑和理论参考。 展开更多
关键词 改性镁渣 煤气化渣 胶凝材料 全固废 充填材料
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热活化-化学活化对水库底泥-水泥复合胶凝材料性能的影响
6
作者 李彦苍 张春元 +2 位作者 张子鹤 石华旺 冯胜雷 《矿产综合利用》 2026年第1期180-186,共7页
【目的】水库底泥数量众多,且呈流塑状,承载能力较差,处理较困难,因此急需寻找水库底泥处理方法。【方法】通过流动度、凝结时间和力学强度等实验,研究水库底泥热活化和化学活化对水库底泥-水泥复合胶凝材料性能的影响。【结果】结果表... 【目的】水库底泥数量众多,且呈流塑状,承载能力较差,处理较困难,因此急需寻找水库底泥处理方法。【方法】通过流动度、凝结时间和力学强度等实验,研究水库底泥热活化和化学活化对水库底泥-水泥复合胶凝材料性能的影响。【结果】结果表明,热活化后胶砂试块强度得到提高,但凝结时间大于6.5 h,流动度下降,当热活化温度为700℃时,胶砂试块28 d抗折和抗压强度分别为6.71和36.88 MPa,胶砂流动度只有109 mm;热活化-化学活化耦合活化作用下,凝结时间小于6.5 h,流动度上升,当Na_(2)SiO_(3)掺入量为3%时,胶砂流动度提高了13.8%,胶砂试块的28 d抗折和抗压强度分别为6.98和44.67 MPa。【结论】微观测试结果表明,热活化和化学活化可以促进水库底泥产生更多无定形SiO_(2)参与水化反应,生成更多的水化产物。本研究可以解决水库底泥处理困难的问题,同时为水库底泥的资源化利用提供新思路。 展开更多
关键词 陶瓷及复合材料 水库底泥 热活化 化学活化 胶凝材料 力学性能
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全固废胶凝材料强度形成与低碳效应分析
7
作者 闫长旺 王树杰 +5 位作者 李俊青 聂伟峰 吕忠涛 吴曲江 孟祥东 赵凤伟 《混凝土》 北大核心 2026年第1期49-55,共7页
为了解决大宗工业固体废弃物的资源化利用和水泥制备过程中碳排放大的问题,试验以煤矸石、电石渣、脱硫石膏为原料煅烧制备一种早强低碳的全固废胶凝材料,达到减碳效益,以实现建筑材料的可持续发展。通过对胶凝材料进行力学试验和微观分... 为了解决大宗工业固体废弃物的资源化利用和水泥制备过程中碳排放大的问题,试验以煤矸石、电石渣、脱硫石膏为原料煅烧制备一种早强低碳的全固废胶凝材料,达到减碳效益,以实现建筑材料的可持续发展。通过对胶凝材料进行力学试验和微观分析,探明了其力学性能和水化机理。结果表明:全固废胶凝材料在龄期1 d、3 d时的抗压强度分别为35.33 MPa、39.42 MPa,达到了28 d的84.79%、94.60%,具有早强性。通过XRD和SEM试验分析结果可知,全固废胶凝材料水化产物AFt、AFm对前期抗压强度起主要作用,水化产物C-S-H凝胶填充了胶凝材料中的微小孔,使胶凝材料变得更加密实,提高了后期的抗压强度。此外,通过碳排放定量计算可知,全固废胶凝材料的碳排放较普通硅酸盐水泥降低了60.49%。因此,全固废胶凝材料具有显著的低碳效应。 展开更多
关键词 全固废胶凝材料 碳排放 早强性 水化产物 抗压强度 低碳效应
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《水泥基渗透结晶型防水材料》国标修订解读
8
作者 杨斌 张永明 +3 位作者 戈兵 朱志远 陈斌 王莹 《中国建筑防水》 2026年第1期36-43,共8页
系统介绍了GB/T 18445—2025《水泥基渗透结晶型防水材料》国家标准的修订背景、主要技术内容及实施要点;重点阐述了标准在分类、技术指标、试验方法及耐久性评价等方面的优化调整,特别是对防水剂氯离子含量、收缩率比等关键参数的加严... 系统介绍了GB/T 18445—2025《水泥基渗透结晶型防水材料》国家标准的修订背景、主要技术内容及实施要点;重点阐述了标准在分类、技术指标、试验方法及耐久性评价等方面的优化调整,特别是对防水剂氯离子含量、收缩率比等关键参数的加严,以及自修复能力试验方法的引入等。 展开更多
关键词 水泥基渗透结晶型防水材料 国家标准 抗渗性能 自修复能力 氯离子含量 试验方法 刚性防水
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土体固化(稳定)材料的研究进展
9
作者 孙振平 王成志 +4 位作者 邹爽 舒其林 杨敬斌 刘佳颖 徐月梅 《混凝土世界》 2026年第1期70-78,共9页
利用渣土(开挖土、泥浆、淤泥等废弃土)进行回填工程施工时,通常需要添加土体固化(稳定)材料,以保证其强度与体积稳定性。目前,土体固化(稳定)材料的选择多基于经验,缺乏对其作用机理的深刻理解与系统分类,制约了这类材料的高效应用。... 利用渣土(开挖土、泥浆、淤泥等废弃土)进行回填工程施工时,通常需要添加土体固化(稳定)材料,以保证其强度与体积稳定性。目前,土体固化(稳定)材料的选择多基于经验,缺乏对其作用机理的深刻理解与系统分类,制约了这类材料的高效应用。本文从作用机理出发,系统评述了土体固化(稳定)材料的研究进展,将其归纳为胶凝材料、生物酶类材料、离子交换类材料和纤维类材料四大类,并深入剖析了各类材料的固化(稳定)机理、特点与研究现状,为渣土固化(稳定)施工中材料的科学选用、组合优化及性能预测提供理论依据和参考。 展开更多
关键词 渣土 固化(稳定)材料 固化机理 胶凝材料 纤维固化
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Study on the cementitiousness of asbestos tailings 被引量：1
10
作者 Lu Zhong yuan, Huo Ji chuan, Liao Qi long, Xiong Yi mou Southwest Institute of Technology, Mianyang\ 621002, Sichuan of China 《Journal of Environmental Sciences》 SCIE EI CAS CSCD 1998年第1期100-104,共5页
The cementitiousness of dehydration asbestos tailings(serpentine, 3MgO.2SiO 2.2H 2O) in different conditions was studied. The result shown that dehydration asbestos tailings have better cementitiousness in certain con... The cementitiousness of dehydration asbestos tailings(serpentine, 3MgO.2SiO 2.2H 2O) in different conditions was studied. The result shown that dehydration asbestos tailings have better cementitiousness in certain condition and it can be used in building materials industry. It was also found that MgO powder, fly ash or quick lime can improve regularly the cementitiousness of asbestos tailings. 展开更多
关键词 asbestos tailings (serpentine) cementitiousness.
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硫酸亚铁协同胶凝材料固化填埋场市政污泥试验研究
11
作者 郭晓静 黄志亮 +4 位作者 陈辉 何肖 蒲诃夫 袁满 曹剑峰 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2026年第1期210-220,共11页
为解决填埋场扩容扩建工程中市政污泥含水率高、强度低的问题,提出硫酸亚铁协同胶凝材料(石灰、粉煤灰和水泥)原位固化填埋污泥的方法,并采用响应面法对该协同固化方法的药剂掺量进行优化。以养护28 d后固化污泥的含水率、无侧限抗压强... 为解决填埋场扩容扩建工程中市政污泥含水率高、强度低的问题,提出硫酸亚铁协同胶凝材料(石灰、粉煤灰和水泥)原位固化填埋污泥的方法,并采用响应面法对该协同固化方法的药剂掺量进行优化。以养护28 d后固化污泥的含水率、无侧限抗压强度(UCS)作为评价指标,开展单因素试验,探究硫酸亚铁及各胶凝材料在污泥固化过程中的作用;借助响应面法分析硫酸亚铁以及各胶凝材料之间的交互作用,进而优化药剂材料的掺量。结果表明:硫酸亚铁与胶凝材料均能降低固化污泥的含水率,其中,石灰、水泥的降低效果更显著;固化污泥的UCS随硫酸亚铁、水泥掺量的增加而增大,随石灰掺量先增大后减小,但基本不受粉煤灰掺量的影响;响应面法建立的二次多项式模型能较准确地预测固化污泥的含水率和UCS,预测值与试验值相对误差小于20%;在设置的约束条件下,推荐优化方案R7(硫酸亚铁8%,石灰6%,粉煤灰10%,水泥11%),该方案下固化污泥的含水率由360.3%降低至131.5%,UCS由0 kPa提升至317.0 kPa,满足填埋处置规定以及机械进场要求。 展开更多
关键词 填埋污泥 固化 协同 硫酸亚铁 胶凝材料
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合成纤维增强胶凝复合材料介质传输性能研究进展
12
作者 王登柯 万小梅 +3 位作者 王丽丽 高丽燕 王博世 任丽洁 《混凝土》 北大核心 2026年第1期30-36,共7页
聚乙烯醇纤维(PVA纤维)、聚乙烯纤维(PE纤维)和聚丙烯纤维(PP纤维)等合成纤维由于其卓越的物理和机械性能,在胶凝复合材料中的应用受到了较大关注。而纤维增强胶凝复合材料(Fiber-Reinforced Cementitious Composites,FRCC)的水分、氯... 聚乙烯醇纤维(PVA纤维)、聚乙烯纤维(PE纤维)和聚丙烯纤维(PP纤维)等合成纤维由于其卓越的物理和机械性能,在胶凝复合材料中的应用受到了较大关注。而纤维增强胶凝复合材料(Fiber-Reinforced Cementitious Composites,FRCC)的水分、氯盐等介质传输性能对于确保其长期性能和相应的结构完整性至关重要。为此,阐述了水分与氯离子在FRCC中的传输行为及机理,总结了FRCC水分传输试验方法以及研究进展;从宏观试验方法,微观研究方法以及细观数值模拟等方面总结了FRCC氯离子传输行为的研究进展。 展开更多
关键词 合成纤维 地聚物 水泥基材料 水分传输 氯离子传输
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磷石膏综合利用研究进展
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作者 项子豪 孙昌平 +5 位作者 陈思凡 黄嘉柔 张一凡 邵长伟 李杨 张华 《无机盐工业》 北大核心 2026年第2期10-19,59,共11页
磷石膏是湿法磷酸制备工艺中产生的固废,其安全处置与高附加值利用已成为磷化工产业可持续发展的重要研究方向。目前,磷石膏的利用途径以制备建材为主,农用和化工为辅,存在经济效益低、消纳能力不足等瓶颈。基于磷石膏的化学活性特点,... 磷石膏是湿法磷酸制备工艺中产生的固废,其安全处置与高附加值利用已成为磷化工产业可持续发展的重要研究方向。目前,磷石膏的利用途径以制备建材为主,农用和化工为辅,存在经济效益低、消纳能力不足等瓶颈。基于磷石膏的化学活性特点,其可用于制备胶凝、保温及吸附等功能材料,具有产品附加值高、消纳量大等优势。在综述磷石膏传统消纳途径现状的基础上,重点梳理磷石膏基功能材料的制备方法及应用现状。其中,磷石膏基胶凝材料可替代部分水泥,通过物理包裹和化学反应固定有毒元素,用于填充矿井采空区;磷石膏基保温材料具有轻质、隔热、隔音、阻燃等诸多优异性能,因而具有广阔市场;磷石膏通过吸附、沉淀和离子交换能在一定程度上去除重金属离子,可作为低成本的吸附剂应用在重金属污染废水治理领域。相较于传统磷石膏综合利用途径,磷石膏基功能材料具有更为广阔的应用前景和发展潜力。 展开更多
关键词 磷石膏 综合利用 胶凝材料 保温材料 吸附材料
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尾矿在碱激发胶凝材料中的应用:现状、挑战与前景
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作者 王志强 韩海生 +2 位作者 刘若华 王超 邓朝政 《有色金属(选矿部分)》 2026年第1期37-49,共13页
尾矿作为选矿过程中产生的大宗工业固废,全球年排放量达数十亿吨,其长期堆存不仅占用大量土地资源,还易引发水源污染、土壤退化及地质灾害等系列环境问题,实现其资源化利用已成为矿业可持续发展与生态环境保护的紧迫任务。将尾矿应用于... 尾矿作为选矿过程中产生的大宗工业固废,全球年排放量达数十亿吨,其长期堆存不仅占用大量土地资源,还易引发水源污染、土壤退化及地质灾害等系列环境问题,实现其资源化利用已成为矿业可持续发展与生态环境保护的紧迫任务。将尾矿应用于碱激发胶凝材料(AACMs)体系,是兼顾固废消纳与低碳建材开发的关键途径,既能够减少尾矿堆存带来的环境压力,又能降低建筑材料对天然资源的依赖,具备显著的环境效益与经济效益。本文从尾矿的种类、化学特性及反应潜力出发,系统梳理了硅质、铁、铝硅、钙硅等不同类型尾矿在碱激发胶凝材料中的典型应用表现,归纳了各类尾矿的适用激发路径(如机械活化、热化学处理、复合碱激发等)与性能差异,明确了其主导水化产物(N-A-S-H凝胶、C-A-S-H凝胶等)及影响机制,并总结了矿山充填、环保型建材、环境修复、耐火材料等已有工程实践的主要模式与技术参数。在此基础上,深入探讨了尾矿资源化过程中面临的核心挑战:尾矿矿物组成复杂且反应性差异显著,低活性尾矿需额外活化处理导致成本增加;激发剂类型与浓度适配性不足,易影响材料力学性能与成型效果;长期稳定性与极端环境适应性有待提升,废液废渣处理及环境风险管控仍需完善。进一步展望了其发展潜力:未来需聚焦激发机制精准调控、服役性能优化提升与多元化应用路径拓展,通过复合激发工艺创新、外加剂协同改性、全生命周期环境经济评价等手段,突破技术瓶颈。本研究旨在为尾矿资源化利用提供全面的理论支持与技术参考,推动碱激发材料绿色低碳发展,助力建材工业与矿业的可持续转型,为循环经济发展提供实践路径。 展开更多
关键词 尾矿 碱激发胶凝材料 资源化利用 水化产物 激发工艺 长期稳定性 低碳建材
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基于RSM的煤基充填胶凝材料强度演化规律及配比优化研究
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作者 王灵玉 李希雯 +1 位作者 陈威 尹升华 《工程科学学报》 北大核心 2026年第3期461-476,共16页
为探究脱硫石膏质量分数、粉煤灰质量分数和水胶比对胶凝材料性能影响,优化充填料浆胶凝材料配比,提高固废综合利用率,本研究基于响应面法开展胶凝材料净浆试块制备试验,通过极差分析探究不同龄期强度的影响因素排序及最优配比,结合总... 为探究脱硫石膏质量分数、粉煤灰质量分数和水胶比对胶凝材料性能影响,优化充填料浆胶凝材料配比,提高固废综合利用率,本研究基于响应面法开展胶凝材料净浆试块制备试验,通过极差分析探究不同龄期强度的影响因素排序及最优配比,结合总功效系数分析综合考虑多个龄期强度进行配比优化,构建以强度为响应值的回归模型,揭示单因素及交互作用对强度的影响规律.研究结果表明,影响早中后期强度的主要因素分别为脱硫石膏质量分数、粉煤灰质量分数及水胶比;水胶比是综合三个龄期强度的主要影响因素,胶凝材料优化配比为脱硫石膏质量分数15%、粉煤灰质量分数50%、水胶比(质量比)0.32.各龄期多元非线性二次响应面回归模型拟合效果显著,根据各龄期回归模型与主观权重得到的总目标函数有最大值48.3 MPa和最小值21.2 MPa;早中后期强度均对脱硫石膏质量分数和粉煤灰质量分数的交互作用最为敏感;粉煤灰-水泥-脱硫石膏基胶凝材料的主要水化产物为C-S-H凝胶、Ca(OH)_(2)和钙矾石,粉煤灰质量分数过高会导致部分粉煤灰未参与水化反应,造成强度下降. 展开更多
关键词 粉煤灰 胶凝材料 响应面法 力学性能 多元非线性回归
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燃煤渣对水泥力学和水化过程的影响
16
作者 刘仕琪 周紫晨 +4 位作者 黄修林 曾明 张冰 张剑峰 沈春华 《硅酸盐通报》 北大核心 2026年第1期165-176,共12页
水化活性较低是限制燃煤渣作为辅助胶凝材料应用的关键因素,本文通过机械球磨方式激发燃煤渣水化活性,并系统研究了燃煤渣活性提升机理及对复合胶凝材料力学性能和水化过程的影响。结果表明:机械球磨破坏了燃煤渣中层状硅铝酸盐结构,引... 水化活性较低是限制燃煤渣作为辅助胶凝材料应用的关键因素,本文通过机械球磨方式激发燃煤渣水化活性,并系统研究了燃煤渣活性提升机理及对复合胶凝材料力学性能和水化过程的影响。结果表明:机械球磨破坏了燃煤渣中层状硅铝酸盐结构,引起Si—O、Al—O结合能变化;与燃煤渣相比,球磨燃煤渣活性硅铝的浓度分别提升694.55%和634.27%。当球磨燃煤渣掺量为30%(质量分数)时,复合胶凝材料3和28 d的抗压强度相比基准组分别提升6.03%和22.38%,相比对照组分别提升49.13%和82.99%。球磨燃煤渣的掺入能够促进Ca(OH)_(2)的消耗,增加水化硅酸钙(C-S-H)凝胶等水化产物的含量,增强微观结构致密性,提升复合胶凝材料力学性能。在不影响复合胶凝材料力学性能情况下,材料的累计水化放热量随燃煤渣掺量增加逐渐降低。 展开更多
关键词 球磨燃煤渣 活性硅铝 辅助胶凝材料 晶体结构 力学性能 水化机理
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固废基活性物质优化制备及在防水材料中应用
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作者 王倩 晁乾锋 +3 位作者 苏畅 贺雄飞 刘加辉 张浩 《钢铁》 北大核心 2026年第1期175-187,共13页
为缓解现有水泥基渗透结晶型防水材料(cementitious capillary crystalline waterproof,CCCW)依赖高成本原料现状,促进高炉矿渣与粉煤灰的资源化利用,创新性地采用全粉剂体系设计,基于普洛瓦型(Prova waterproof,PW)活性物质的组分特征... 为缓解现有水泥基渗透结晶型防水材料(cementitious capillary crystalline waterproof,CCCW)依赖高成本原料现状,促进高炉矿渣与粉煤灰的资源化利用,创新性地采用全粉剂体系设计,基于普洛瓦型(Prova waterproof,PW)活性物质的组分特征,系统构建由羟基羧酸/氨基羧酸复合络合剂、硫酸钾盐/硫酸钙盐复合膨胀剂、碳酸盐/硅酸盐复合沉淀剂组成的多组分协同活性体系。以普通硅酸盐水泥和石英砂为基体材料,协同高炉矿渣微粉(简称矿粉)-粉煤灰复合粉构建多元胶凝体系,制备CCCW。通过正交试验设计结合功效系数法进行配比优化,其中,因素A为络合剂复合粉,即羟基羧酸络合剂(a_(1))/氨基羧酸络合剂(a_(2))的质量配比;因素B为膨胀剂复合粉,即硫酸钾盐膨胀剂(b_(1))/硫酸钙盐膨胀剂(b2)的质量配比;因素C为沉淀剂复合粉,即碳酸盐沉淀剂(c_(1))/硅酸盐沉淀剂(c_(2))的质量配比;因素D为矿粉-粉煤灰复合粉,即粉煤灰(d_(1))/矿粉(d_(2))的质量配比。综合考虑28 d抗折强度、28 d抗压强度、带涂层砂浆抗渗压力、去除涂层砂浆抗渗压力、湿基面黏结强度,确定最佳组合为A=2∶3、B=4∶1、C=3∶2、D=2∶3。在最佳配比下,最优试件L8的性能参数28 d抗折强度为8.36 MPa,28 d抗压强度为34.16 MPa,较PW分别提升10.1%、62.9%;带涂层砂浆抗渗压力为1.3 MPa,去除涂层砂浆抗渗压力为1.0 MPa;湿基面黏结强度为1.08 MPa,较PW提升7.8%,符合国标要求。络合剂复合粉通过与混凝土中的Ca^(2+)发生络合反应,生成的可溶性钙络合物在水分作用下向混凝土内部扩散,并在裂缝或孔隙处重新释放Ca^(2+),进而与CO_(3)^(2-)、SiO_(3)^(2-)等反应生成C—S—H凝胶网络,堵塞孔隙并修复裂缝;膨胀剂复合粉在水化过程中产生适度体积膨胀,挤压毛细孔和微裂缝;沉淀剂提供CO_(3)^(2-)、SiO_(3)^(2-)等与Ca^(2+)结合生成沉淀物,直接填充裂缝。矿粉-粉煤灰复合粉中大量CaO、SiO_(2)在碱性孔隙液中发生水解,释放Ca^(2+)与SiO_(3)^(2-),形成C—S—H凝胶网络。研究结果为高炉矿渣与粉煤灰在防水材料中的高效资源化利用提供了新路径。 展开更多
关键词 高炉矿渣 粉煤灰 水泥基渗透结晶型防水材料 活性物质 功效系数法 微观结构 力学性能
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固废基胶凝材料固化盾构渣土的作用机理及路用性能
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作者 李璇 李召峰 +2 位作者 张昊龙 陈宇鑫 张健 《工程科学与技术》 北大核心 2026年第1期156-166,共11页
盾构施工产生的高含水率、高压缩性渣土难以满足路基填料要求,亟需研发低碳、经济、高效的固化改性材料以实现盾构渣土的资源化利用。本文选用电石渣、赤泥、矿粉、脱硫石膏制备盾构渣土固化用固废基胶凝材料(CRGD),通过无侧限抗压强度(... 盾构施工产生的高含水率、高压缩性渣土难以满足路基填料要求,亟需研发低碳、经济、高效的固化改性材料以实现盾构渣土的资源化利用。本文选用电石渣、赤泥、矿粉、脱硫石膏制备盾构渣土固化用固废基胶凝材料(CRGD),通过无侧限抗压强度(UCS)、水稳定性、加州承载比(CBR)值及孔结构的测试分析,探究了固废基胶凝材料与石灰两种固化剂对盾构渣土的固化效果,并通过扫描电子显微镜-能谱分析仪(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)等手段揭示了固废基胶凝材料对盾构渣土的固化机理。试验结果表明:1)CRGD固化盾构渣土的UCS、水稳定系数、CBR值及经济效益均显著优于石灰;2)养护28 d,掺量为7%的CRGD固化渣土UCS可达4.15 MPa,水稳定系数达83%,较石灰固化渣土提高了20%;3)与未经处理的盾构渣土相比,4%掺量的CRGD固化渣土CBR值可达58.14%,提高了17.40倍,远超规范要求。SEM-EDS、XRD及孔结构分析结果显示,固废基胶凝材料主要水化产物为C-(A)-S-H凝胶、钙矾石等,该材料优化了固化土基体孔隙结构,减小了基体内部的孔隙体积。研究结果可为盾构渣土及工业固废在道路工程中的资源化利用提供参考。 展开更多
关键词 盾构渣土 路基 固废基胶凝材料 加州承载比值 水稳定性
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探针式水泥基电池的研究进展与应用前景
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作者 刘芷均 罗健林 刘洋 《功能材料》 北大核心 2026年第1期88-94,共7页
随着能源需求量的增长和环境保护意识的增强,开发高效、环保、可持续的能源存储技术已成为当今世界的重要课题。针对建筑中储能形式的创新,结构储能一体化复合材料的研究提供了新的解决思路。探针式水泥基电池(PCB)利用水泥基材料作为... 随着能源需求量的增长和环境保护意识的增强,开发高效、环保、可持续的能源存储技术已成为当今世界的重要课题。针对建筑中储能形式的创新,结构储能一体化复合材料的研究提供了新的解决思路。探针式水泥基电池(PCB)利用水泥基材料作为电解质,有良好离子导电性的同时兼具本征结构功能。通过系统地梳理PCB的技术原理、研究进展、性能特点、应用前景以及面临的挑战,以期为未来有关PCB的研究与工程应用提供参考。 展开更多
关键词 建筑储能 探针式水泥基电池 水泥基电解质 电化学性能 工程应用
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接触爆炸作用下UHTCC-R-RAC叠合板动态响应试验与数值模拟研究
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作者 彭胜 张成喆 +2 位作者 谢先启 何理 蔡路军 《爆破》 北大核心 2026年第1期1-10,19,共11页
为了研究接触爆炸作用下超高韧性水泥基复合材料-钢筋再生混凝土(ultra-high toughness cementitious composites-reinforced recycled aggregate concrete,UHTCC-R-RAC)叠合板的抗爆性能,设计了0 mm、10 mm厚度UHTCC层与25%、75%再生... 为了研究接触爆炸作用下超高韧性水泥基复合材料-钢筋再生混凝土(ultra-high toughness cementitious composites-reinforced recycled aggregate concrete,UHTCC-R-RAC)叠合板的抗爆性能,设计了0 mm、10 mm厚度UHTCC层与25%、75%再生粗骨料取代率等级梯度的3组UHTCC-R-RAC试件,并开展了3次不同工况下的200 g乳化炸药接触爆炸破坏试验。随后,基于ANSYS/LS-DYNA软件的拉格朗日-欧拉法(ALE)与流固耦合算法建立了UHTCC-R-RAC叠合板的整体10 mm网格划分与局部5 mm网格精细化数值模型。研究结果表明:随着再生粗骨料取代率从25%增至75%,R-RAC叠合板迎爆面的应变峰值和加速度峰值分别降低了11.7%和6.4%,说明再生粗骨料取代率增加对R-RAC叠合板抗爆性能提升是不利的;UHTCC-R-RAC叠合板的应变峰值提升了64.7%,说明涂覆10 mm的UHTCC有利于R-RAC叠合板抗爆性能的提升。与整体10 mm网格模型结果比较,局部5 mm精细化网格模拟的精度较高,计算效率更高。 展开更多
关键词 超高韧性水泥基复合材料-钢筋再生混凝土 叠合板 抗爆性能 精细化 数值模拟
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