混凝土中添加矿渣粉的强度特性研究
磷化工废渣特性及其在水泥中的应用研究
磷化工废渣特性及其在水泥中的应用研究武汉理工大学硕士学位论文磷化工废渣特性及其在水泥中的应用研究姓名：陈永忠申请学位级别：硕士专业：建筑材料与工程指导教师：龙世宗20070601武汉理工大学硕士学位论文中文摘要我国磷化工业发展迅速，每年排放几千万吨磷渣和磷石膏没有很好利用，已成为影响该行业可持续发展的一大障碍。
本文针对磷渣和磷石膏在水泥和混凝土中利用存在的凝结时间长、活性低等问题开展研究。
在磷渣活性激发的研究中，通过实验采用化学激发的方法，确定了最佳激发方案及大掺量磷渣硅酸盐水泥的配料方案；而在磷石膏的改性研究中，采用将可溶磷固化技术、成球加工技术使之符合水泥厂用作水泥调凝剂的要求。
同时运用x射线衍射仪、等离子发射光谱仪等现代分析测试手段，检测物质的组成和结构，阐述其作用机理。
研究结果表明，通过化学激发磷渣，可以大幅度提高其活性，在磷渣细度350m2／kg、掺量40％情况下，可以生产32．5强度等级磷渣硅酸盐水泥，其3d和28d强度可以赶上或超过相同细度、掺量的矿渣硅酸盐水泥；激发剂最佳因素水平组合为A282Cl。
研究还表明：微量的可溶磷酸盐对硅酸盐水泥有很强的缓凝作用，而难溶磷酸盐的缓凝作用不明显；分别采用A和B两种碱性物质对磷石膏改性，结果表明，A改性效果优于B。
磷石膏改性最佳流程为：采用6％的A对磷石膏改性成球球径15Illm左右，然后在140℃干燥处理15分钟，改性磷石膏球抗压强度能达到4MPa,其作为水泥缓凝剂与天然石膏性能相当，该处理方法经济使用，能满足实际生产要求。
关键词：磷石膏，磷渣，化学激发，磷渣硅酸盐水泥，调凝剂武汉理工大学硕士学位论文AbstractWi血the of tonsofrapidlydevelopmentphosphorousindustry,millionsfromthis andbyproductsproduced sector,phsphogypsumphosphorousslag PS ，ale notutilized becomesthemainobstaclethesustainableproperly，which affectingadvancementoftheindustry．Inthis iscarriedoutbasedonthe thatstudypaper,the problemsphsphogypsumand Callresultin timeandloweractivationwhensh90'S1phosphorous longersettingusedincgnlentandeoneret．Onthe ofPS mostsuitable ofchemicalstudy activiation，the compoundtheactivationismadeand PSat contentisphosphorousslagcement PSC withhi曲erthe ofchemicalthecour跎ofthe onpracticedbyusingwayactivation．During studymodificationof of thesolublephosphogypsum，thetechnologymakingphosphatesasinsolubleand a托testedtomeetthe ofprocessingsphericity requirementsbeingretarder．Some and suchasmodem diffractioninanalyzingtestingwaysX-raysourceasforatomicemssionqualitative XRD ，inductivelyplasmatheformusedtodetectandstructureofmaterialsandtospectrometry ICP-AES alemakecommentsonmechanism．processThemsults thatPSisactivated ofshow by the chemicalgreatlyusingwaycanbePSC with PSatcontentofactivation,32．5produced350m2／kg 40％，thereachOr theat and ofthePSCcan P??Swiththe 盛qnxes订ength surpass3days28dayssurfacecontent．Themostsuitablefactor ofand combinationactivationspecificadditiveisA282CI．ofTheresearchindicatesasmall soluble havequantity phosphatessignificant retardationeffecton samecontentofcement,whilethe insoluble havephosphates lessretardation the wimtwoalkalieffect．Bymodilyingphosphogypsumsubstances,Aand Aisresultsshow betterthanB．ThesuitableB，respectively，thegeneralmodificationon asthewimprocessphosphogypsumfollows：modifyphosphogypsumAatthecontentof6％．thenextrudeitinto thediameterof15sphericity埘t1111武汉理工大学硕士学位论文millimeters itfor at15minutesthe ofapproximately，finallydrytemperature140" 2．Themodified ballscallholdtheimumphosphogypsumcompressiveasmuchas andhave4MPa thesame when strength peffb皿锄ce硒retarder comparedwithnatulalthe is andcanmeet theneedsofrealisticgypsum,theprocesspracticalproduction．Keywords：phsphogypsum,phosphorousslags，chemicalactivation，phosphorousslagcement,retarderIll此页若属实．请申请人及导师签名。
水泥及掺合料对混凝土强度的影响
水泥及掺合料对混凝土强度的影响随着我国大规模建设基础设施，水泥混凝土研究与应用技术得到较快发展。
而掺合料是现代混凝土必不可少的重要组成之一，开发新型高效的掺合料以满足现代混凝土的发展与需求，已成为水泥混凝土研究的一个重要内容。
本文主要对水泥及掺合料对混凝土强度的影响进行了分析探讨。
一、水泥1、硅酸盐水泥熟料凡由硅酸盐水泥熟料，6%—15%混合材料，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥。
掺活性混合材料的，最大掺量不超过15%，其中允许用不超过水泥含量5%的窑灰或不超过水泥质量20%的非活性混合材料代替。
水泥的质量取决于水泥熟料的质量，水泥熟料的质量，取决于各熟料成份之间的比例。
熟料的化学成分如下：硅酸三钙C3S 含量37%—60%硅酸二钙C2S 含量15%—37%铝酸三钙C3A 含量7%—15%铁铝酸四钙C4AF 含量10%—18%各种熟料矿物成分：单独与水作用时，表现出来的特性：混凝土硬化速度：C3A最快，C3S、C4AF较快C2S较慢强度：C3S最高，C2S早期强度低，后期强度高C3A、C4AF强度低28天水化放热：C3A最大，C3S大，C4AF中等，C2S较小一般情况下C3S含量的多少，代表着一个水泥厂的生产水平，也代表着水泥质量的好坏。
一般情况下C3S在最初28天内，对水泥强度起决定性作用，C2S 在大约28天之后才发挥作用，大约1年之后与C3S的作用相等，C3A在1—3天或稍长时间，对水泥强度起有宜作用，以后可能使水泥石的强度降低。
不同厂家、不同原料、不同工艺，其水泥熟料的成分比例都不一样，因而其反应的快慢、放热以及强度也就不一样。
2、石膏在水泥中的作用一般水泥熟料磨成细粉与水相遇会很快凝结，无法施工，掺加适量的石膏（大约3%），可调节凝结时间，同时提高早期强度，降低干缩。
一般认为C3A在石膏、石灰的饱和溶液中反应生成溶解度极低的钙矾石，这些凌柱状的小晶体长在水泥的表面上，成为一层薄膜，封闭水泥组分的表面，阻止水分子及离子扩散，从而延缓了水泥颗粒特别是C3A的继续水化。
混凝土中掺入大理石粉对力学性能影响的研究
混凝土中掺入大理石粉对力学性能影响的研究1. 引言混凝土是一种普遍使用的建筑材料，其强度和耐久性对于建筑结构的稳定性至关重要。
近年来，研究人员开始探索掺入不同类型的材料以改善混凝土的性能。
其中一种备受关注的掺合料是大理石粉。
本文将深入研究掺入大理石粉对混凝土力学性能的影响，并提供对于这个主题的观点和理解。
2. 大理石粉对混凝土的影响2.1 抗压强度研究表明，适量掺入大理石粉可以显著提高混凝土的抗压强度。
大理石粉的细粒特性填补了混凝土颗粒之间的空隙，使得混凝土更加致密。
大理石粉的颗粒形状和表面特性有利于增强水泥石胶体的结构，提高混凝土的内聚力和强度。
在适当的掺入比例下，混凝土的抗压强度会显著提高。
2.2 抗拉强度掺入大理石粉对混凝土的抗拉强度也有一定的影响。
大理石粉的颗粒形状可以起到增强混凝土拉伸区域的作用，从而提高混凝土的抗拉强度。
大理石粉对水泥水化产物的产生和分布也有影响，进一步改善了混凝土的力学性能。
然而，需要注意的是，过量掺入大理石粉可能导致混凝土的脆性增加，降低其抗拉强度。
2.3 抗冻融性能混凝土的抗冻融性能是评价混凝土耐久性的一个重要指标。
研究表明，适量掺入大理石粉可以改善混凝土的抗冻融性能。
大理石粉的细粒特性可以填充混凝土孔隙，减少冻融循环中的水分进入和扩散，从而降低冻融损伤。
大理石粉对水泥水化产物的形成也有利于提高混凝土的抗冻融性能。
3. 观点和理解根据对混凝土中掺入大理石粉对力学性能影响的研究，可以得出以下观点和理解：适量掺入大理石粉可以显著提高混凝土的抗压强度和抗拉强度。
大理石粉填补了混凝土颗粒间的空隙，增强了混凝土的致密性，改善了水泥石胶体的结构，提高了混凝土的内聚力。
掺入大理石粉有助于改善混凝土的抗冻融性能。
大理石粉填充混凝土孔隙并促进水泥水化产物的形成，减少了冻融循环中水分的进入和扩散，从而降低了冻融损伤的风险。
然而，需要注意的是，过量掺入大理石粉可能会导致混凝土的脆性增加，降低其抗拉强度。
铁尾矿混凝土应用特性试验研究
铁尾矿混凝土应用特性试验研究张建林;韩显松【摘要】随着矿产资源的大量开发,选矿过程中不断产生尾矿,因其排放量大、利用率低的特点,造成了一系列环境和经济问题,如何提高尾矿利用率已成为世界范围内的课题.提出用铁尾矿代替常规细骨料配制混凝土,变废为宝.将原始铁尾矿进行筛分,按照粒径分布分级代替普通砂作为新细骨料配制混凝土,测试其和易性、抗压强度以及耐久性,并与普通混凝土作对比,实验结果表明,铁尾矿部分或全部代替普通砂作为细骨料配制的混凝土与普通混凝土相比,坍落度降低,抗压强度有所提高,耐久性基本保持不变.为此,铁尾矿完全代替普通砂作为细骨料配制混凝土技术上是可行的,工程性质有所增益,可以在建筑工程中推广使用.【期刊名称】《西安科技大学学报》【年(卷),期】2015(035)003【总页数】5页(P381-385)【关键词】铁尾矿;混凝土;抗压强度;耐久性【作者】张建林;韩显松【作者单位】长安大学基建处,陕西西安710064;陕西宝汉高速公路建设管理有限公司,陕西宝鸡721013【正文语种】中文【中图分类】TU528.59铁尾矿是在铁精矿生产时产生的主要固体废弃物，也是选出铁矿石精矿后剩余的主要固体废料。
为了适应钢铁工业的迅速发展，铁矿石的开采量在不断增加，选矿厂排出的尾矿量也日益增多。
目前，我国累计一年生产尾矿达70多亿t，其中铁尾矿占全部尾矿的1/3左右，但是我国的尾矿综合利用率却只有20%左右。
大量尾矿只能采用堆放或填埋的形式来处理，这不仅浪费大量的矿产资源，挤占大量土地，同时也造成了严重的环境污染［1-3］，严重制约了矿产业及钢铁工业的高速发展。
面对堆积的大量尾矿给矿业环境及经济所带来的问题以及矿场和钢铁行业的可持续发展，必须提高尾矿资源的综合利用率，而进行尾矿的二次利用是解决尾矿问题的根本出路。
国外对铁尾矿的综合利用非常重视，许多发达国家在铁尾矿中回收有价金属与非金属元素，对尾矿进行再利用制作建筑材料，将尾矿磁化作为土壤的改良剂以及复垦尾矿库等［4-5］，尾矿的综合利用率达到60%以上。
混凝土中掺和料的种类及掺量标准
混凝土中掺和料的种类及掺量标准一、前言混凝土是建筑结构中常用的一种材料，它的质量和性能直接关系到建筑物的耐久性和安全性。
为了提高混凝土的力学性能和耐久性，常常需要在混凝土中添加一定量的掺和料。
掺和料的种类和掺量标准对混凝土的性能有很大影响，因此需要制定科学合理的标准来指导混凝土掺和料的选择和使用。
二、掺和料的种类1. 矿物掺合料矿物掺合料是指那些能够与水硬化的非金属矿物材料，如矿渣粉、煤矸石粉、粉煤灰等。
这些矿物掺合料可以在适当的掺量下，改善混凝土的力学性能，提高混凝土的抗裂性和耐久性。
2. 化学掺合料化学掺合料是指那些能够与水反应生成水化产物，从而改善混凝土性能的物质，如磷酸盐、硅酸盐、膨胀剂等。
这些化学掺合料可以在适当的掺量下，改善混凝土的流动性、强度和耐久性。
3. 有机掺合料有机掺合料是指那些能够与水或水泥反应、或能够通过表面活性剂作用改善混凝土性能的物质，如聚羧酸类掺合料、聚醚类掺合料等。
这些有机掺合料可以在适当的掺量下，提高混凝土的流动性、强度和耐久性。
三、掺和料的掺量标准1. 矿物掺合料掺量标准（1）矿渣粉：矿渣粉的掺量应根据其化学成分、粒度组成、硬化时间和强度等特性综合考虑，一般不超过50%。
（2）煤矸石粉：煤矸石粉的掺量应根据其化学成分、粒度组成、硬化时间和强度等特性综合考虑，一般不超过20%。
（3）粉煤灰：粉煤灰的掺量应根据其化学成分、粒度组成、硬化时间和强度等特性综合考虑，一般不超过30%。
2. 化学掺合料掺量标准（1）磷酸盐：磷酸盐的掺量应根据其化学成分、水化产物的形成及其对混凝土的影响等因素综合考虑，一般不超过5%。
（2）硅酸盐：硅酸盐的掺量应根据其化学成分、水化产物的形成及其对混凝土的影响等因素综合考虑，一般不超过10%。
（3）膨胀剂：膨胀剂的掺量应根据其性质、混凝土的使用要求等因素综合考虑，一般不超过5%。
3. 有机掺合料掺量标准（1）聚羧酸类掺合料：聚羧酸类掺合料的掺量应根据其分子量、羧基含量、表面活性剂含量等因素综合考虑，一般不超过2%。
粉煤灰对混凝土性能的影响
1、粉煤灰对混凝土和易性的影响在优质（如I级）粉煤灰中大量的微型颗粒对混凝土中较大颗粒骨料之间的啮合产生润滑作用，减少用水量，一般优质灰可减少用水量5％～8％：另一方面由于粉煤灰的密度较低（只相当水泥密度的2/3）在用等量取代水泥时，掺加粉煤灰后混凝土体积中胶凝材料增加，从而增大了混凝土的塑性。
由于优质粉煤灰具有减水作用，使用水量降低，同时，粉煤灰中微型颗粒填充混凝土的内部孔隙，从而改善混凝土内部结构，进而使混凝土内部的原先相互连通的孔隙被其阻隔，内部自由水不易流动，泌水性能得到改善，而富有粘聚性，提高混凝土搅拌过程中的各项性能，这种性能的提高尤其适用于混凝土用于泵送运输方式。
混凝土泵送运输情况下，掺入一定比例的粉煤灰，可以有效提高混凝土的可输送性，节省混凝土中的水泥用量，并一定程度上对泵送机械起到保护作用。
2、粉煤灰对混凝土含气量的影响混凝土工程中掺入粉煤灰会导致混凝土中含碳量增加，进而引起混凝土搅拌过程中含气量的降低，比如在碾压混凝土中由于粉煤灰掺量较多，往往使要达到一定要求含气量，必须掺加比普通混凝土多数倍的引气剂用量。
由于粉煤灰有一定的缓凝作用，混凝土掺加粉煤灰后，会增长混凝土的凝结时间，粉煤灰掺量越大，混凝土凝结时间越长。
3、粉煤灰对混凝土强度的影响粉煤灰火山灰效应和减水效果是粉煤灰影响混凝土强度的两个决定性因素。
粉煤灰品质越好，其减水效果越明显，在某些一定的和易性和胶材用量条件下，减水意味着减小水胶比，有利于提高强度。
由于水泥的胶凝性比粉煤灰的胶凝性高，所以粉煤灰需要在催化剂的作用下产生二次水化反应。
因此，混凝土在掺入粉煤灰后会出现早期混凝土强度提升缓慢，后期提升快的特点。
掺加粉煤灰混凝土的3，7d 强度低于不掺的混凝土，但是到了90d，粉煤灰的水化反应加快，可能接近或达到不掺粉煤灰的混凝土。
随着龄期延长，粉煤灰的活性发挥更快些，到180d就有可能超过不掺粉煤灰的混凝土。
水工混凝土工程中，利用掺入粉煤灰后混凝土后期强度提升快的特点，可以有效提高和改善混凝土的各项性能。
用于水泥和混凝土中的钢渣粉国家标准
用于水泥和混凝土中的钢渣粉国家标准《钢铁渣粉》国家标准编制说明1 前言钢铁渣（钢渣和高炉矿渣）是钢铁厂冶炼钢铁产生的副产物，约为钢产量的30%~40%和12%~15%。
近年来随着我国钢铁工业的迅猛发展，钢铁渣产生量也逐年增加。
二者综合利用率、基本性质和利用途径存在较大差异：高炉矿渣综合利用率约77%，水淬后主要矿物组成为硅铝质玻璃体，具有较好的潜在水硬性，可磨细作水泥混合材和混凝土掺合料；钢渣综合利用率约22%，主要矿物组成为过烧硅酸三钙和硅酸二钙、橄榄石、蔷薇辉石、RO 相等，主要用途是作道路材料、工程回填材料、建材制品、磨细作水泥混合材和混凝土掺合料等。
钢渣磨细作水泥混合材和混凝土掺合料是钢渣高价值资源化利用的主要途径，但由于活性较低、制备成本较高等原因制约了钢渣粉的推广应用。
钢铁渣均为钢铁企业产生的工业废渣，将二者协同制备高性能建筑材料具有无可比拟的优势，且二者混合使用也具有以下特点：改善单掺矿渣粉带给混凝土的易泌水、离析，利用钢渣粉的微膨胀特性减少大掺量矿渣粉带给混凝土的收缩大、易开裂的缺点等。
另外协同制备钢铁渣粉也可以帮助钢铁厂解决钢铁渣“零排放”的环保压力。
其实早在上世纪七八十年代我国生产钢渣矿渣水泥时即开始了钢铁渣的混合使用工作，但由于是采取钢铁渣和熟料、石膏等混合粉磨的方式制备水泥，各种物料难以磨至理想的细度（熟料一般需磨至300m2/kg以上，而钢铁渣需磨至400m2/kg 以上），因此所制备的钢渣矿渣水泥强度难以满足施工要求。
进入二十世纪以来，各种新型高效粉磨设备如立磨、卧式辊磨等的出现，使得高效低耗制备钢渣粉和矿渣粉成为现实，可以为水泥和混凝土生产企业提供细度合适和活性良好的钢铁渣粉。
2 任务来源和前期工作2008年国家标准化管理委员会在“2008年资源节约与综合利用、安全生产等国家标准”标准制定计划中列入《钢铁渣粉》国家标准。
根据国标委综合[2008]168号文要求，由中冶建筑研究总院有限公司负责制定，项目编号为20083323-T-605。
粉煤灰对混凝土性能的影响和工程应用
粉煤灰对混凝土性能的影响和工程应用摘要：经济的发展，社会的进步推动了我国综合国力的提升，也带动了工程建设的步伐。
粉煤灰是煤燃烧后的固体废渣，主要来自火力发电，它会破坏生态环境，因此早在上世纪20年代国外一些学者开始了对粉煤灰的研究和利用。
我国混凝土在粉煤灰的利用率上还有上升空间，在混凝土中利用粉煤灰不仅能够保护生态环境，还能生产出绿色高性能混凝土，具有较好的生态效益和社会效益。
本文主要对粉煤灰对混凝土性能的影响和工程应用进行论述，详情如下。
关键词：粉煤灰；混凝土性能；影响；工程应用引言粉煤灰是燃煤火力发电过程中，细磨煤在1200～1700℃的燃煤炉中燃烧后产生的主要燃烧残留物，它是由原料煤中存在的各种无机和有机成分产生的。
高温燃烧过程中的不可燃物质发生熔融、冷却等变化，最终形成玻璃态的球形颗粒。
最后，这部分颗粒（粉煤灰）会在烟气排出前被静电除尘器、布袋除尘器或旋风分离器等清洁设备捕获收集下来。
粉煤灰颗粒物主要物质是主要由碎煤炭块料在高温炉中缓慢燃烧并凝固分解时缓慢燃烧后产生热量形成的细颗粒状碎末,主要矿物组成也是主要随碎煤炭颗粒物在高温中燃烧所产生能量时有机物、水分逐渐丢失而所逐渐形成的颗粒灰分。
当初燃烧后形成时的大颗粒粉煤灰块在较低温空气介质条件中在进行高温快速的氧化及冷却的反应分解时,会慢慢氧化并形成了一些颜色规则而均匀的且颗粒较少致密且坚硬致密的块状固体物质。
粉煤灰产品的年最终综合产量达到多少是与劣质原煤及其自身产品的燃烧自然燃烧变质及氧化还原程度等之间都有占相当或者很大一定比例上的正函数关系,变质或缺氧等程度都相对越高的劣质煤在通过高温燃烧自然分解而形成的优质的粉煤灰成品中的有机碳含量相对则将会相对变得相对越低。
煤炭在锅炉中燃烧后有两种固态残留物――灰和渣。
煤炭经磨细吹入锅炉中迅速燃烧,形成粉煤灰和炉渣,粉煤灰主要经电场静电除尘器收集下来,经仓泵输送至储灰库,而颗粒较大或呈块状的炉渣,则掉入炉底沉渣池,经捞渣机输送至脱水仓,经脱水后排出。
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混凝土中添加矿渣粉的强度特性研究
一、研究背景
混凝土是建筑工程中最常用的材料之一，其强度是保证工程质量的重
要因素之一。
近年来，随着环保理念的不断提升，混凝土中添加矿渣
粉已经成为一种常见的替代材料，该材料不仅可以减少水泥的使用量，还可以提高混凝土的力学性能。
因此，对混凝土中添加矿渣粉的强度
特性进行研究具有重要的理论和实践意义。
二、研究目的
本研究旨在探究混凝土中添加不同掺量矿渣粉对混凝土强度的影响规律，为现代建筑工程提供可靠的理论依据。
三、研究方法
1. 实验材料：水泥、矿渣粉、骨料、水。
2. 实验设备：混凝土试验机、电子天平、振动台等。
3. 实验步骤：
（1）按照一定比例掺入不同掺量的矿渣粉制作混凝土试件。
（2）在混凝土试件进行一定时间的养护后，进行强度试验，记录强度数据。
（3）根据实验结果，分析混凝土中不同掺量矿渣粉对混凝土强度的影响规律。
四、实验结果与分析
1. 矿渣粉掺量对混凝土抗压强度的影响
实验结果表明，随着矿渣粉掺量的增加，混凝土的抗压强度呈现出先增加后减小的趋势。
当矿渣粉掺量为20%时，混凝土的抗压强度达到最大值，比无添加矿渣粉的混凝土强度提高了20%左右。
2. 矿渣粉掺量对混凝土抗拉强度的影响
实验结果表明，随着矿渣粉掺量的增加，混凝土的抗拉强度呈现出先增加后减小的趋势。
当矿渣粉掺量为15%时，混凝土的抗拉强度达到最大值，比无添加矿渣粉的混凝土强度提高了10%左右。
3. 矿渣粉掺量对混凝土抗压强度与抗拉强度的综合影响
实验结果表明，掺入一定比例的矿渣粉可以显著提高混凝土的抗压强度和抗拉强度，但是当矿渣粉掺量过高时，由于矿渣粉的细度较高，易导致混凝土内部孔隙度增大，进而影响混凝土的力学性能，因此需要控制矿渣粉的掺量，以达到最佳的混凝土性能。
五、结论
本研究通过实验探究，得出以下结论：
1. 矿渣粉的掺入可以显著提高混凝土的抗压强度和抗拉强度。
2. 当矿渣粉掺量为20%时，混凝土的抗压强度达到最大值；当矿渣粉掺量为15%时，混凝土的抗拉强度达到最大值。
3. 矿渣粉的掺入需要控制掺量，以达到最佳的混凝土性能。
六、参考文献
1. 姚国强,刘建国,吴恩科.掺矿渣粉混凝土的强度特性[J].建筑材料学报,2008,11:730-734.
2. 张凌,张凯,张三.矿渣粉掺量对混凝土力学性能的影响[J].混凝土,2011,05:12-14.
3. 刘明,李云涛.混凝土中掺入矿渣粉的强度试验及其影响分析[J].工程材料学报,2012,03:352-356.。