碳纳米管对硅酸盐水泥耐腐蚀性的影响研究

研究了碳纳米管对硅酸盐水泥耐腐蚀性的影响,采用SEM和能谱对碳纳米管水泥的水化产物形貌进行测试,并对改性机理进行了初步研究。试验结果表明：碳纳米管的掺入可以改善水泥净浆的抗酸性硫酸盐及盐酸侵蚀,当碳纳米管的掺量为0.1%时,水泥净浆试件的抗腐蚀性最佳。在最佳掺量下,水泥净浆试件在浓度分别为5%的Na2SO4和HCl溶液中浸泡28 d的抗压强度较未掺杂碳纳米管试件分别提高了46.3%和56.8%,抗拉强度分别提高了60.3%和11.5%。初步分析碳纳米管的掺入可改善硅酸盐水泥耐腐蚀性的机理在于填充作用和桥联增强效应。     

矿渣微粉在水泥基材料中的作用时效及其微结构演变规律

为探究矿渣在水泥基材料中作用时效及其微结构演变规律,采用宏观性能测试和微观结构分析相结合的方法,通过对比方法研究了掺入不同掺量的矿渣以及与矿渣粉粒径相近的石英粉后对复合硬化浆体的强度、物相组成以及微观形貌的影响规律。结果表明:3d时矿渣微粉在复合浆体中仅起微集料的物理填充作用,7d时矿渣粉的火山灰效应显现,硬化浆体密实度逐渐提高,28d时矿渣 水泥复合组分(掺量分别为10%、20%、30%、50%)的硬化浆体强度分别为纯水泥试样的113.87%、120.94%、124.10%、115.18%;宏微观结果表明:矿渣的最佳掺量为30%且不超过该临界值时,其复合胶凝材料总的水化产物数量变化不大,此外,养护7d和28d时矿渣 水泥复合组分的水化产物结晶点较对比组增多且结晶体尺寸小,排列紧密,结构整体较纯水泥组分和石英粉 水泥复合组分致密。     

沸石粉/相变材料改性混凝土力学性能及早期抗裂性

混凝土抗拉强度低、应变能力差，其开裂问题是现今世界工程建设的一大难题。以沸石粉（ZP）为矿物掺合料兼内养护材料、石蜡-硬脂酸丁酯（S-Y）为相变材料，研究了ZP和S-Y复掺对混凝土力学性能及早期抗裂性的影响及影响规律，并通过MIP、XRD和SEM等分析探讨了复掺改性的微观机理。结果表明，ZP和S-Y复掺改性混凝土力学性能及早期抗裂性的最佳掺量分别为10%和6%。与不含沸石粉的对照组试件相比，28 d的抗折和抗压强度分别提高了19%和22%,氯离子迁移率较低，仅为4.8×10-12 m2/s,且混凝土板并未出现开裂现象。复掺改性机理源于沸石粉和相变材料协同作用促进了水化产物的增多，密实了硬化浆体的微结构，缓解了水化早期的温度应力。     

改性硅酸盐水泥的水化历程研究

将磷铝酸盐水泥熟料（简称：PALC）掺入硅酸盐水泥（简称：PC）对其进行改性，研究了不同磷铝酸盐水泥熟料掺量对改性硅酸盐水泥力学性能和水化历程的影响。研究结果表明，适宜的磷铝酸盐水泥熟料掺量（外掺3％）可以加速改性硅酸盐水泥的水化，提高其早期和后期强度；但掺量过多，由于磷铝酸盐水泥水化较快，产生的水化产物较致密，这些致密的水化产物包裹在C3S、C2S等水泥颗粒的外层，阻止了其进一步的水化，使改性水泥出现一个持续时间较长的第二诱导期，从而使表现出较慢的水化速率和较低的早期强度。     

矿渣-硅灰复合粉体水泥胶砂性能研究

通过粉体最紧密堆积粒径分布方程优化出矿渣和硅灰以4∶1混合为密实粉体组合(USG),并进行USG的减水率、胶砂强度、激发剂影响效应及掺USG的水泥浆体与外加剂的相容性试验.结果表明:USG与水泥和聚羧酸减水剂相容性优异;具有密实填充、增强效应;激发剂能显著提高USG水泥胶砂强度,其适宜掺量为2%～3%.     

无砂混凝土在铁路工程中的应用研究

无砂混凝土作为一种新型的功能型建筑材料，宏观大孔对其力学性能影响显著，与传统混凝土相比无砂混凝土在强度增长、复合纤维增强及经历荷载后的破坏形式等方面体现出更多的不确定性，其配合比设计、结构特点及力学特性更接近水泥稳定碎石基层及沥青混凝土。通过现场大量试拌，当水灰比0.30、浆体体积占总体积的30%左右时28 d抗压强度可满足C20等级的设计要求。     

新型地面自流平水泥基材料的研究

采用正交设计，利用硅灰、普通硅酸盐水泥、减水剂、砂和抗裂防水剂配制高流动度的地面自流平材料。试验结果表明：28 d抗折强度和抗压强度可达15.6 MPa、84.3 MPa，满足水泥基自流平砂浆的要求；28 d膨胀率为＋0.033%,属于微膨胀，可避免因收缩引起的表面裂纹。     

油气生产过程中CO2腐蚀预测研究

在油气生产过程中，由于油管的内腐蚀严重，时常发生穿孔、断裂事故，直接影响了油气田的正常生产和动态监测工作。为了弄清油气井腐蚀原因，在广泛调研CO2腐蚀的基础上，认为影响腐蚀速度的主要外部因素是环境温度、CO2分压、pH值、流速等，结合室内实验和现场应用，基于NORSOK腐蚀模型建立了更适合于油田实际的腐蚀预测模型，进行了影响腐蚀速度的敏感性分析，拓宽了NORSOK腐蚀模型的应用范围。分析结果与实验数据相吻合，说明该模型可以应用于油气田复杂环境腐蚀情况并能得到较好的分析判断结果，为油田注采CO2管材防腐预测提供了依据。     

复掺钢渣和粉煤灰对透水混凝土性能的影响

研究了复合引入炼钢废渣和粉煤灰对透水混凝土性能的影响,并对透水混凝土的透水系数和强度进行了分析。结果表明：粉煤灰、钢渣和水泥作为胶结料复合使用,对各物料的水化反应起到促进作用。当粉煤灰掺量为15%、钢渣掺量为10%时,透水混凝土28 d抗压强度和透水系数均较高。粉煤灰和钢渣复合加入,使胶结料连接桥更致密,强度更高。     

油页岩灰渣用作水泥混合料的胶砂试验

3种油页岩灰渣(油厂灰、电厂灰、粉末灰)用作水泥混合材料可不同程度地改变水泥的性能。以3种油页岩灰渣作为掺料,按10%,20%,30%(质量比)3种比例代替水泥混合料中的部分水泥,通过水泥混合料的胶砂试验确定试块的抗压、抗折强度以及脆性系数。结果表明：用油页岩灰渣作水泥混合材料来提高试块的抗折、抗压强度及抗裂性能是可行的,其中电厂灰灰渣在10%掺量时,其试块抗折、抗压强度总体要优于纯水泥试块;3种油页岩都能够提高试块的抗裂性能,粉末灰灰渣在30%掺量时试块的抗裂性能最好。     

Ta: SnO2薄膜的制备与性能研究

SnO2作为一种典型的宽带隙半导体材料具有许多优异的物理和化学性质，例如极高的电子电导率、可见光透过率和化学稳定性，因此广泛用于光电材料、太阳能电池和气敏材料等各领域。采用溶胶 凝胶法在玻璃基片上制备了Ta掺杂SnO2透明导电薄膜，其中Ta含量在8 atom.%左右。Ta:SnO2薄膜的表面形貌较平整，但由于局部应力使薄膜出现了细小的断裂。Ta:SnO2薄膜为金红石结构，结晶程度较高，由于Ta5+、Sn4+离子半径接近，Ta原子溶入SnO2的晶格中置换Sn原子位置形成了稳定均一的固溶体结构，因此没有第二相出现，但是其晶格常数略有变化。     

石膏的形态对C_2S浆体强度的影响

研究了二水石膏、600℃、800℃、1000℃煅烧石膏对C_2S浆体强度的影响.结果表明:石膏的掺入,能提高C_2S浆体的强度,煅烧石膏比二水石膏更能提高C_2S浆体的强度.证明了石膏不仅对硅酸盐水泥中C_3A的水化产生影响,同时亦对硅酸盐矿物的水化有促进作用.     

不同分子量SAP对活性粉末混凝土自收缩及早期水化进程的影响

将2种不同分子量的高吸水树脂(super absorbent polymer, SAP)作为内养护剂进行预吸水处理后引入到活性粉末混凝土(reactive powder concrete, RPC)中,研究其对RPC自收缩、早期水化进程及抗压强度的影响,并分析不同分子量SAP掺入的作用机理。自收缩试验表明,SAP的掺入对RPC有良好的减缩效果,额外引入水胶比为0.03时,掺入高、低分子量SAP的RPC在56 d龄期时的收缩率分别下降了46.6%和41.2%。等温量热试验表明,放热总量受SAP分子量高低的影响较大,低分子量SAP更有利于降低峰值放热速率与总放热量。抗压强度试验表明,低分子量SAP更有利于控制强度损失。故低分子量SAP在减缩、降低水化热、控制强度损失上较高分子SAP更具适宜性,因此更适合作为RPC内养护材料。     

高温煅烧石膏硅酸盐水泥早期水化产物的研究

利用DTA、XRD、IR、化学结合水和Ca(OH)2生成量测定等方法,研究了煅烧石膏、二水石膏对硅酸盐水泥早期水化过程的影响.结果表明在水化龄期相同时,掺煅烧石膏水泥闪体中水化产物同拔二水石膏相比,Ca(OH)2生成量大;在一天前无AFa生成;结合水量在一天前前者高于后者,而一天后则相反.指出了煅烧石膏提高水泥强度的机量在于;由于燃烧古文的溶解速度较低,在水泥水化初期(1d前),存在于水泥中的铝酸相加相不能形成AFt,从而减缓了AFt对水泥水化的延缓作用,加速了整个熟料矿物相的水化,提高了水泥的强度.     

施工过程中水变化对混凝土抗压强度影响程度分析及控制

从用水量变化入手，本文分析了水泥、砂、石用量不变时用水量变化对混凝土抗压强度的影响，提出了施工过程中对水实施控制的方法和步骤，解决了施工过程中因水变化时对混凝土抗压强度的影响问题。     

磨细矿渣掺量对水泥基复合材料微结构的影响

利用压汞、背散射电镜、X射线衍射(XRD)和综合热分析以及化学测试手段系统研究了水胶比为0.48、矿渣掺量为10%~70%的硬化浆体中孔隙率、孔径分布、CH(OH)2(称简CH)含量、非蒸发水量和矿渣反应程度，以确定矿渣掺量对水泥基材料微结构的影响以及最佳掺量。结果表明：矿渣在大掺量情况下也能够改善浆体孔结构分布，相比较而言，矿渣掺量在30%～50%之间时浆体的孔隙率最小；非蒸发水曲线的变化趋势以及矿渣自身反应程度说明，在其掺量30%左右时，存在一个最佳掺量使非蒸发水含量和反应程度最高。     

水泥 矿渣体系两类C S H凝胶体积分数的定量计算

水泥 矿渣二元体系水化产物体积分数的定量计算是理论预测其微结构发展的重要基础。根据水泥 矿渣水化反应特征，文中给出了详细的计算表达式；采用热重 差示扫描量热(TG DSC)综合分析手段来验证所提表达式的合理性，并根据Jennigs Tennis模型(简称J T模型)，给出了低密度和高密度C S H凝胶体积分数的定量计算公式，对水泥 矿渣二元体系中两种凝胶的相对量进行定量计算。结果表明：水泥 矿渣二元体系中矿渣完全水化的最佳掺量为54.4%，两种凝胶的相对量随矿渣掺量的增加而增加。     

纳米粘土的微观结构与直剪力学特性及应用研究

为了探索纳米粘土的力学性能及作用机理,分别进行了纳米粘土、纳米粘土改性尾矿砂的直接剪切力学试验.采用SEM、XRD、EDX测试方法,测试表明,试验使用纳米黏土的主要成分为二氧化硅和氧化铝,结构密实,呈粒状堆积结构.直剪力学测试表明:(1)纳米粘土的剪切应力-位移曲线为软化型曲线;(2)法向应力增加时,纳米黏土的峰值强度线性增加,但其对应的剪切变形相应减少;(3)纳米粘土的峰值强度和残余强度均符合莫尔-库伦准则,残余强度约为峰值强度的60%～70%;(4)加入10%纳米粘土后,尾矿砂的抗剪强度大幅提高.纳米粘土的微观结构和优良的直剪力学性能为其在岩土工程中的应用提供了可能.     

低温法改善橡胶颗粒在砂浆中上浮的研究

针对橡胶砂浆中橡胶颗粒上浮问题,提出一种新的改善橡胶砂浆中橡胶颗粒上浮的方法。对两组橡胶颗粒进行表面烘干后低温冷冻然后再进行砂浆试件的拌合成型,利用R2V自动矢量化软件结合AutoCAD软件统计试件截面内橡胶颗粒分布情况,统计结果表明橡胶颗粒在砂浆中的上浮现象均得到了改善。通过试验测量了两组橡胶颗粒表面烘干冷冻前后的密度变化和橡胶砂浆力学性能的变化,结果表明两组橡胶颗粒表面烘干冷冻后的密度较表面烘干冷冻前的密度分别增加了约29%和32%,3 d抗折强度和抗压强度均低于表面烘干冷冻前强度,28d抗折强度和抗压强度均高于表面烘干冷冻前强度。     

高温煅烧石膏对C_3S和C_2S水化过程的影响

利用ＸＲＤ、ＴＭＳ－ＧＬＣ（三甲基硅烷化）等方法,对Ｃ３Ｓ－ＣａＳＯ４·２Ｈ２Ｏ－Ｈ２Ｏ、Ｃ３Ｓ－Ｃａ－ＳＯ４－Ｈ２Ｏ、Ｃ２Ｓ－ＣａＳＯ４·２Ｈ２Ｏ－Ｈ２Ｏ、Ｃ２Ｓ－ＣａＳＯ４－Ｈ２Ｏ 四个系统的水化过程进行了研究,测定了结合水生成量、Ｃａ（ＯＨ）２ 生成量、［ＳｉＯ４］四面体聚合度及浆体的强度。结果表明：适量的煅烧石膏或二水石膏均能促进Ｃ３Ｓ和Ｃ２Ｓ的水化,但两类石膏的促进效果相近;指出了同二水石膏相比,煅烧石膏提高硅酸盐水泥强度机理的研究,应从它对水泥中铝酸盐矿物的水化和浆体结构形成过程的影响方面进行。