通过强度、干密度测试以及XRD、FTIR、SEM分析,研究了纳米C-S-H对固硫灰蒸压加气混凝土性能及水化产物的影响。结果表明:随着纳米C-S-H掺量的增加,蒸压加气混凝土的干密度和抗压强度均呈先增后降的趋势,且当纳米C-S-H掺量为3%时,蒸压加气混凝土的抗压强度最大,较空白组提高了13.2%;在蒸压养护条件下,纳米C-S-H的掺入一方面促进了体系中的Ca(OH)2与固硫灰中的活性SiO2和Al2O3反应,形成了更多的托贝莫来石和C-S-H凝胶,另一方面加速了托贝莫来石和C-S-H凝胶的生长速度,形成了尺寸更大的反应产物;纳米C-S-H的掺入降低了蒸压加气混凝土中的孔洞率,提高了蒸压加气混凝土的密实度和强度;固硫灰中的三种主要物相与Ca(OH)2的蒸压反应活性大小为薄片叠层状的黏土矿物热分解产物最高,带棱角粒状的石英颗粒次之,球状的铝硅酸钙物相最低。

基于固硫灰的活性激发效应和钛矿渣的减水效应,提出通过复合化技术制备钛矿渣-固硫灰复合矿物掺合料,研究了其对砂浆和混凝土的工作性能和力学性能影响,并利用DTA、XRD和SEM等手段探讨了作用机理。结果表明,钛矿渣-固硫灰复合矿物掺合料显示出了活性相互激发和减水的叠加效应。与钛矿渣相比,钛矿渣-固硫灰复合矿物掺合料活性提高;与固硫灰相比,复合矿物掺合料明显改善了砂浆和混凝土的工作性。利用钛矿渣与固硫灰质量比为21的复合矿物掺合料所制备的混凝土工作性能及抗压强度与S75矿粉相当。

研究了湿法球磨固硫灰性能的变化,湿法球磨10min可使固硫灰平均粒径从5000nm下降到1800nm,硫酸钙完全转化为二水硫酸钙,能有效消除因体积膨胀引起后期安定性不良问题;探讨了固硫灰和水泥掺量对隔墙条板用水量、容重和强度的影响规律。结果表明,湿磨使固硫灰中硫酸钙溶解后重结晶成棒状、锥状晶须,利于与水泥水化产物紧密结合,形成轻质、高强材料,有较好应用前景。

利用固硫灰、烧铝矾土、硬石膏为原料制备了混凝土膨胀剂。结果表明,固硫灰、烧铝矾土和硬石膏按照质量比35:15:50能制备出满足GB23439-2009《混凝土膨胀剂》要求的Ⅰ型膨胀剂。运用SEM电镜扫描、XRD衍射分析研究了混凝土膨胀剂掺入水泥的水化反应,结果表明,随着水化龄期的延长,钙矾石含量增多。制备的膨胀剂是以钙矾石为主要膨胀源的混凝土膨胀剂。

以燃煤发电厂固体废弃物流化床固硫灰作为水泥基灌浆材料的掺合料,利用燃煤固硫灰火山灰活性、自硬性降低水泥基灌浆材料的水泥用量,利用其膨胀性,减少甚至不使用膨胀剂,配制出低成本并符合国家标准要求的灌浆材料。

研究了固硫灰细度和掺量对水泥基自流平砂浆性能的影响。研究发现固硫灰细度越细，砂浆1d、3d、28d抗折和抗压强度越高，收缩则先减小后增大。掺加粉磨后固硫灰砂浆的收缩均较掺原灰砂浆的收缩小。随着固硫灰掺量增大，水泥基自流平砂浆的1d和3d强度先增大后减小，28d强度呈减小趋势，收缩随着固硫灰掺量增大而减小。固硫灰取代硅酸盐水泥的40％-60％时，砂浆的强度和收缩性较好，取代率为50％时性能最佳。

主要研究了固硫灰掺量、细度以及SO_3含量对活性粉末混凝土(RPC)早期强度和干缩性能的影响。研究结果表明,90℃蒸汽养护2d时,RPC强度随着原灰掺量的增加先增加后降低;自然养护至28d时,RPC强度出现倒缩现象。当粉磨时间超过20min时,继续延长粉磨时间RPC强度变化已不明显;当原灰掺量为胶凝材料的10%,固硫灰粉磨至D50为15.88μm时,RPC活性粉末混凝土早期干缩较小,强度较高;RPC活性粉末混凝土的早期抗压强度随着SO_3含量的增加而增加,干缩随着SO_3含量的增加而减小。

以粒化高炉高钛矿渣粉为主要原料,水玻璃为激发剂,铝粉为引气剂,制备了碱激发高钛矿渣免烧陶粒。试验发现单一使用高钛矿渣粉制备的陶粒保气量不足、堆积密度较大,提出添加少量粉煤灰或固硫灰对其进行了改性,研究改性前后陶粒性能,利用XRD、SEM等手段探讨了陶粒矿物组成和微观结构。试验结果表明,掺入适量的粉煤灰或固硫灰,体系浆体黏度提高,保气量改善,能制备出容重更小的免烧陶粒。