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《新型建筑材料》2021年第2期
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本期内容导读
三臂交联型聚羧酸高效减水剂的制备与性能研究
胡聪，周栋梁，舒鑫，杨勇
（高性能土木工程材料国家重点实验室，江苏苏博特新材料股份有限公司）
摘要：以甘油、丙烯酸和甲基烯丙基聚氧乙烯醚为主要原料，通过简单的两步法设计合成了一系列交联程度、分子质量不同的新型三臂交联型聚羧酸高效减水剂（Tri-PCE）和梳状聚羧酸高效减水剂，并采用核磁共振和红外光谱对合成产物的结构进行了表征。净浆和砂浆试验结果表明：与梳形聚羧酸减水剂相比，Tri-PCE的初始分散性及分散保持性略低；在水泥浆中Tri-PCE的吸附量较高，并且饱和吸附量与交联程度正相关；同时，多臂体型的拓扑结构可以有效改善浆体的和易性、增大拌合物的含气量、提高新拌水泥砂浆的工作性能。
关键词：三臂交联；聚羧酸减水剂；合成；和易性
Tri-PCE三臂聚羧酸减水剂的合成技术路线
Comb-PCE和Tri-PCE-2的1H NMR谱
传统梳形与交联PCE的结构示意
促凝组分对掺蔗糖水泥浆体的缓凝消除作用及机理分析
王子明1，陈镇1，庞晓凡2，刘辉3
[1.北京工业大学 材料科学与工程学院；
2.清华大学 水利土木学院；
3.北京市住房和城乡建设科学技术研究所（北京市房屋安全鉴定总站）]
摘要：通过凝结时间、水化热、抗压强度、X射线衍射等测试分析，研究了蔗糖的缓凝作用及其机理，并在掺蔗糖缓凝水泥浆体中分别掺入氢氧化钙、硫酸铝、硝酸钙等3种促凝组分，探讨了促凝组分对掺蔗糖缓凝水泥浆体及水化产物的影响及作用机理。结果显示，蔗糖在一定掺量范围内可以通过吸附和络合作用有效抑制水泥浆体的水化；掺入促凝组分可以不同程度地消除蔗糖对水泥的缓凝作用。掺入硫酸铝可以促进钙矾石的生成，掺入氢氧化钙和硝酸钙均可以为氢氧化钙的结晶提供晶核，并加速C3S的水化；氢氧化钙还可以吸附蔗糖，从而减弱蔗糖的缓凝效果。3种促凝组分中以硝酸钙对蔗糖缓凝的消除作用最为显著。
关键词：蔗糖；促凝组分；水泥水化；凝结时间控制
促凝组分掺量对掺蔗糖水泥浆体水化放热速率的影响
掺入促凝组分后掺蔗糖水泥浆体水化1 d时的XRD图谱
磷-氮-硼系水性聚氨酯阻燃涂料的制备及应用
苏杰，周波，石杨
（四川大学 建筑与环境学院）
摘要：为制备高效、环保的复合型木材阻燃涂料，采用正交试验法，以水性聚氨酯为基料，以木材的热释放速率（HRR）和成碳率为考察指标，对磷-氮-硼系阻燃涂料中的硼酸锌（ZnB）、三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）、空心玻璃微珠（HGB）的用量进行优化。结果表明，ZnB、MPP、HGB的最优用量分别为7.5%、10%、15%。进而对优化后的涂料进行燃烧测试，并对其阻燃机理进行了系统的分析。与原木相比，涂刷阻燃涂料的木材的热释放总量（THR）、总烟雾生成量（TSP）分别减少了29%和49%，残碳量增加了63%。
关键词：磷-氮-硼系阻燃涂料；水性聚氨酯；木材；正交试验；锥形量热；热重分析
不同温度下3＃阻燃涂料热解产物的红外光谱
3组样品燃烧后的数码和SEM照片
室外环境对混凝土墙中轻烧MgO膨胀剂变形的影响
余兰清1，陆加越1，李炜1，邓敏2
（1.高性能土木工程材料国家重点实验室，
江苏苏博特新材料有限公司；
2.南京工业大学 材料科学与工程学院）
摘要：将3种不同活性值（60 s、140 s和220 s）的轻烧MgO膨胀剂（MEA）掺入到混凝土墙中，监测室外条件下混凝土的变形及温湿度，测试净浆中MEA的水化程度，研究室外条件对混凝土墙中轻烧MEA水化变形的影响。结果表明：MEA的水化与变形主要集中在自浇筑到温降结束的早期阶段（0~10 d），膨胀量为100~180 με，并且其早期阶段的膨胀效能取决于活性值和温度的协同影响；而在温降结束后的后期阶段，所有MEA膨胀均明显减缓，膨胀量为30~80 με。春季浇筑条件下MEA-220和MEA-140的后期膨胀能力优于MEA-60，但在夏季浇筑条件下，3种不同活性的MEA后期膨胀均趋于停止。
关键词：工民建工程；混凝土墙；室外条件；轻烧氧化镁膨胀剂；变形
混凝土墙暴露现场照片
(a) 位置1
(b) 位置2
春季浇筑混凝土墙不同位置处MEA水化导致的体积变形
(a) 位置1
(b) 位置2
夏季浇筑混凝土墙不同位置处MEA水化导致的体积变形
左权铁尾矿在混凝土中的研究与工程应用
刘震1，周明凯1，陈潇1，温郁斌2，欧阳贞祥2
（1.武汉理工大学 硅酸盐建筑材料国家重点实验室；
2.山西路桥建设集团左涉公司）
摘要：山西省左权县地区铁尾矿填埋堆存量大，利用率低、严重污染环境。对该地区铁尾矿和传统石灰岩制备的砂石集料基本性能及其配制不同强度等级混凝土的性能进行研究。结果表明：铁尾矿制备的砂石集料基本性能均符合GB/T 14685—2001《建筑用卵石、碎石》和GB/T 14684—2011《建筑用砂》要求，且力学性能优于石灰岩集料；在配制的4种强度等级混凝土中，用复合砂（20%铁尾矿细砂掺量）替代单一石灰岩机制砂作为细集料可有效提高混凝土的工作性能和力学性能；用铁尾矿石替代石灰岩碎石作为粗集料可显著提高混凝土的抗压和抗折强度。
通过铁尾矿水泥混凝土的实验室研究，左涉项目公司在工程现场分别选用C25、C30两种强度等级铁尾矿混凝土进行了部分桩基的浇筑和所有路基挡土墙的浇筑。浇筑现场下图（a）所示，桩号为左涉故驿互通A匝道1号大桥4-1桩基。工程沿线水道旁边设置的路基挡土墙经过试验验证之后也进行了大量的工程应用，经检测，用于路基挡土墙浇筑的铁尾矿水泥混凝土7d龄期抗压强度达到29.2MPa，远超过设计强度25MPa。目前为止，用于挡土墙浇筑的铁尾矿水泥混凝土用量已经达到12万m3以上，已经浇筑完成的路基挡土墙下图（b）所示。
铁尾矿代替传统石灰岩作为混凝土集料，不仅使得水泥混凝土的工作性能和力学性能均有所改善，而且同时节约了大量的工程成本。根据调查，工程当地的石灰岩石料的出场价格接近100元/t，而铁尾矿经过破碎，分选加工出的集料成本在40元/t左右。根据混凝土配比和混凝土试验过程中可以算出每方混凝土所用铁尾矿集料在1t左右，因此每方铁尾矿水泥混凝土相比于石灰岩水泥混凝土可节约成本60元以上，就目前来看，仅仅用于路基挡土墙浇筑的铁尾矿水泥混凝土已经产生了将近600万元的成本节省，大大降低了工程成本，具有很好的经济效益和社会效益。
(a)桩基浇筑现场
(b)路基挡土墙
铁尾矿混凝土的工程应用
C100机制砂超高强高性能混凝土隧道衬砌管片的研制
王勇
（贵州省建筑材料科学研究设计院有限责任公司）
摘要：利用机制砂配制C100超高强高性能混凝土隧道衬砌管片，通过对隧道衬砌管片混凝土的原材料进行优选，并进行混凝土配合比优化设计，成功研制出28 d抗压强度达到130 MPa机制砂超高强高性能混凝土隧道衬砌管片，将衬砌管片厚度减薄80 mm后，其各项性能指标符合隧道预制混凝土衬砌管片质量要求。该研究成果可大幅度节约隧道衬砌管片混凝土用量、延长衬砌管片的使用寿命，对促进可持续发展和高质量具有重要意义。
关键词：C100；机制砂；超高强；高性能混凝土；隧道衬砌管片
浇筑中的C100超高强混凝土管片
吊装中的C100超高强高性能混凝土管片
采用蓄水养护的C100超高强高性能混凝土隧道衬砌管片
透水混凝土抗堵塞性能研究
韦万峰1，2，3，熊剑平1，2，3，周胜波1，2，3，禤炜安1，2，3，谢政专1，2，3
（1.广西道路结构与材料重点实验室；2.广西交科集团有限公司；
3.高等级公路建设与养护技术、材料及装备交通运输行业研发中心）
摘要：采用自制变水头试验装置测试混凝土的透水系数，分析了空隙率与透水系数的关系。通过设计堵塞试验，研究了不同粒径堵塞物对混凝土堵塞的影响规律及具有黏性的黄泥对混凝土的堵塞进程。结果表明：空隙率与透水系数间存在高度的线性关系；当面临同样尺寸的堵塞物时，不同空隙率混凝土的抗堵塞能力存在差异，15%空隙率混凝土的堵塞物敏感粒径为0.15~0.3 mm、0.3~0.6 mm，20%、25%空隙率混凝土的堵塞物敏感粒径为0.3~0.6 mm、0.6~1.18 mm；全级配砂砾对不同空隙率的混凝土堵塞都较严重，黄泥等具有黏性的堵塞物会导致透水混凝土的快速堵塞。
关键词：透水；混凝土；堵塞；道路工程
不同空隙率混凝土的堵塞情况
黄泥对透水混凝土堵塞进程的影响
钢结构表面轻质底层抹灰石膏拉伸粘结强度试验研究
陈勇敢1，姜民1，钱晓倩2，胡立黎1
（1.杭萧钢构股份有限公司；2.浙江大学 建筑工程学院）
摘要：轻质底层抹灰石膏具有良好的防火保温性能，与钢结构复合时，由于钢基层致密不吸水，其与钢基层交接面较难干燥，会导致二者之间粘结强度较低，为此，以夏季杭州地区为例，开展了轻质底层抹灰石膏在钢结构表面含水率下降规律及不同含水率下与钢结构的拉伸粘结强度试验研究。结果显示，轻质底层抹灰石膏经过5~8 d，含水率降低到10%以下，最终稳定在3%~5%；轻质底层抹灰石膏含水率大于20%时拉伸粘结强度较小，含水率在10%~20%时拉伸粘结强度为0.1 MPa左右，含水率小于10%时，拉伸粘结强度平均值在0.3 MPa以上。
关键词：轻质底层抹灰石膏；含水率；拉伸粘结强度；钢结构
圣戈班、龙牌和来宝得石膏含水率随时间变化
圣戈班轻质底层抹灰石膏含水率与拉伸粘结强度的关系
龙牌轻质底层抹灰石膏含水率与拉伸粘结强度的关系
利用选铁尾矿及铁矿副产品制备土壤调理剂关键技术及应用研究
陈贤树1，曲生华1，张琼琼1，解鹏洋1，岳文龙2
（1.中国新型建材设计研究院有限公司；
2.安徽金日晟矿业有限责任公司）
摘要：通过对选铁尾矿及其副产品进行矿物学分析，在调研当前土壤调理和修复技术产品的基础上，进行矿物组成复配和活化试验研究，成功制得土壤调理剂产品。田间作物效应试验结果证明了土壤调理剂的改酸增产提质效应，为土壤调理剂配方优化、功能多样化和剂型系列化研发生产提供了依据。
关键词：选铁尾矿；副产品；土壤调理剂；田间作物
土壤调理剂研发技术路线
土壤调理剂成品制备工艺流程
碱激发粉煤灰固化/稳定化铬污染土壤的研究
田平1，武双磊2，刘浩2，刘磊1，陈胡星2
（1.浙江卓锦环保科技股份有限公司；
2.浙江大学 材料科学与工程学院）
摘要：通过无侧限抗压强度和铬浸出毒性试验，研究了碱激发粉煤灰胶凝材料与FeCl2对铬污染土壤（CCS）的固化/稳定化效果。结果表明：随碱激发粉煤灰掺量增加，CCS固化体强度提高，Cr6+和总Cr浸出浓度则下降，但仍保留较高的浓度；FeCl2显著降低CCS的Cr6+和总Cr浸出浓度。碱激发粉煤灰胶凝材料和FeCl2复合固化/稳定化CCS，可使CCS同时具有较高的强度和较低铬浸出浓度，28 d无侧限抗压强度近10 MPa，Cr6+和总Cr浸出浓度低至0.5、1.0 mg/L以下，是一种潜在的资源化利用CCS的方法。
关键词：碱激发粉煤灰；铬污染土壤；铬浸出浓度；强度
粉煤灰掺量对CCS固化体铬浸出浓度的影响
养护温度对CCS固化体铬浸出浓度的影响
FeCl2掺量对铬浸出浓度的影响
耐水型聚氨酯注浆材料性能研究及工程应用
潘友强1，詹从明1，李款2，陈李峰1
（1.江苏中路工程技术研究院有限公司；
2南京航空航天大学 土木工程系）
摘要：对比了耐水型聚氨酯注浆材料与普通聚氨酯注浆材料在不同含水量下的发泡倍率、拉伸性能及压缩性能，分析了无水条件下2种注浆材料的粘结性能及耐久性。结果表明，当普通聚氨酯注浆材料含水量为1%时，其发泡倍率高达15倍，容易造成路面顶起；而耐水型聚氨酯注浆材料含水量达20%时，发泡倍率仅为2.8倍；在含水量为0时，耐水型聚氨酯注浆材料的粘结性能优于普通型聚氨酯注浆材料。实际工程应用表明，耐水型聚氨酯注浆材料能够适应不同含水量的路面基层注浆需求，经耐水型聚氨酯注浆材料注浆处治后，现场取芯完整率达到87.8%。
关键词：注浆修复；耐水型聚氨酯；发泡；粘结性能
（a）耐水型聚氨酯
（b）国产聚氨酯
（c）进口聚氨酯
水泥砂浆粘结测试断裂面
（a）注浆前
（b）注浆后
注浆前后路面裂缝雷达探测谱图
现场取芯效果
水工建筑物填缝材料止水性能试验研究
李翠玲1，2，3，蒋冬阳1，2，3，蒋学行1，2，申红旗1，2
（1.河南省水利科学研究院；
2.河南省水利工程安全技术重点实验室；
3.河南省科达水利勘测设计有限公司）
摘要：利用研发的水工建筑物填缝材料止水性能测试装置，进行不同填缝密封材料及填缝深度、填缝宽度等的对比试验，研究不同的填缝材料及填缝结构形式的止水效果。研究结果表明：填缝深度越深，止水性能越好；支撑材料为硬泡沫板时止水性能好于软泡沫板；拉伸宽度越大止水性能降低；材料力学性能越高止水效果越好。
关键词：伸缩缝；止水性能；填缝材料；填缝结构
1-压力罐；2-缓冲罐；3-抽水泵；4-水箱
止水性能测试装置
建筑用双组分环氧隔热腻子的制备
程承1，赵洋2，赵双1，夏跃攀3，孙微微1
（1.西南林业大学 土木工程学院；
2.黄冈高新区管委会规划建设局；
3.云南建投第一水利水电建设有限公司）
摘要：针对混凝土因温度应力易产生裂缝、发生碳化反应等使结构耐久性降低的问题，实验室制备了双组份环氧隔热腻子。以批刮性能为指标确定环氧腻子的配比并研究材料组成、厚度对试件降温隔热效果的影响以及涂刷环氧腻子后的耐久性能。结果表明：隔热效果随空心玻璃微珠和腻子粉用量的增加而增加，当m（树脂）∶m（空心玻璃微珠）∶m（腻子粉）=1∶0.1∶1.5时，可降低温度6.4 ℃；掺加树脂质量0.5倍的钛白粉可降低温度13.1 ℃；涂刷环氧腻子后混凝土具有良好的抗冻性能和抗碳化性能。
关键词：环氧隔热腻子；批刮性能；耐久性
河道淤泥制备免烧砖试验研究
俞毅1，方丽春2，张凯3，应晓猛1，祝志雄1
（1.浙江省建筑材料科学研究所有限公司；
2.浙江红狮水泥股份有限公司；3.浙江青龙山建材有限公司）
摘要：将河道淤泥替代石硝并外掺一定量的磷石膏制备免烧砖，研究了免烧砖的含水率、吸水率、密度、收缩率、软化系数、抗压强度、抗冻性等性能，分析河道淤泥与磷石膏掺量对免烧砖性能的影响。研究表明：河道淤泥掺量为18%时，免烧砖的各项性能均有所提高，磷石膏的掺入会影响免烧砖的性能，但控制一定量后，可符合GB/T 21144—2007《混凝土实心砖》的要求。
关键词：河道淤泥；磷石膏；免烧砖；性能研究
河道淤泥免烧砖外观形态
外掺磷石膏免烧砖外观形态
不同河道淤泥掺量免烧砖冻融循环后表观形态
不同磷石膏掺量免烧砖冻融循环后表观形态
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