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本论文基于水利部公益性项目“黄河泥沙资源利用成套技术研发与示范(201501003)”,与黄河水利委员会黄河水利科学研究院一同负责“利用黄河泥沙制作防汛石材固结胶凝技术研究”部分。利用黄河泥沙制作黄河防汛石材,既能缓解黄河下游的防洪压力,又能满足沿黄地区的经济发展需求,具有重大的经济和社会效益。本文通过分析郑州花园口处黄河泥沙和焦作孟州处黄河泥沙的物理化学性质,采用碱激发的方法对其改性,并掺入粒化高炉矿渣粉(以下简称“矿粉”)、红色煤泥、黑色煤泥等掺合料,制备90天抗压强度大于10MPa的防汛石材；同时,借助XRD、红外光谱、SEM等微观测试技术,对改性黄河泥沙复合胶凝材料的抗压强度增强机理进行深入探索。主要研究内容包括：利用不同掺量的Ca(OH)2分别对郑州花园口处黄河泥沙和焦作孟州处黄河泥沙进行碱激发改性,结果表明：利用Ca(OH)2改性黄河泥沙后,其抗压强度有明显提高,在一定范围内,随着Ca(OH)2掺量的增加,同龄期的试块抗压强度增长幅度也越来越大；XRD、TG-DTG及SEM测试结果表明,利用Ca(OH)2对黄河泥沙改性后,反应产物主要是无定型胶凝物质和CaCO3。分别单独利用Ca(OH)2与NaOH对黄河泥沙/矿粉复合胶凝材料进行激发改性,再通过复掺Ca(OH)2和NaOH的方式激发改性黄河泥沙/矿粉复合材料,并研究其不同养护条件下的抗压强度变化趋势。结果表明：在利用Ca(OH)2对黄河泥沙/矿粉复合材料进行激发改性时,其抗压强度基本随着Ca(OH)2掺量的增加而增加；随着龄期增长,改性黄河泥沙/矿粉复合胶凝材料的抗压强度也呈增长趋势,当Ca(OH)2掺量大于5%时,试块90天抗压强度均大于13MPa,符合防汛石材90天抗压强度大于10MPa的要求。在利用NaOH对黄河泥沙/矿粉复合材料进行激发改性时,其早期抗压强度增长迅速,当NaOH掺量大于3%时,其抗压强度呈劣化趋势。在复掺Ca(OH)2与NaOH对黄河泥沙/矿粉复合材料进行激发改性时取得了良好的试验效果,试块早期抗压强度增长较快,而且后期并未出现抗压强度劣化情况,泛碱情况也得到了改善,当NaOH掺量为0.5%,Ca(OH)2掺量为5%或7.5%时,试块抗压强度在28天就达到了10MPa,并且在28天以后抗压强度稳定保持大于1 0MPa的水平。分别利用Ca(OH)2和NaOH对黄河泥沙/黑色煤泥复合材料进行激发改性,结果表明：改性黄河泥沙/黑色煤泥复合胶凝材料的抗压强度随Ca(OH)2掺量的增多而呈增长趋势,但其抗压强度随龄期增长的变化并不明显,甚至呈倒缩趋势。在利用NaOH对黄河泥沙/黑色煤泥复合材料进行激发改性时,泛碱严重。分别利用Ca(OH)2、NaOH对黄河泥沙／红色煤泥复合材料进行激发改性,结果表明：在利用Ca(OH)2对黄河泥沙／红色煤泥复合材料进行激发改性时,其抗压强度随Ca(OH)2掺量的增加而增长。该复合材料的早期抗压强度增长较快,但常温养护28天以后抗压强度基本不再增长。其反应产物中除了凝胶状物质,还有钙矾石。为了改善其抗压强度,加入少量的NaOH及石膏后,其抗压强度有明显提高,当二水石膏掺量为7.5%,NaOH掺量为0.2%,Ca(OH)2掺量为5%时改性黄河泥沙／红色煤泥试块的抗压强度达到峰值,养护90天时抗压强度达到14.4MPa。