利用工业副产物制备硅酸盐水泥熟料

利用重晶石尾矿、铅锌尾矿和硅钙渣复合配料煅烧硅酸盐水泥熟料。研究结果表明，用式种类工业副产物能显著改善水泥生料易烧性，加速水泥熟料的形成，提高水泥熟料的强度，尤其是早期强度，1d抗压强度可达20MPa以上，可用此种配料工艺生产早强水泥。     

钢渣作为铁质校正原料对水泥熟料性能的影响(英文)

探讨了钢渣作为一种铁质校正原料在水泥生料配料中的应用,通过掺加不同含量的钢渣,对其易烧性进行了研究,并对不同钢渣掺量的熟料进行了力学性能研究。用X射线衍射和扫描电子显微镜等对水泥水化进程和水化产物进行了分析。结果表明:钢渣作为一种铁质校正原料,在水泥熟料中的掺量可以达到6%～10%,3组不同钢渣掺量、不同率值的水泥生料在1450℃烧成30min后,熟料抗折强度和抗压强度分别达到9.0MPa和58MPa以上。     

用铅锌尾矿和页岩制备高C3S硅酸盐水泥熟料的研究

研究了采用铅锌尾矿和页岩配制的高C3S硅酸盐水泥生料的易烧性及所得熟料的性能.设计了18个熟料组成并分别在1350℃,1400℃,1450℃和1500℃下进行煅烧,对所得熟料作游离氧化钙及X射线衍射测试.结果表明1500℃下可以制备出C3S含量达74.52%的熟料.在工业回转窑正常煅烧温度下烧成了C3S含量达70.71%的熟料.部分熟料中加入4%的石膏制得水泥,其性能符合强度等级52.5R的硅酸盐水泥标准要求.加入20%尾矿粉后水泥可满足普通水泥42.5R的强度要求,掺加30%尾矿粉后水泥可达到普通水泥32.5R的强度要求.     

铅锌尾矿和冶炼渣双掺制备复合水泥的试验研究*

广西河池市铅锌尾矿和冶炼渣大量堆存,缺少有效处理途径的,通过对铅锌尾矿和冶炼渣进行化学成分分析,其主要成分与水泥熟料相似,因此进行了铅锌尾矿和冶炼渣制备复合水泥的实验。实验主要研究了尾矿和冶炼渣对复合水泥强度、标准稠度需水量、凝结时间和安定性的影响。结果表明单掺尾矿能配置P·O32.5水泥,单掺冶炼渣能配置P·C42.5水泥,并结合扫描电镜对微观结构进行了分析,表明混合材掺入后使体系结构更加致密。     

铅锌尾矿配料对水泥熟料易烧性影响的研究

在相同的熟料设计率值、相同的烧成制度下,对不掺加和掺加铅锌尾矿的生料分别进行了生料易烧性的对比实验。研究结果表明:铅锌尾矿可以部分替代铁矿石进行配料生产硅酸盐水泥熟料并起到矿化作用,能够显著改善生料易烧性。     

水化产物对复合胶凝材料力学性能的影响

采用矿冶固体废弃物取代部分水泥制备胶凝材料用于矿山充填可实现对资源的有效利用,并减少固废中重金属排放对环境造成的破坏.本文利用铅锌冶炼废渣、尾矿制备出了具有一定力学强度的充填胶凝材料,其强度指标满足矿渣硅酸盐水泥的强度要求.通过扫描电子显微镜及X射线衍射分析研究了材料的水化产物种类及数量,从微观上阐述了在不同水化龄期和物料配比下,材料水化产物对强度发展的影响.综合考虑各因素后确定采用铅锌尾矿10％、冶炼渣54％、水泥熟料27％、添加剂掺量9％的配合比,可以制得较为理想的充填胶凝材料,其28 d抗折、抗压强度分别为7.03 MPa、34.07 MPa.     

提高磷石膏基水泥早期性能的研究

通过磷石膏预处理和添加超细硅酸盐水泥熟料的方法,对提高磷石膏基水泥早期性能进行了研究,并通过XRD、SEM对其水化过程和机理进行了探讨。结果表明,磷石膏经钢渣预处理,或采用超细熟料粉作为碱性激发剂,均能显著改善磷石膏基水泥的早期强度和凝结特性,两种措施同时采用时,能制备出3d抗压强度超过10MPa,28d抗压强度达49MPa以上的磷石膏基水泥。钢渣固结或固化了磷石膏中缓凝的可溶性杂质,超细粉磨使熟料自身水化加快并同时促进了矿渣水化,是磷石膏基水泥早期水化性能提高的原因。     

铅锌尾矿基生态型超高性能混凝土的设计理念和性能研究

基于颗粒紧密堆积理论,采用修正的安德森安德烈森模型制备了铅锌尾矿基生态型的超高性能混凝土并对其性能进行研究.结果表明:铅锌尾矿的掺入会降低UHPC的工作性能和早期强度,但掺加尾矿的UHPC后期强度与基准组持平,使用40％铅锌尾矿取代水泥制备依然能够制备出自密实的28 d强度超过130 MPa的UHPC.XRD和TG分析结果表明掺加铅锌尾矿能降低水化产物的氢氧化钙含量,这可能是因为尾矿中含有部分的活性二氧化硅,表现出潜在的火山灰活性.重金属离子浸出毒性结果也表明UHPC可以作为固结铅锌尾矿中的重金属离子的载体.     

基于梯级分选的水泥熟料和钢渣粒度分布及性能研究

以装配有梯级选粉机的工业化粉磨试验系统为分选系统,对钢渣粉和熟料粉进行分选,分别制备出细粉、中粗粉和粗粉三种粒度分布的粉体,研究水泥熟料和钢渣的粒度分布与化学组成、标准稠度需水量、强度及活性指数之间的相互关系,为建立水泥性能与粒度、组分关系模型打下基础。     

无熟料胶凝材料胶砂与混凝土性能的试验研究

以矿渣、粉煤灰、钢渣、铁尾矿微粉、熟石灰、脱硫石膏等为原材料研究无熟料胶凝材料的制备及其胶砂、混凝土性能。结果表明：无熟料胶凝材料标准稠度用水量在28.5%～30.5%之间,初凝时间均大于150 min,终凝时间在200～460 min之间;不掺加水泥的无熟料胶凝材料,早期钢渣含量较高的通用胶砂抗压强度较高,其专用胶砂抗压强度也较高且56 d时可达50 MPa;掺入不超过胶凝材料5%的P·Ⅰ型硅酸盐水泥的无熟料胶凝材料,钢渣含量较低、石膏含量较高的通用和专用胶砂抗压强度都相对较高,较优组别专用胶砂抗压强度28 d可达35 MPa, 56 d达到45 MPa;选用胶砂强度较优的胶凝材料配比进行混凝土试验,无熟料胶凝材料混凝土工作性能良好,28 d抗压强度满足C20～C25混凝土强度要求,56 d满足C25～C30混凝土强度要求。     

掺减水剂钼尾矿胶砂的力学性能和水化产物

将钼尾矿、矿渣、熟料、石膏进行机械力粉磨,制备胶凝材料,研究了减水剂种类和掺量对胶砂力学性能的影响,并对掺钼尾矿胶凝材料的水化产物进行了分析.结果表明,在相同流动度条件下制备胶砂试块,PC减水剂对掺钼尾矿胶砂的强度提高幅度最大,FDN次之,UNF-5最小.当PC高效减水剂掺量为0.4%时,大掺量尾矿胶砂试块28 d的抗压强度可以达到48.8 MPa.粉磨后的钼尾矿表现出一定的火山灰反应活性.掺钼尾矿胶凝材料的水化产物主要是钙矾石和水化硅酸钙凝胶.     

Preparation and performance of slag-based binders for the cementation of fine tailings

To achieve effective cementation of fine tailings, slag-based binders were prepared using Portland cement clinker stimulation, early strength activator (ESA, mixture of anhydrite and triethanolamine at 97:3 (w/w)) activation and slag pulverization methods. The compressive strength, hydration products, slag reaction degree and non-evaporable water content of the consolidated samples under different curing times were analyzed to clarify the application performance and early strength action mechanisms of this slag-based binder. The results showed that clinker alone was able to effectively stimulate the slag’s cementitious property, but the cementation strength was relatively low. The addition of ESA in the clinker activated slag promoted the conversion of C₄AH₁₃ into ettringite (AFt) and accelerated the consumption of Ca(OH)₂, all of which significantly improved the early cementation strength of fine tailings. Slag pulverization promoted the slag reaction degree and increased the yield of hydrated products, which led to a further increase in the early strength of the slag-based binder. Eventually, a more efficient and higher early strength slag-based binder was prepared with the composition of 27% clinker, 10% ESA and 63% pulverized slag, and the cementation strength at 3 curing days for the fine tailings sample was 231% more than that of P.O 42.5 Portland cement.     

Cementitious and pozzolanic behavior of electric arc furnace steel slags

The cementitious and pozzolanic behavior of electric arc furnace steel slag, both as received and treated has been studied in detail. The as received slag was completely crystalline and multi-phasic with Fe-substituted monticellite as the predominant phase. Treatment of this slag, remelting and water quenching, results in reduction of Fe-oxide content coupled with an increase in basicity index which makes it more hydraulic compared to the as received slag. The remelted slag has several phases with merwinite as the dominant phase. Thermal analysis of the hydrated slag shows that treating the as received slag increases the water absorption capacity, a property essential for cementitious behavior. Compression strength of the slag blended cements was studied and it was found that substitution of 20% ground granulated blast furnace slag with electric arc furnace steel slag does not decrease the strength beyond 28 days. The control cement has a strength of 58.6 MPa compared to 58 MPa for the cement comprising of 20% untreated slag. The substitution of this untreated slag with treated slag exhibits the highest strength, 61 MPa and a potential for further strength increase after 28 days. In the case of cement mix with no blast furnace slag, substitution of 15% clinker with steel slag does not decrease the strength significantly, 64.4 MPa compared to 66.5 MPa for the control cement. Substituting 30% clinker in the cement mix with electric arc furnace slag however results in significant decrease in strength, 53.4 MPa. The pozzolanic strength of the slag was found to increase significantly due to remelting from 2.0 MPa for the as received slag to 8.0 MPa for the treated slag.     

高碱熟料掺入钢渣提高强度的实践与应用

葛洲坝集团水泥公司于2016年10月在下属单位当阳公司,采用钢渣配料消解该公司碱、钾对熟料影响。采用钢渣配料后,该公司熟料28 d强度由原来51 MPa提升到57 MPa,熟料需水量由135 ml降低到122 ml以内。最终使熟料28 d强度得到提升和性能得到较大改善。     

助磨剂在钢渣复合水泥中的应用

研究通过掺加助磨剂粉磨钢渣的方法,提高钢渣微粉的细度和活性,达到高效利用钢渣目的.结果表明,随着钢渣掺量的增加,钢渣复合水泥的抗折强度呈先上升后下降趋势,掺量为30％时抗折强度最高.钢渣复合水泥的28 d抗压强度直线下降,3 d抗压强度先增加后再下降,30％掺量时强度最高,达4.75 MPa.结合实际经济效益,最终确定钢渣复合水泥的配比为熟料-65％、钢渣-30％、石膏-5％,助磨剂A掺量为0.1％时效果最好,相比无助磨剂的钢渣复合水泥,细度降低了49.0％,且28 d抗压强度提高了6 MPa.     

基于正交设计与BP神经网络优化制备钢渣代砂环保型泡沫混凝土

以特殊钢尾渣作为掺和料,制备钢渣代砂环保型泡沫混凝土,即特殊钢尾渣泡沫混凝土.基于正交设计与BP神经网络考察各制备因素对特殊钢尾渣泡沫混凝土干密度与28 d强度的影响.结果表明,最优特殊钢尾渣泡沫混凝土的制备工艺参数:水泥用量74.9份、特殊钢尾渣用量30.2份、粉煤灰用量12.8份、水料比0.455、发泡剂用量309.7 g,其干密度628.49 g/cm3和28 d强度2.675 MPa.所建立的BP神经网络模型精确性高,即实验测试值与模型预测值的相对误差分别为3.854％与3.925％.特殊钢尾渣泡沫混凝土中C-S-H凝胶将特殊钢尾渣包裹,不仅能提高所制备泡沫混凝土的力学性能,而且能增强所制备混凝土中的应用性和安全性.     

镍渣替代铁粉制备道路硅酸盐水泥

以镍渣替代铁粉制备道路硅酸盐水泥熟料,研究了生料的易烧性,测定了熟料的f-CaO含量,采用X射线衍射,扫描电子显微镜等手段,对水泥熟料的矿物组成、强度、水化产物等进行了分析研究.结果表明:掺入适量镍渣煅烧的熟料f-CaO含量较低,生料的易烧性良好;熟料水化后水化程度好,有较高的抗折强度.当镍渣掺入量为10%,煅烧温度为1370 ℃时,28 d抗压强度可达75.2 MPa,抗折强度可达11.2 MPa.     

铁尾矿-钢渣集料微表处混合料路用性能及耐久性试验研究

针对微表处路面耐久性不足、尾矿综合利用率低以及钢渣长期堆放造成环境污染等一系列问题,讨论了不同粒径钢渣及铁尾矿替代传统优质集料的可行性,利用材料分析技术及物理力学性能测试,揭示了不同粒径钢渣及铁尾矿的材料特征,制备了铁尾矿-钢渣集料微表处混合料。以混合料的黏聚性、耐磨耗性能、水稳定性、抗滑性能及抗车辙性能作为评价指标,分别采用黏聚力试验、湿轮磨耗试验、冻融循环湿轮磨耗试验、长期抗滑性能试验及轮辙变形试验对铁尾矿-钢渣集料微表处混合料的耐久性进行评价。结果表明:铁尾矿和钢渣对微表处混合料的耐磨耗性能、长期抗滑性能以及抗车辙性能具有显著增强作用;铁尾矿的掺入会对混合料黏聚性和抗水损害性能产生不利影响,且在20%(质量分数)掺量时加剧,但钢渣的掺入可以有效改善铁尾矿导致的黏附性差的问题;使用钢渣粗集料替代传统集料,同时掺入15%(质量分数)的铁尾矿细集料可以有效提升微表处路面的耐久性,从而延长微表处路面的使用寿命。     

矿渣沸石基水泥的试验研究

研究了矿渣沸石基水泥中原料组成含量对水泥的强度、凝结时间及标准稠度等性能的影响规律,并探讨了该水泥体系的水化机理。研究结果表明,以30%的沸石、25%的熟料、34%的矿渣、6%的钢渣和5%的石膏,可以制备出3d抗压强度达15.3MPa、28 d抗压强度达42.8 MPa的矿渣沸石基水泥。该水泥的主要水化产物为C-S-H凝胶和水化硫铝酸钙。