为解决盐渍土路基铺设存在的溶陷、变形等问题,采用矿渣碱激发胶凝材料固化的方法对盐渍土的综合性能进行优化。通过击实试验和无侧限抗压强度试验研究了矿渣碱激发胶凝材料对盐渍土抗压强度的影响,并利用XRD和SEM分析了试样的物相组成和微观形貌。结果表明,矿渣碱激发胶凝材料固化盐渍土效果显著,掺入适量矿渣碱激发胶凝材料盐渍土的抗压强度和水稳定性显著改善,反应产物中C-S-H凝胶相含量明显增多,形成了结构稳定的胶凝-网状混合结构。水化反应生成了新的水化产物片状晶体和针棒状晶体,形成了C-S-H凝胶相和钙矾石的结构。

以小于4.75mm的矿渣颗粒为集料,以P·O 42.5R水泥为胶凝材料,辅以高效减水剂,用静压压制的成型工艺制备了水泥基声屏障,分析讨论了材料的抗压强度以及水灰比、成型工艺、材料厚度对其吸声性能的影响。结果表明,抗压强度随水灰比的增大而先增大后减小,随成型压力的增大而增大;吸声系数随着水灰比的增大而先增大后减小,随着成型压力的增大而降低;其降噪系数随着材料厚度增加而先增大后减小。当抗压强度达到13.6MPa、材料厚度8cm时,材料的降噪系数为0.65,500Hz、630Hz、800Hz、1000Hz四个频率的平均吸声系数为0.768,可以作为铁路声屏障材料。

以工业废渣为主要原料制备的胶凝材料属低碳生态型胶凝材料。本文对两种矿渣、钢渣基胶凝材料—矿渣基胶凝材料(GBSC)和矿渣-钢渣基胶凝材料(SSC)的耐久性进行了试验研究,考察了长期强度、干燥收缩、抗渗性、抗冻性、抗碳化、抗硫酸盐侵蚀等耐久性因素。结果表明:两种胶凝材料具有优良的耐久性能,尤其在干燥收缩和抗硫酸盐性能方面更具优势,但抗碳化性能不如普通硅酸盐水泥(P.O42.5)。

通过正交试验,研究了用水量、砂率、沸石掺量、矿渣掺量、沸石比表面积5因素对矿渣-沸石混凝土工作性能、抗压强度和氯离子渗透性的影响。综合考虑各因素对三指标的影响,得出制备C40混凝土的适宜配合比为:水量160kg/m3,砂率40%,矿渣掺量30%,沸石掺量15%,沸石比表面积530m2/kg。通过扫描电子显微镜SEM对混凝土微观结构和水化产物形貌进行了简要分析。

以工农业废料矿渣、稻壳灰为主要原料,制成一种新型胶凝材料,并对此胶凝材料的强度进行探讨,就不同种类的碱激发剂等因素进行探究。同时,用X射线衍射分析不同龄期此体系碱激发胶凝材料的矿物组成,并用扫描电镜观察不同龄期材料的微观形貌。结果表明,稻壳灰的活化可采用"两段煅烧法",碱组分含量为10%、激发剂为水玻璃时激发效果最好,胶凝材料水化产物为低钙硅比的C-S-H凝胶。

对盾构管片钢渣混凝土蒸养后的力学性能进行了试验研究,分析了不同水胶比及钢渣粉、粉煤灰及矿渣粉等矿物掺合料的掺入对蒸养后钢渣混凝土力学性能的影响,探讨了不同养护方式、蒸养工艺对钢渣混凝土拆模强度的影响。结果表明,水胶比对蒸汽养护制度下早期强度影响较大,对标准养护条件下抗压强度影响小;钢渣粉、粉煤灰及矿渣粉掺入总量为20%时,其拆模强度比其他掺量高,出于经济性及工业废渣的资源化利用考虑,可选强度差距不大的25%掺量;采用试件成型后静养时间2h,然后以15℃/h的升温速率升温至65℃,恒温4h后以15℃/h的降温速率降至室温的蒸养工艺能得到较高的拆模强度。

采用RCM氯离子扩散系数法和渗水高度法,研究了粉煤灰、矿粉、PVA纤维、纤维素纤维的掺入对混凝土抗渗性能的影响。试验结果表明,粉煤灰和矿粉的掺入能有效降低混凝土中氯离子扩散系数和渗水高度。在掺加矿物掺合料的基础上再掺入纤维混凝土的抗渗性能进一步提高,双掺对混凝土抗渗性能提高的复合效应明显。

研究了花岗岩石粉、粉煤灰等矿物掺合料对水工混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响,采用RCM法测定了氯离子在混凝土试件内部扩散系数的变化规律,并研究了矿物掺合料的掺量与水工混凝土抗氯离子侵蚀性能的关系。结果表明,矿物掺合料混凝土抗氯离子侵蚀性能较普通混凝土得以提高,通过混凝土双掺与单掺矿物掺合料的抗氯离子侵蚀性能的比较,双掺时抗氯离子侵蚀性能比单掺花岗岩石粉时更好。

随着建筑工业化的发展,预制混凝土墙板的使用越来越广泛。墙板胶黏剂用于预制混凝土墙板的拼接和黏结,当墙板胶黏剂拉伸强度较小时,容易产生裂缝等问题。为改善胶黏剂拉伸强度,本文在原有的研究基础上研究了滑石粉、矿粉、偏高岭土三种矿物掺合料复掺对墙板胶黏剂拉伸黏结强度的影响。正交试验结果表明,滑石粉和矿粉可以有效改善胶黏剂的拉伸黏结强度。偏高岭土掺量过大会影响其拉伸强度。由优化试验可知矿粉和滑石粉复掺最佳掺量分别为20%和30%。

采用绝对体积法配制自密实轻骨料混凝土(SCLC),研究不同矿物掺合料对自密实轻骨料混凝土工作性能及力学性能的影响。通过10组配合比设计表明,在单掺情况下,粉煤灰能有效提高拌合物的流动性,但会降低SCLC的早期和后期抗压强度;硅灰能够明显提高SCLC的早期和后期抗压强度,但会降低拌合物的流动性。综合流动性和抗压强度的改善效果,复掺粉煤灰和硅灰对配制自密实轻骨料混凝土效果最佳。