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。

以P.O32.5级水泥、Ⅲ级粉煤灰为主要原料,采用外加剂单因素试验研究方法和塌模试验,研究了四种外加剂对泡沫混凝土性能的影响。结果表明:聚羧酸减水剂最佳掺量为2.5%,速凝剂最佳掺量为3%,PP纤维最佳掺量为0.4%,稳泡剂最佳掺量为0.06%。通过四种外加剂相互耦合,制备的泡沫混凝土能有效解决泡沫混凝土现浇承重墙体时容易出现的塌模、开裂等问题。

目前,在环保领域中研究以TiO_2为光触媒,制备具有光催化氧化能力的节能、高效的绿色环保材料成为热点。将纳米TiO_2应用于混凝土中生产光催化混凝土,赋予了混凝土降解大气中的污染物和建筑物表面微生物的功能,如汽车尾气以及建筑物表面微生物的的降解。本文论述了纳米TiO_2作为光催化剂的反应机理,综述了具有光催化性能的混凝土材料的制备方法、应用研究现状及影响光催化性能的因素,总结了光催化混凝土生产应用上的问题,并展望了下一步的研究方向。

以磷渣-粉煤灰复合辅助性胶凝材料为对象,研究了不同磷渣掺量对低等级粉煤灰的需水量比、活性指数以及与减水剂适应性的影响,并利用XRD,SEM,TG等测试手段探究磷渣-粉煤灰-水泥体系的相互作用机理。结果表明,磷渣的掺入有助于降低粉煤灰需水量比、提高粉煤灰的活性指数,改善与外加剂的适应性,磷渣-粉煤灰-水泥体系的水化产物主要包含Ca(OH)_2、AFt、CaCO_3、C-S-H凝胶。

为探索开孔泡沫混凝土对Cr(Ⅲ)的吸附性能影响,以普通硅酸盐水泥作为胶凝材料制备400kg/m^3的开孔泡沫混凝土,采用静态吸附法研究开孔泡沫混凝土对Cr(Ⅲ)的吸附性能影响,并对其吸附动力学和热力学进行研究。结果表明开孔泡沫混凝土对Cr(Ⅲ)的吸附效率[100m L含Cr(Ⅲ)溶液初始浓度为50mg/L]可达98.53%;开孔泡沫混凝土对Cr(Ⅲ)的吸附过程符合准二级吸附动力学模型,不同温度下吸附过程均符合Langmuir等温吸附模型;开孔泡沫混凝土对Cr(Ⅲ)的吸附是一个熵推动的自发过程。因此,将开孔泡沫混凝土用于吸附废水中Cr(Ⅲ)具有一定可行性。

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。

采用物理发泡方式制备了不同密度等级泡沫混凝土,研究了泡沫混凝土经高温热处理后的性能和结构演化。结果表明:随热处理温度提高,各密度泡沫混凝土的质量损失增加、抗压强度降低、吸水率增加,且均在800℃时趋于一致。密度等级对高温热处理后的泡沫混凝土性能影响较为明显。在400℃以前,300~400kg/m^3密度等级的泡沫混凝土质量和抗压强度损失更大,吸水率增加更多;在600℃温度处理后,各密度等级的泡沫混凝土基本性能均出现明显下降;在800℃时,各密度等级泡沫混凝土基本性能趋于一致,质量损失为20%左右,质量吸水率为65%~70%,基本丧失抗压强度。

使用磷酸二氢铵和磷酸二氢钾按比例(A/K)复合后作为磷酸盐原料,对磷酸镁水泥膨胀率、凝结时间和流动度等性能的影响进行了研究,并通过X射线衍射对各样品进行了物相分析。研究表明,当A/K=4∶1时的膨胀率最小,凝结时间为18min,流动度为213mm;随着水胶比和缓凝剂的增大,磷酸镁水泥的膨胀率明显减小;当A/K=3∶2时,磷酸盐水泥具有较高的机械强度。

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。

通过向低水灰比高流动性水泥浆中掺入不同比例的泡沫和EPS颗粒,制备了一系列200 kg/m3超轻EPS复合泡沫混凝土,并测试了强度、吸水率、软化系数、干缩、导热系数等性能。结果表明,EPS颗粒的引入可以提高复合体系的强度,降低吸水率,提高软化系数,降低干缩,不会明显影响导热系数,表明EPS可作为制备超轻泡沫混凝土的优质填充料。