高摻量粉煤灰固結(jié)材料

前言

本書主要介紹了高摻量粉煤灰固結(jié)材料試驗的研究成果，包括高摻量粉煤灰建筑材料、高摻量粉煤灰注漿材料和高摻量粉煤灰干粉砂漿材料。高摻量粉煤灰標(biāo)磚在粉煤灰摻量達到80％一85％的條件下，粉煤灰磚強度達到IOMPa（承重磚標(biāo)準(zhǔn)）以上，凍融后強度不但沒有降低反而提高了25％，解決了粉煤灰材料抗凍性差的問題。我們通過單軸、三軸力學(xué)試驗研究了高摻量粉煤灰固結(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)，測定、分析和研究了高摻量粉煤灰固結(jié)材料的主要力學(xué)參數(shù)和強度特性；重點試驗研究了高摻量粉煤灰固結(jié)材料的強度變化規(guī)律和影響因素。通過x射線衍射、掃描電鏡分析研究了高摻量粉煤灰固結(jié)材料的礦物成分和微觀結(jié)構(gòu)，參照前人對粉煤灰的水化反應(yīng)過程研究和熱力學(xué)研究的研究成果說明高摻量粉煤灰固結(jié)材料的反應(yīng)機理；介紹高摻量粉煤灰建筑材料研究成果的應(yīng)用，推薦生產(chǎn)工藝參數(shù)；介紹了采用北京真然綠色建材科技有限公司的粉煤灰固化劑配制高摻量粉煤灰注漿材料的配制，以及對已研制成功的高摻量粉煤灰注漿材料的各項性能的試驗研究，包括該注漿材料漿液的初凝和終凝時間、黏度、密度、結(jié)石率、析水率及析水時間，結(jié)石體的抗壓強度、抗折強度等，并進行了與現(xiàn)有的最新型水泥一粉煤灰注漿材料的對比研究；介紹了高摻量粉煤灰砂漿材料，通過正交試驗方法如何配制不同強度等級的高摻量粉煤灰干粉砂漿。同時，采用對比試驗方法，系統(tǒng)研究粉煤灰干粉砂漿的主要性能，試驗結(jié)果表明，與傳統(tǒng)砂漿相比，摻粉煤灰的干粉砂漿性能更優(yōu)良，當(dāng)粉煤灰以30％一45％取代水泥時，明顯地改善了新拌砂漿的和易性，并提高了收縮性能和耐久性，推薦介紹了高摻量粉煤灰干粉砂漿的生產(chǎn)和施工工藝。課題組經(jīng)過幾年對高摻量粉煤灰固結(jié)材料的試驗研究，形成了包括粉煤灰激活素、粉煤灰固化劑、高摻量粉煤灰建筑材料、高摻量粉煤灰注漿材料和高摻量粉煤灰砂漿材料在內(nèi)的一整套技術(shù)體系，本書是對這一技術(shù)體系的總結(jié)。

內(nèi)容概要

本書主要介紹了高摻量粉煤灰固結(jié)材料試驗的研究成果，包括高摻量粉煤灰建筑材料、高摻量粉煤灰注漿材料和高摻量粉煤灰干粉砂漿材料?！　”緯鵀殡姀S、建材廠了解、掌握高摻量粉煤灰固結(jié)技術(shù)提供了完整的技術(shù)資料。本書還可作為相關(guān)的研究院、所技術(shù)人員的參考資料。本書對高等院校無機材料專業(yè)教師、學(xué)生進行比較系統(tǒng)的粉煤灰材料力學(xué)試驗，使用X射線衍射、掃描電鏡分析試驗技術(shù)研究無機材料的礦物成分、微觀結(jié)構(gòu)提供了參考。

作者簡介

劉文永，中國礦業(yè)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。主要研究方向：(1)采礦工程技術(shù)研究；(2)礦山充填材料與技術(shù)研究；(3)注漿材料與技術(shù)研究；(4)礦山固體廢料綜合利用研究；(5)粉煤灰綜合利用研究；(6)高性能混凝土研究。

書籍目錄

1 緒 論　1.1 引 言　1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究動態(tài)綜述　　1.2.1 國內(nèi)研究狀況　　1.2.2 國外研究狀況　1.3 本章小結(jié)2 粉煤灰的物理化學(xué)特性　2.1 粉煤灰的分類和分級　　2.1.1 粉煤灰的分類　　2.1.2 粉煤灰的分級　　2.1.3 粉煤灰的顆粒特性　　2.1.4 粉煤灰的細(xì)度　2.2 粉煤灰的礦物組成　　2.2.1 粉煤灰中主要礦物的形成　　2.2.2 粉煤灰中的礦物相　　2.2.3 我國粉煤灰的礦物組成　　2.2.4 粉煤灰中的晶體礦物相　2.3 粉煤灰的物理化學(xué)分析　　2.3.1 粉煤灰的物理特性　　2.3.2 粉煤灰的活性　　2.3.3 粉煤灰的放射性　2.4 本章小結(jié)3 高摻量粉煤灰建筑材料　3.1 高摻量粉煤灰建筑材料的力學(xué)試驗方法　　3.1.1 高摻量粉煤灰建筑材料試驗樣品的制備　　3.1.2 高摻量粉煤灰建筑材料力學(xué)性能的試驗方法　3.2 高摻量粉煤灰建筑材料的力學(xué)特性　　3.2.1 粉煤灰摻量與高摻量粉煤灰建筑材料密度的關(guān)系　　3.2.2 高摻量粉煤灰建筑材料的單軸抗壓強度　　3.2.3 高摻量粉煤灰建筑材料的彈性模量　　3.2.4 高摻量粉煤灰建筑材料的泊松比　　3.2.5 高摻量粉煤灰建筑材料的動彈性模量　　3.2.6 粉煤灰建筑材料的單軸壓縮應(yīng)力?應(yīng)變曲線及其特征　　3.2.7 粉煤灰建筑材料的三軸抗壓強度特性　　3.2.8 高摻量粉煤灰建筑材料的抗剪強度特性　　3.2.9 高摻量粉煤灰建筑材料的破壞特征　　3.2.10 影響高摻量粉煤灰建筑材料強度的主要因素　　3.2.11 粉煤灰建筑材料經(jīng)過凍融后的強度變化規(guī)律　3.3 高摻量粉煤灰建筑材料在不同養(yǎng)護條件下的強度增長規(guī)律　　3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件對高摻量粉煤灰建筑材料強度的影響　　3.3.2 三種養(yǎng)護條件對高摻量粉煤灰建筑材料強度的影響　　3.3.3 不同摻量條件下養(yǎng)護方式對高摻量粉煤灰建筑材料強度的影響　　3.3.4 粉煤灰級別對高摻量粉煤灰建筑材料強度的影響　　3.3.5 固化劑摻量對高摻量粉煤灰建筑材料強度的影響　　3.3.6 成型壓力對高摻量粉煤灰建筑材料強度的影響　　3.3.7 粉煤灰細(xì)灰摻量對高摻量粉煤灰建筑材料強度影響　　3.3.8 影響高摻量粉煤灰建筑材料強度的其他因素　　3.3.9 推薦的高摻量粉煤灰建筑材料生產(chǎn)工藝參數(shù)　3.4 本章小結(jié)4 高摻量粉煤灰建筑材料的水化固結(jié)反應(yīng)機理和微觀結(jié)構(gòu)　4.1 概 述　4.2 原材料的化學(xué)成分和礦物成分分析　　4.2.1 試驗原材料與方法　　4.2.2 粉煤灰和固結(jié)劑的化學(xué)分析　　4.2.3 粉煤灰建筑材料的礦物組成　4.3 高摻量粉煤灰建筑材料的微觀結(jié)構(gòu)分析　　4.3.1 高摻量粉煤灰建筑材料微觀結(jié)構(gòu)的觀測　　4.3.2 高摻量粉煤灰建筑材料微觀結(jié)構(gòu)的分析　4.4 高摻量粉煤灰建筑材料的水化反應(yīng)　　4.4.1 粉煤灰—石灰—水體系水化反應(yīng)形式　　4.4.2 高摻量粉煤灰建筑材料的水化反應(yīng)過程　4.5 高摻量粉煤灰建筑材料的熱力學(xué)分析　　4.5.1 粉煤灰固結(jié)材料反應(yīng)系統(tǒng)的ΔH分析　　4.5.2 粉煤灰建筑材料反應(yīng)系統(tǒng)的ΔG分析　4.6 本章小結(jié)5 高摻量粉煤灰建筑材料研究成果的應(yīng)用　5.1 高摻量粉煤灰建筑材料的技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀　5.2 高摻量粉煤灰建筑材料生產(chǎn)工藝及其產(chǎn)品的特點　　5.2.1 高摻量粉煤灰建筑材料生產(chǎn)工藝　　5.2.2 高摻量粉煤灰建筑材料的產(chǎn)品性能　　5.2.3 高摻量粉煤灰建筑材料的生產(chǎn)工藝參數(shù)　5.3 高摻量粉煤灰建筑材料的技術(shù)經(jīng)濟分析　　5.3.1 技術(shù)分析　　5.3.2 經(jīng)濟效果分析　5.4 本章小結(jié)6 高摻量粉煤灰注漿材料　6.1 引 言　　6.1.1 課題研究意義　　6.1.2 注漿法治理采空區(qū)的特點　6.2 注漿技術(shù)的研究現(xiàn)狀　　6.2.1 注漿技術(shù)的發(fā)展概況　　6.2.2 國內(nèi)外地下注漿領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀　　6.2.3 國內(nèi)注漿技術(shù)研究成果　　6.2.4 目前采空區(qū)注漿技術(shù)存在的問題　6.3 注漿材料概述　　6.3.1 注漿液的基本性能　　6.3.2 注漿固結(jié)體的性質(zhì)　6.4 采空區(qū)注漿材料的技術(shù)要求和參數(shù)　　6.4.1 注漿材料的分類　　6.4.2 采空區(qū)注漿材料的技術(shù)要求　　6.4.3 注漿材料的技術(shù)參數(shù)　6.5 高摻量粉煤灰新型注漿材料的試驗研究　　6.5.1 主要研究內(nèi)容　　6.5.2 試驗?zāi)康暮驮囼灧桨浮　?.5.3 試驗研究內(nèi)容　6.6 本章小結(jié)7 高摻量粉煤灰砂漿材料　7.1 引 言　　7.1.1 干粉砂漿發(fā)展現(xiàn)狀　　7.1.2 干粉砂漿的應(yīng)用及發(fā)展?fàn)顩r　　7.1.3 建筑砂漿工業(yè)化生產(chǎn)的意義　　7.1.4 工業(yè)化生產(chǎn)的砂漿種類及其特點　　7.1.5 國外干粉砂漿發(fā)展概述　　7.1.6 國內(nèi)干粉砂漿發(fā)展概況　　7.1.7 未來我國建筑干粉砂漿市場需求預(yù)測　　7.1.8 我國建筑干粉砂漿行業(yè)目前存在的問題　　7.1.9 粉煤灰在建筑材料中的應(yīng)用及發(fā)展?fàn)顩r　　7.1.10 課題研究的意義和內(nèi)容　7.2 原材料對干粉砂漿的影響　　7.2.1 膠凝材料影響　　7.2.2 水泥強度等級對干粉砂漿性能的影響　　7.2.3 粉煤灰等量取代水泥對砂漿性能影響　　7.2.4 粉煤灰效應(yīng)及其品質(zhì)對干粉砂漿的影響　　7.2.5 粉煤灰品質(zhì)對砂漿強度的影響　　7.2.6 高鈣灰與低鈣灰混摻對砂漿性能的影響　　7.2.7 不同品種商品粉煤灰對砂漿性能的影響　7.3 砂子在粉煤灰砂漿中的要求及其影響　7.4 試驗結(jié)果分析　7.5 外加劑對粉煤灰干粉砂漿的影響　　7.5.1 化學(xué)添加劑對干粉砂漿的影響　　7.5.2 細(xì)分散有機聚合物添加劑對干粉砂漿的影響　　7.5.3 礦物外加劑對干粉砂漿的影響　　7.5.4 幾種激發(fā)劑對粉煤灰干粉砂漿的影響　　7.5.5 溫度對強度的影響試驗　　7.5.6 分析與討論　　7.5.7 幾種早強劑對粉煤灰干粉砂漿早期強度的影響　　7.5.8 試驗結(jié)果分析　7.6 本章小結(jié)8 高摻量粉煤灰砌筑干粉砂漿的配比試驗　8.1 粉煤灰砌筑干粉砂漿配合比的確定　　8.1.1 粉煤灰干粉砂漿性能的試驗　　8.1.2 不同配合比的粉煤灰砂漿性能試驗　8.2 高摻量粉煤灰干粉砂漿砌體力學(xué)性能試驗　8.3 試驗結(jié)果與分析　　8.3.1 試驗結(jié)果　　8.3.2 試驗結(jié)果分析　8.4 高摻量粉煤灰干粉砂漿與傳統(tǒng)砂漿的性能比較　8.5 本章小結(jié)9 系列粉煤灰干粉砂漿性能的研究　9.1 粉煤灰抹灰砂漿　9.2 內(nèi)墻抹面粉煤灰干粉砂漿　9.3 外墻抹面粉煤灰干粉砂漿　9.4 地面耐磨粉煤灰干粉砂漿　9.5 自流平粉煤灰干粉砂漿材料　　9.5.1 自流平粉煤灰砂漿材料　　9.5.2 自流平高強無收縮灌漿料　9.6 粉煤灰瓷磚粘結(jié)劑　9.7 干粉膨脹砂漿　9.8 防水粉煤灰干粉砂漿　9.9 本章小結(jié)10 粉煤灰干粉砂漿的生產(chǎn)應(yīng)用　10.1 推薦粉煤灰砂漿的生產(chǎn)配合比　10.2 粉煤灰干粉砂漿生產(chǎn)技術(shù)要求　　10.2.1 粉煤灰干粉砂漿的原材料要求　　10.2.2 粉煤灰干粉砂漿生產(chǎn)工藝的技術(shù)要求　　10.2.3 應(yīng)用技術(shù)要求　10.3 粉煤灰系列干粉砂漿的操作工藝　　10.3.1 粉煤灰粘結(jié)砂漿的操作工藝　　10.3.2 粉煤灰抹灰砂漿的操作工藝　　10.3.3 粉煤灰砌筑砂漿的操作工藝　　10.3.4 粉煤灰地坪砂漿的操作工藝　10.4 經(jīng)濟技術(shù)分析　　10.4.1 經(jīng)濟效益分析　　10.4.2 社會效益分析　　10.4.3 干粉砂漿在推廣應(yīng)用中存在問題和發(fā)展方向　10.5 本章小結(jié)縮寫詞注釋參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：從表4-3中可看出，莫來石的衍射線強度值隨粉煤灰固化劑摻量的增加而降低，說明莫來石在粉煤灰建筑材料中的含量隨粉煤灰摻量的增加而增加。原始粉煤灰中的晶質(zhì)礦物成分以莫來石為主，在粉煤灰與固結(jié)劑水化反應(yīng)后，莫來石仍然是水化產(chǎn)物的主要晶質(zhì)礦物成分，只是在粉煤灰摻量降低時，莫來石含量有所降低。粉煤灰中的莫來石屬于惰性成分，因此它并未參加水化反應(yīng)，只是簡單地成為膠凝體礦物的一部分。圖4-3至圖4-11是高摻量粉煤灰建筑材料的x射線衍射圖。圖中標(biāo)注了各個衍射峰所代表的晶質(zhì)發(fā)育良好的礦物，其中主要晶體礦物為莫來石。晶體礦物在高摻量粉煤灰建筑材料中只占少量，大量存在的是晶質(zhì)發(fā)育不良的膠凝體礦物。膠凝體礦物作為高摻量粉煤灰建筑材料的主要成分，是高摻量粉煤灰建筑材料宏觀力學(xué)性能的基礎(chǔ)。膠凝體礦物的組成及其特性還需要深入研究。各圖中衍射峰出現(xiàn)的位置相同，峰值不同，說明高摻量粉煤灰建筑材料中的晶體礦物成分和凝膠礦物成分也就不同。

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