用二水石膏(CaSO4·2H2O)和α型半水石膏(α-CaSO4·0.5H2O)粉末分别部分取代铝酸钙水泥(CAC)制备了CAC混凝土,研究了其在不同掺量下对CAC混凝土力学与耐久性能的影响。试验研究了CAC混凝土试样的抗压强度、劈裂抗拉强度、氯离子渗透性以及抗硫酸盐的侵蚀性能,探究了CaSO4类型和掺量对各项指标的影响。结果表明,掺入CaSO4会降低CAC混凝土的早期强度,但可显著抑制其后期强度衰减,当CaSO4·2H2O和α-CaSO4·0.5H2O掺量分别为6%和4%时,CAC混凝土的后期强度衰减量最低,Cl-扩散系数最小,且在Na2SO4侵蚀溶液中劣化程度最低。因此,CaSO4·2H2O和α-CaSO4·0.5H2O均可有效改善CAC混凝土的力学性能与耐久性能,两者的最优掺量分别为6%和4%。

对浸泡在0.44%和5.00%硫酸钠溶液中水灰比为0.24、0.28和0.32的硬化水泥浆体不同龄期下的膨胀率、质量损失和抗压抗蚀系数等性能进行了研究,并采用差热分析仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对侵蚀产物物相和微结构进行了分析。结果表明:水泥浆体出现由边角向内部逐层侵蚀,导致水泥试件膨胀、开裂和剥落;增加水灰比和环境中硫酸根离子浓度都会加速侵蚀破坏;在高浓度侵蚀环境下,劣化过程包含慢速破坏阶段和快速破坏阶段,石膏的大量形成是引起试件快速破坏的主要原因。

采用异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)作为减水剂合成大单体,通过引发剂进行聚合反应合成石膏基材用新型高性能聚羧酸减水剂母液,将合成的减水剂母液通过离心喷雾干燥技术制备成粉末(PC-GY)。设计正交试验研究了链转移剂用量、酸醚摩尔比、还原剂摩尔比、引发剂用量对石膏净浆流动度的影响,并确定了最优配合比。通过单因素变量试验研究了不同种类聚醚单体、中和固碱量对减水剂减水性能的影响,并通过红外光谱(IR)分析了聚羧酸分子结构。结果表明:合成的PC-GY性能较优,在不同种类石膏中均表现出良好的适应性,并成功应用于石膏基自流平砂浆。

选用普通硅酸盐水泥、砂、石膏、铝矾土等来研制早强微膨胀高性能锚杆注浆材料。采用正交试验,并用极差法对试验结果进行分析,得出以下结论:1d、3d、14d抗压强度和抗折强度分别达到17MPa、38MPa、61MPa和4.9MPa、7.5MPa、9.1MPa。1d竖向膨胀率为0.089%,属于微膨胀,后期膨胀较稳定,可以有效避免由于浆体收缩引起的锚杆失效。此外,利用SEM、XRD和压汞仪对硬化浆体微观结构进行表征,发现1d时硬化浆体中就有大量的钙矾石生成。

用石膏部分替代水泥作为胶凝材料,钢渣、矿渣作为掺合料,采用正交试验设计方法,将石膏、水胶比、减水剂在三因素四水平的影响下,对砌块的抗压强度、抗折强度及软化系数进行了极差和方差分析;采用多元线性回归分析方法建立基于抗压强度、抗折强度及软化系数的经验公式,并利用建立的抗压经验公式计算结果与实测值进行了对比。结果表明,石膏是影响复合砌块抗压强度、抗折强度及软化系数的主要因素,水胶比次之,减水剂影响程度最小。通过分析得出最佳水平为:石膏用量60%,水胶比0.4,减水剂1.1%。

利用工业副产品石膏与煤矸石复合制备石膏基绿色胶凝材料,检测了复合胶凝材料的物理力学性能,并借助XRD、SEM等测试手段分析了试件微观性能。结果表明,煤矸石的掺加对复合胶凝材料具有重要影响,综合考虑各项因素,认为掺加10%煤矸石粉能够制备出性能优良的复合胶凝材料。