硅酸盐水泥对钢渣活性激发的性能研究

试验研究了在硅酸盐水泥体系中通过碱性激发提高钢渣水化活性的方法.研究表明,钢渣掺入量<30%时,硅酸盐水泥对钢渣的活性激发效果最好;复掺矿渣对钢渣活性的激发效果优于粉煤灰,即使掺量为30%时,其早期强度也与相应龄期普通硅酸盐水泥强度持平,而后期强度逐渐超过纯水泥的强度;在普通硅酸盐水泥体系中掺入钢渣可以改善其硬化浆体的性能.     

气淬钢渣制备钢渣水泥的研究

研究了气淬钢渣活性、制备钢渣水泥的方案及不同方案下制备的掺气淬钢渣水泥的物理性能及水化机理。结果表明,气淬钢渣活性指数高于普通钢渣,制备掺气淬钢渣水泥适宜采用加入激发剂或复掺水淬高炉矿渣,在激发剂作用下,气淬钢渣掺量达到50%时,其水泥强度满足P.SS32.5级水泥的要求,而普通钢渣在掺量为50%时,强度已达不到水泥的强度要求;而在复掺水淬高炉渣和气淬钢渣作用下,气淬钢渣掺量达到40%时,其水泥强度满足P.SS32.5级水泥的要求,而普通钢渣水泥强度已达不到要求;气淬钢渣用于生产高掺量、高强度等级的水泥是可行的。     

石灰石矿渣免煅烧砌筑水泥的研发

以石灰石、矿渣为主体原料,添加石膏和钢渣,通过粉磨无需煅烧制备出具有节能减排效应的绿色环保的石灰石矿渣免煅烧砌筑水泥。研究表明随石灰石掺量的增加水泥强度下降,石灰石掺量达40%～60%,其物理力学性能仍能满足GB/T3183—2003《砌筑水泥》的要求。钢渣可以有效激发该品种水泥的水化活性,促进水泥的水化,其掺量对水泥强度有较大的影响,其最佳掺入量为8%左右。并测定了用不同含量的石英替代石灰石水泥试样的抗压强度及pH值变化规律,证实石灰石可以有效促进矿渣早期水化,提高早期强度。     

钢渣粉水化活性的激发技术

将上海宝钢的滚筒钢渣磨细得到钢渣粉,通过水泥净浆实验研究了这种钢渣粉的自硬性及火山灰活性,并分别采用Na_2SO_4、CaCl_2和NaCl为激发剂,以不同的掺量激发钢渣粉的水化活性。结果显示,这种钢渣粉具有一定的自硬性,其早期水化活性较低但具有较高的后期水化活性,Na_2SO_4、CaCl_2和NaCl均对钢渣粉及其与矿粉、或者与矿粉+粉煤灰的复合体系具有活性激发作用,但作用规律及最佳掺量各不相同。3种激发剂的最佳掺量分别为0.9%、0.9%和0.3%,激发剂掺量过高会降低激发效果甚至会产生后期强度倒缩。     

电石渣激发钢渣-矿渣固化淤泥质土的试验研究

钢渣和矿渣是常见的两种工业废渣,大量堆放且资源化利用困难。以钢渣粉和矿渣粉为基础材料,电石渣粉作为激发剂,可对淤泥质土进行固化处理。通过开展无侧限抗压强度试验,分析固化淤泥质土的强度特性和应力-应变关系,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等微观测试,探索电石渣激发钢渣-矿渣固化淤泥质土的作用机理。结果表明,电石渣粉质量掺量为6%时,电石渣-钢渣-矿渣固化淤泥质土无侧限抗压强度最大,28 d固化淤泥质土强度与同龄期水泥土相当,且具有较好的延性。电石渣可以提供碱性环境和大量钙离子,有效激发钢渣和矿渣的水化活性,促进C-S-H凝胶的大量生成,同时促进离子交换和团粒化作用,使固化淤泥质土强度显著提高。     

水玻璃对钢渣水泥激发机理的研究

钢渣、矿渣、激发剂掺量及水玻璃的模数等都对钢渣水泥强度有影响。研究结果表明钢渣和矿渣在水化过程中能相互促进；水玻璃在钢渣水泥中充当初始骨架网络，钢渣和矿渣水解的水化硅酸钙和铝酸钙凝胶在网络中起到镶嵌和填充作用；Na+〔SiO4〕4-在激发过程中都发挥了作用，但Na+主要作用是催化，并不参与反应生成水化产物，〔SiO4，-一方面与Ca2+等离子反应，促进水化，另一方面形成骨架，充实网络；通过对钢渣水泥中钢渣掺量、外加剂掺量和水玻璃的结构进行控制，制得成本低廉、强度合格的钢渣水泥。     

提高矿渣粉活性的工艺方法

通过提高矿渣粉的活性增加其在水泥中的掺加量,可有效降低水泥生产成本。本文分析了高炉矿渣中化学成分及其差异对矿渣活性的影响,对物理激发条件下采用"高细分别粉磨"提高矿渣粉活性的必要性和工艺方法进行了探讨,对化学激发条件下在矿渣粉磨过程中加入矿渣助磨剂或石膏、钢渣等生产原料提高矿渣粉活性的方法进行了分析,提出了提高矿渣粉活性的工艺技术方法。     

钢渣掺量对混凝土胶砂强度影响研究

用卧辊磨将钢渣、矿渣分别粉磨成比表面积为450 m2/kg、500m2/kg的粉体,用其替代部分水泥熟料,分别进行了单掺钢渣粉及掺钢渣-矿渣复合粉的水泥基混凝土胶砂强度实验研究.实验结果表明:单掺钢渣时,随着钢渣替代水泥熟料的比例增大,胶砂强度有明显下降;当掺钢渣-矿渣复合粉替代50％的水泥熟料时,钢渣与矿渣会相互激发,相互促进水化.当钢渣在复合粉所占比例为20％时,水泥基混凝土胶砂强度达到最佳值,该成果有重要工程应用价值.     

磨细矿物掺合料对水泥硬化浆体孔结构及砂浆强度的影响

采用压汞法研究了钢渣、矿渣、粉煤灰单掺或复掺对水泥硬化浆体孔结构的影响.同时还研究了掺合料单掺或复掺对水泥砂浆抗压强度的影响.结果表明:掺合料单掺或复掺对早期水泥硬化浆体的孔结构有一定的劣化作用;水化后期,矿渣与钢渣均明显降低了水泥硬化浆体的孔隙率,矿渣与粉煤灰均明显降低了水泥硬化浆体的中值孔径并改善了水泥石的孔径分布,掺合料复掺对改善水泥硬化浆体的孔结构有积极作用,尤其是掺合料三元复合可取得最佳的效果.3种掺合料降低水泥硬化浆体孔隙率能力的大小顺序为:矿渣>钢渣>粉煤灰.3种掺合料降低水泥硬化浆体孔径并改善孔径分布能力的大小顺序为:矿渣>粉煤灰>钢渣.掺合料降低了水泥砂浆早期的抗压强度,却增加了水泥砂浆90 d的抗压强度.掺合料的活性大小顺序为:矿渣>钢渣>粉煤灰.     

钢渣微粉与矿渣粉对混凝土性能及水化机理的影响研究

在混凝土中分别单掺钢渣微粉、复掺钢渣微粉和矿渣粉,研究了其对混凝土工作性能、力学性能的影响,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等现代测试手段分析了其对水泥水化影响的机理。实验确定了钢渣微粉、矿渣粉用做混凝土掺合料的最佳掺量:单掺钢渣微粉,其掺量不宜超过15%;钢渣微粉与矿渣粉具有很好的"互补效应",当两者在胶凝材料中的总掺量达到30%,其中钢渣微粉掺量为15%时,能表现出较好的后期强度。     

钢渣对硬化水泥浆体结构形成的影响研究

研究了钢渣对水泥强度及体积膨胀率的影响,采用SEM和EDXA分析了水化产物的形貌和微区化学成分,并用XRD对水化产物的矿物组成进行了分析研究。研究结果表明,钢渣的掺入会降低水泥净浆的早期抗压强度,但随钢渣水化的进行,掺钢渣的水泥浆体7d以后的强度增长较快,至120d时净浆抗压强度已与纯硅酸盐水泥相近。掺钢渣的水泥的体积膨胀率比纯硅酸盐水泥的体积膨胀率大,钢渣水泥的体积膨胀率主要取决于钢渣中的fCaO含量。掺钢渣水泥的主要水化产物组成和形貌与纯硅酸盐水泥无明显差别,所不同的是C-S-H凝胶中有较多的铁相。掺钢渣水泥的水化产物主要有C2SH(C)、AFt和Ca(OH)2。     

低活性废渣配制复合水泥及其水化机理研究

以低活性的钢渣、锰渣为主掺合料,辅以适量的石灰石粉为超细填料,与熟料配比后制成复合水泥。当钢渣/锰渣的量40%、石灰石粉10%、熟料及半水石膏50%时达到最优化配比,配制成性能符合PC32.5标准的水泥。研究了掺合料的颗粒形貌及粒径分布对复合水泥强度的影响,通过SEM、XRD分析生态水泥的早期水化程度和产物,揭示矿渣生态水泥的水化特点。     

以电炉还原渣重构转炉钢渣的胶凝性能

用电炉还原渣在高温重构的转炉钢渣作高活性钢渣胶凝材料,并探讨重构钢渣的水化进程、水化产物和力学性能。试验结果表明：重构钢渣的水化热曲线在水化13-35h都有不同程度的放热峰存在,而未重构钢渣水化72h未见任何放热峰。SEM照片清晰显示相较于未重构铜渣,重构钢渣水化产物数量更多,水化浆体结构更为致密。随着水化龄期的延长,重构钢渣水化XRD图谱中硅酸盐矿物特征峰明显降低,无定形的C—S—H含量提高。重构过程有效改善了钢渣的后期强度,掺重构钢渣水泥的抗压强度的活性指数最高达104．0％。     

气淬钢渣作水泥混合材的初步研究

研究了气淬钢渣的粉磨特性、掺气淬钢渣水泥的水化反应机理和物理性能。结果表明,气淬钢渣的易磨性明显好于普通钢渣;在掺量达到40%时,掺气淬钢渣的水泥7d抗折强度明显高于掺普通钢渣的水泥。     

高标号钢渣矿渣水泥试验研究

实验结果表明,使用外加剂N(或M)可以大幅度提高钢渣矿渣水泥的强度,3d抗压强度可增加5.0MPa, 28 d抗压强度可提高7.0 MPa,同时,硬石膏或烧石膏在促进水泥水化硬化方面要优于二水石膏。并且在钢渣 矿渣总量达70%的情况下,成功制备出42.5等级的优质水泥。     

钢渣作为混合材在复合水泥中的应用

对钢渣作为一种混合材在复合水泥中的综合利用进行了研究,并通过X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、水化热测试、孔结构测试等现代物相检测手段,揭示钢渣复合水泥微观结构与宏观性能之间的内在联系。结果表明:钢渣能显著降低水泥的水化热,降低水泥的标准稠度用水量;钢渣水泥浆体线膨胀率很小,均没有超过0.1%,体积稳定性良好;一定掺量混合材能有效降低浆体孔隙率,改善孔径分布,提高浆体致密度;复合掺加20%钢渣、10%粉煤灰时,水泥的28 d抗折、抗压强度分别达到了8.3、48.9 MPa;钢渣和粉煤灰复合掺加有利于水泥强度发展。     

Modeling the hydration of concrete incorporating fly ash or slag

Granulated slag from metal industries and fly ash from the combustion of coal are industrial by-products that have been widely used as mineral admixtures in normal and high strength concrete. Due to the reaction between calcium hydroxide and fly ash or slag, the hydration of concrete containing fly ash or slag is much more complex compared with that of Portland cement. In this paper, the production of calcium hydroxide in cement hydration and its consumption in the reaction of mineral admixtures is considered in order to develop a numerical model that simulates the hydration of concrete containing fly ash or slag. The heat evolution rates of fly ash- or slag-blended concrete is determined by the contribution of both cement hydration and the reaction of the mineral admixtures. The proposed model is verified through experimental data on concrete with different water-to-cement ratios and mineral admixture substitution ratios.     

磷渣硅酸盐水泥的缓凝产物及改性研究

为确定磷渣硅酸盐水泥的缓凝产物,将硅酸盐熟料粉末与磷渣各自在去离子水中浸泡5h并过滤,再将溶液混合后静置12h获得羟基磷灰石Ca5(PO4)3OH沉淀,由于羟基磷灰石的生成覆盖在水泥颗粒表面,阻碍了水化反应,从而导致磷渣硅酸盐水泥的缓凝;另外,通过掺加5％的硫铝酸盐水泥,能较大程度缓解磷渣硅酸盐水泥的缓凝特征,同时还能提高水泥3d和28d抗压强度.     

用磷渣配料并作水泥混合材的试验研究

采用磷渣配料烧制水泥熟料,再掺入磷渣作混合材制备复合水泥,研究磷渣掺量对复合水泥性能的影响,并利用XRD、SEM对其水化产物进行分析。结果表明,用作混合材,当磷渣掺量为10%,矿渣掺量为20%时,所制备的复合水泥各项性能均满足国家标准,其净浆28d抗压强度值高达114.2MPa。