碳酸化时间对钢渣碳酸化的影响

对纯钢渣和钢渣混合矿渣两组试样在一定温度、压力、相对湿度和不同时间进行碳酸化养护处理,测试其抗压强度和压蒸安定性。结果表明:经过碳酸化养护反应后,试样中生成大量CaCO3晶体颗粒。随着碳酸化反应时间的延长,两组试样的碳酸化增重率与抗压强度呈现一致的上升趋势。纯钢渣试样的碳酸化反应主要集中于前210 min,在t=60 min时,碳酸化增重率η=9.65%,抗压强度pc=37.1 MPa;钢渣混合矿渣试样的碳酸化反应主要集中于前180 min。当满足压蒸安定性要求时,纯钢渣试样的碳酸化养护时间大于60 min,钢渣混合矿渣试样大于120 min。     

蒸养条件下钢渣粗骨料对混凝土的破坏作用

为了揭示钢渣粗骨料因安定性不良问题而对混凝土造成破坏的规律,将钢渣粗骨料和含钢渣粗骨料的混凝土进行了压蒸试验,研究了钢渣粗骨料含量对不同强度的混凝土的破坏规律。所用钢渣的游离CaO和MgO质量百分数分别为4.83%和4.76%。研究结果显示:压蒸条件下,游离CaO和MgO矿物会加速反应使钢渣粗骨料发生膨胀破坏,含钢渣粗骨料的混凝土可能会因钢渣产生的内部膨胀应力而产生损伤;钢渣粗骨料占粗骨料的比例越大,对混凝土造成的损伤越严重;混凝土的强度越高,抵抗钢渣粗骨料造成内部膨胀应力的能力越强,但钢渣粗骨料的含量仍需严格控制,就该文采用的钢渣而言,钢渣粗骨料质量百分数不能超过40%。     

碳酸化养护钢渣混合水泥制备建材制品

采用碳酸化养护技术制备不同配比的钢渣/水泥混合建材制品。将原料混合加水均匀搅拌,在p=3 MPa下压制成型后,碳酸化养护14 h,养护温度T=74℃,p(CO2)=0.15 MPa。结果表明:碳酸化养护过程中试样表面生成较多的CaCO3颗粒状晶体;试样的碳酸化反应比水化反应更易于自发进行;CO2在水中的溶解过程是整个反应的控制步骤,主要矿物碳酸化反应自发进行的趋势顺序为C3SCaOC2SMgO。当m(钢渣)∶m(水泥)=3∶2时,试样S5的碳酸化增重率η为10.44%。制品在碳酸化养护2 h后,抗压强度为20.06 MPa,f-CaO的质量分数由3.25%降至0.34%,压蒸安定性合格。     

玻纤、矿纤对钢渣/矿渣复合胶凝材料强度和膨胀性的影响

研究了玻纤、矿纤分别掺入钢渣/矿渣复合胶凝材料时对胶砂强度的影响,通过沸煮和压蒸试验研究两种纤维对胶凝材料体积膨胀的影响,通过SEM观察纤维与基体的界面粘结情况。强度实验结果表明,玻纤掺量(质量分数)不高于0.3%时,胶砂试件各龄期强度随着掺量的增加而提高,掺量高于0.3%,胶砂试件强度损失大;矿纤掺量对试件早期强度影响不大,后期抗压强度随掺量的增加持续下降,后期抗折强度先下降后上升。沸煮和压蒸试验结果表明,玻纤掺量0.3%的压蒸试件比不掺纤维时压蒸膨胀率下降26.60%,矿纤掺量0.3%的压蒸试件比不掺纤维时压蒸膨胀率下降29.36%。SEM结果显示,水化早期纤维表面附着少量C—S—H凝胶,纤维与基体相互分离,水化后期,纤维表面生长Ca(OH)2晶体,纤维与基体粘结紧密。     

外掺轻烧氧化镁混凝土的膨胀研究

目前用于评定水泥熟料中方镁石安定性的是压蒸法,该方法不适宜用于评定混凝土中轻烧氧化镁(MgO)的安定性。本试验开展80℃水养护条件下外掺轻烧MgO混凝土的膨胀过程研究,并与216℃,2.0MPa压蒸试验结果进行比较,以提出适宜轻烧MgO安定性评定试验方法。研究表明,外掺轻烧MgO混凝土在80℃水养护法的膨胀率比216℃压蒸法的小,抗压强度却比压蒸法的大,80℃水养护比216℃压蒸的混凝土膨胀更接近外掺轻烧MgO混凝土在正常水化条件下的膨胀,因此80℃水养护法比216℃压蒸法更适合于评定混凝土中外掺轻烧MgO的安定性。     

钢渣沥青混凝土耐久性室内试验研究

钢渣体积安定性不良且变异性大,当钢渣作为集料用于沥青混凝土时,存在体积稳定性不足和耐久性不明风险,长期服役过程中可产生体积膨胀甚至开裂,严重制约了其在道路建筑领域中的大规模应用。通过游离氧化钙含量、浸水膨胀率及集料压蒸试验检测了不同产地钢渣的体积稳定性,提出了钢渣集料体积安定性快速评价方法与控制指标。利用马歇尔试件和圆形切片试件的长期高温浸水试验分析了钢渣沥青混合料的体积稳定性能,并采用长期浸水后间接拉伸强度、回弹模量、疲劳寿命及车辙永久变形综合评价钢渣沥青混凝土力学性能的耐久性。结果表明：钢渣集料压蒸试验条件较为苛刻,可快速检测体积安定性,其胀裂粉化率宜不大于5%。在长期高温浸水条件下,沥青膜无法阻止水分侵入到钢渣集料内部,导致其沥青混凝土产生体积膨胀和性能衰减。钢渣沥青混凝土圆形切片试件能很好地反映出鼓包、裂纹的产生与演化过程。通过玄武岩沥青混凝土作为基准进行对比分析,提出了基于力学性能的钢渣沥青混凝土耐久性控制基准。     

石灰重构钢渣过程中的物相变化

以石灰作为单一调节材料高温重构钢渣,利用X射线衍射、岩相分析、扫描电子显微镜研究了重构过程中钢渣的矿物组成及RO相的变化,并测定了重构钢渣的安定性和活性指数.结果表明:RO相在CaO作用下优先发生分解反应,其中的FeO随CaO掺量增加依次生成Fe3O4、CF(铁酸一钙)、C2F(铁酸二钙)及Ca2(AlFe)O5(铁铝酸钙)、C4AF(铁铝酸四钙),其中的MgO部分以MgO晶体存在,部分固溶在硅酸盐相和液相中;当CaO/SiO_2摩尔比不够大时,原钢渣中的C3S(硅酸三钙)在重构过程中分解成C2S(硅酸二钙);由于CaO优先与含量较高的铁元素反应,CaO/SiO2摩尔比达到3时仍没有C3S生成,只有当与铁反应完全后多余的CaO才会与C2S反应生成C3S;石灰重构钢渣不会产生安定性不良且胶凝活性明显提高.     

低碱度钢渣基油井及地热井胶凝材料的研究—V钢渣的膨胀及抑制

通过XRD、DTA -TG、OM等手段研究了钢渣的膨胀及抑制机理。结果表明 :RO相在压蒸条件下是相对稳定的 ;f—CaO较高会影响蒸养安定性 ;压蒸安定性不良是由于方镁石含量较高所致 ,硅质材料能有效地抑制其膨胀     

镁钙砂碳酸化反应机理研究

采用单一扫描速率（2℃/min）法对镁钙砂细粉的碳酸化反应进行了热分析动力学研究,为镁钙砂颗粒表面碳酸化改性反应动力学研究提供相关信息.研究结果表明,镁钙砂细粉碳酸化反应初期MgO的碳酸化和CaO碳酸化反应前期机理,可用n=2的Avrami-Erofeev随机成核、随后生长模式函数描述,后期（相对转化率大于33%～38%）则可用Jander或Ginstling-brounshtein三维扩散模式函数描述.同时,MgO碳酸化反应产生的体积效应导致CaO反应前期表观活化能大幅度降低.     

高MgO镍铁渣作为活性混合材使用的可行性分析

中国镍铁渣排放量很大,但目前尚未找到大量利用的途径。笔者在分析镍铁渣组成、性能的基础上,对镍铁渣作为活性混合材使用的可能性及效果进行了研究。结果表明:镍铁渣中非晶体矿物的含量为88.1%,含量高达27.07%的MgO主要以顽辉石和镁铁橄榄石两种晶体矿物形式存在。镍铁渣的比表面积影响其活性和在水泥中的掺量。作为活性混合材,镍铁渣比表面积需不低于454.6m~2/kg。比表面积越大,活性指数越大,掺量越大。镍铁渣水泥的压蒸安定性合格,即使在水泥中掺入50%比表面积842.9 m~2/kg的镍铁渣,水泥的压蒸膨胀率仅为0.11%,大大低于0.5%的GB750—1992要求,由此证明镍铁渣不会因为MgO含量高而影响其作为活性混合材的使用。