复合矿物掺和料对混凝土工作性的影响

研究了不同掺加比例的粉煤灰和矿渣所组成的复合矿物掺和料混凝土拌和物的坍落度及泌水率.结果表明：随着矿物掺和料总量的掺加,混凝土拌和物的坍落度损失率减少,并且矿物掺和料掺量在40%,粉煤灰与矿渣的比例为1∶1时,混凝土的坍落度损失速率达到最低,60min的坍落度损失率较对比混凝土降低了约50%.矿物掺和料掺量为30%,粉煤灰与矿渣的比例为1∶1时,混凝土拌和物的压力泌水率降低为对比混凝土的57%.说明适当的矿物掺和料掺量和比例可以改善混凝土的工作性.     

钢渣-矿渣-水泥复合胶凝材料的水化性能和微观形貌

通过测定矿渣和钢渣部分取代水泥构成的钢渣-矿渣-水泥复合胶凝材料(SBC-CCM)的物相组成和80h内的水化热,研究了SBC-CCM试样的微观形貌和水化性能,并用正交试验结果分析了SBC-CCM中钢渣-矿渣的最佳掺量和比例。结果表明:SBC-CCM的水化过程和水化产物的物相组成与硅酸盐水泥的相似,矿渣在水化早期参与反应,钢渣在水化早期呈惰性;SBC-CCM的80h水化放热量和放热速率均低于水泥相应的数值;正交试验结果表明水胶比对SBC-CCM强度的影响最显著,矿渣-钢渣的最佳质量比为2∶1。     

矿物掺和料对水泥浆体的流变性和相容性的影响

不同的矿物掺和料及其掺量,对水泥浆体的流变性及与外加剂的相容性有不同的影响.通过水泥浆体的扩展度和黏度2个指标来研究矿物掺和料对水泥浆体的流变性及与外加剂的相容性的影响.试验结果表明：在最佳掺量时,矿物掺和料对改善浆体流变性和相容性效果最好,且不同的矿物掺和料的最佳掺量区别较大.硅灰的最佳掺量为5%～10%;普通矿粉的最佳掺量为10%;2种超细矿粉和粉煤灰的最佳掺量为20%～30%.     

防硫酸盐腐蚀高性能混凝土的正交配合比试验

采用粉煤灰、矿粉、硅灰作为掺和料,制备低水胶比的高性能混凝土.通过干湿交替环境下的混凝土配合比正交试验,研究了有关因素对混凝土硫酸盐腐蚀和泛碱的影响.结果表明:水胶比对混凝土性质的影响最大,硅灰掺量影响次之,粉煤灰和矿粉的掺量影响较小;除了水胶比,其余因素的影响效果均随掺量的变化而波动;综合考虑混凝土腐蚀和泛碱问题,确定本试验最优的配比设计为水胶比0.33、硅灰10%、粉煤灰10%和矿粉15%;采用低水胶比和矿物掺和料的高性能混凝土有利于水化产物的结晶,掺和料的填充效应和叠加的火山灰效应也起到密实混凝土的作用.     

钢渣矿渣复合掺合料对水泥浆体性能的影响

主要研究单掺钢渣以及钢渣与矿渣复合后对水泥浆体各项物理力学性能的影响.结果表明,钢渣掺入水泥中可以改善水泥浆体的流动性.钢渣与矿渣复合的比例约在2:3,总掺量为50%时,水泥硬化浆体各龄期抗压强度均有较大幅度的提高.说明钢渣与矿渣复掺,能起到相互激发、相互活化的作用.     

复合激发剂对钢渣-矿渣基胶凝材料性能的影响

基于正交试验,通过对钢渣-矿渣基胶凝材料外观形貌、抗压强度、水化产物的分析,研究氢氧化钙和激发剂D的复合激发剂对钢渣-矿渣基胶凝材料的安定性及抗压强度的影响。结果表明:与未添加激发剂相比,复合激发剂能显著激发钢渣-矿渣基胶凝材料的活性,改善其安定性;胶凝材料抗压强度影响因素的强弱顺序依次为激发剂D、氢氧化钙、钢渣微粉;钢渣微粉、矿渣微粉、氢氧化钙、激发剂D质量分数分别为40%,53%,3%,4%时,制得的胶凝材料试样体积安定性合格,且抗压强度最大,达15.46 MPa。     

碱渣复合胶凝材料制备无熟料混凝土

碱渣作为氨碱法制备纯碱过程中产生的固体废弃物,目前无较好的大规模处理利用方法.本文以最大限度利用碱渣为目的,利用碱渣、矿渣、钢渣和脱硫石膏为复合胶凝材料,铁尾矿砂和废石为骨料制备无熟料混凝土.胶凝材料中碱渣掺量30%、矿渣45%、钢渣15%、脱硫石膏10%时,无熟料混凝土的28 d抗压强度可达38.33 MPa.通过XRD、SEM-EDS、TG-DSC和IR等表征方法研究了复合胶凝材料体系的水化产物及水化过程,结果表明该复合胶凝材料的水化产物主要为C-S-H凝胶、钙矾石（AFt）和 Friedel盐（FS）.对碱渣、矿渣、钢渣和脱硫石膏4种固废之间的协同反应机理进行分析,阐述了水化产物的生成过程.对全固废混凝土做耐久性分析发现,混凝土抗冻性及抗碳化性能良好,但干燥收缩性能和抗硫酸盐侵蚀性能不佳.分析了碱渣无熟料混凝土的制备条件、应用方向和应用前景,为固体废弃物的无害化和资源化利用提供科学依据.     

磨细钢渣高性能混凝土的实验研究

笔者在总结发展高性能混凝土的重要性及其实现形式的基础上，以磨细后的本溪钢厂钢渣为例，探讨了磨细钢渣等矿物掺和料在混凝土中的作用与作用机理，通过实验证明在混凝土中掺加一定比例的磨细钢渣可以改善混凝土的流动性和后期强度，并得出其在混凝土中的最佳掺量范围，最后以本溪钢厂磨细钢渣为掺和料试配出具有较高强度的高性能混凝土．     

以电炉还原渣重构转炉钢渣的组成与性能

掺加电炉还原渣重构转炉钢渣的组成和结构制备了高胶凝活性的钢渣。采用化学全分析、XRD、SEM等手段分析了钢渣重构前后的组成、水化产物形貌,并进行了力学性能试验。结果表明:重构钢渣矿物组成以活性硅酸二钙、硅酸三钙和七铝酸十二钙等胶凝矿物为主。当电炉还原渣掺量分别为10%和20%、煅烧温度分别为1 350℃和1 250℃时,重构钢渣水泥的活性指数分别为102.9%和104.0%。掺重构钢渣水泥28 d龄期水化产物与普通硅酸盐水泥的相似,但浆体结构更为致密。     

转炉钢渣对矿渣-硅酸盐水泥混合胶砂的收缩补偿效应

大掺量矿渣混凝土比硅酸盐水泥混凝土表现出更大的收缩,影响混凝土的耐久性.研究了转炉钢渣粉对矿渣粉-硅酸盐水泥混合胶砂硬化体收缩特性的影响.研究表明:转炉钢渣粉部分替代矿渣粉,可显著降低矿渣粉-水泥混合胶砂的收缩.钢矿复合掺合料中钢渣的掺量越高,掺合料对硅酸盐水泥的替代比例越高,收缩补偿效果愈好.当掺合料对水泥的替代比例为70%、掺合料中钢渣粉(比表面积576 m2/kg)掺量分别为20%和40%时,所制备胶砂的4 d和80 d干缩值比矿渣粉(比表面积565 m2.kg-1)-硅酸盐水泥混合胶砂分别降低18.9%,12.8%和36.5%,33.4%.     

绿色混凝土早期抗裂性能研究

试验采用大掺量矿物掺和料以及聚羧酸高效减水剂,研究了绿色混凝土的早期抗裂性能.结果表明：随着胶凝材料用量的增加,裂缝面积及最大裂缝宽度增大;同胶凝材料用量时,单掺矿粉系列混凝土的开裂面积达到单掺粉煤灰系列的2～4倍,最大裂缝宽度约达到粉煤灰系列的2倍;提高水泥用量或复掺超细矿粉时,混凝土强度提高,但早期抗裂性能降低;复掺抗裂防水剂时,早期养护不充分条件下,混凝土的抗裂性能显著降低;早期养护对绿色混凝土的抗裂性能有较大的影响,实际生产中采用绿色混凝土,将表现出优异的抗裂性能.     

掺大量混合材水泥组分优化与性能研究

研究了在混磨工艺下,大掺量混合材水泥中粉煤灰、矿渣的优化比例.固定混合材总量为44%和粉磨时间不变,对不同粉煤灰、矿渣用量的水泥颗粒级配和力学强度进行了测试,同时分析了掺混合材对水泥石孔隙结构和微观形貌的影响.结果表明：矿渣掺量占总混合材料用量的27%～34%时,水泥颗粒级配和力学性能最佳.掺配比例合理的大量混合材使水泥石孔隙结构细化,水泥石中大于100μm的粗孔明显减少或消失,即显著增加了小于0.1μm的细孔含量;同时可使水泥石微观结构均匀致密,大量层片状聚集的氢氧化钙晶体消失.     

Recycling of industrial waste and performance of steel slag green concrete

Workability and mechanical properties of steel slag green concrete with different types of steel slag and different dosages of admixtures were investigated. The effectiveness of steel slag powder on suppressing alkali aggregate reaction (AAR) expansion was assessed using the method of ASTM C441 and accelerated test method. Experimental results show that mechanical properties can be improved further due to the synergistic effect and mutual activation when compound mineral admixtures with steel slag powder and blast-furnace slag powder are mixed into concrete. In addition, about 50% decrease in expansion rate of mortar bars with mineral admixtures can be achieved in AAR tests. Mineral admixtures with steel slag powder as partial replacement for Portland cement in concrete is an effective means for controlling expansion due to AAR.     

The influence of mineral admixtures on bending strength of mortar on the premise of equal compressive strength

The influence of mineral admixtures on bending strength of mortar on the premise of equal compressive strength was investigated. Three mineral admixtures (fly ash, ground granulated blast-furnace slag and steel slag) were used. The adding amount of mineral admixture in this study ranges from 22.5% to 60%, and the water-to-binder ratio ranges from 0.34 to 0.50. With equal compressive strength, different mortars can be arranged in such a descending order with their bending strength: cement-fly ash mortar, cement mortar, cement-GGBS mortar, and cement-steel slag mortar. With the same compressive strength, the higher the steel slag content and water-to-binder ratio, the lower the bending strength of mortars. However, the effect of mineral mixture content and water-to-binder ratio on the bending strength of cement-fly ash mortar and cement-GGBS mortar is far inconspicuous.     

高炉矿渣成棉的调质研究

分别以石英砂、粉煤灰、页岩作为高炉矿渣的成棉调质剂,通过改变调质剂的添加量来配制不同酸度系数的调质矿渣。采用旋转柱体法测定3种调质矿渣熔体的黏度,研究调质矿渣熔体的稳定性和酸度系数随原料组成的变化关系,以及调质剂化学组成对调质矿渣熔融温度及黏度的影响,并进一步研究页岩调质矿渣的高温黏度特性。结果表明：达到相同酸度系数的调质矿渣需添加的调质剂为石英砂最少,页岩次之,粉煤灰最多;调质矿渣达到同一黏度（如8Pa·s）时,页岩调质矿渣所需熔化温度最低,酸度系数为1.4时的熔化温度低至1410℃;以页岩为调质剂调质到矿渣酸度系数1.2以上时,矿渣的短渣属性消失,表现出典型的长渣特性。     

不掺硅粉的活性粉末混凝土配合比试验

在遵循活性粉末混凝土(RPC)基本配制原则的基础上,不掺入硅粉,采用超细水泥、普通水泥、掺合料(粒化高炉矿渣和粉煤灰)、砂、水、减水剂、钢纤维进行配合比试验。试验结果表明:不采用硅粉制备RPC是可行的;在制备RPC时,将超细水泥与适量掺合料混掺后,可以在保证材料强度和流动性的同时提高材料的经济性;用普通水泥取代大部分超细水泥后,材料的性能仍可保证,且更加经济。另外,研究了钢纤维掺量对材料性能(抗压、抗折、流动性及弯曲韧性)的影响规律。     

Future resources for eco-building materials: I. Metallurgical slag

In order to make an effectivily recycle use of iron and steel slags that are main industrial wastes generated in Chinese metallurgical industry, the current technologies for reprocessing and recycling these wastes into eco-building materials were reviewed, such as preparing cement-steel slag blended cement with steel slag after metal recovery, using the fine powder of blast furnace slag (BFS) for manufacturing slag cement and high performance concrete. A further research on using these available resources more efficiently were discussed. Funded by the National Natural Sciences Foundation of China (No. 50872105) and Shaanxi Provincial Grand-Tech Project of China (No. 2008ZKC04-04)     

碱性激发钢渣水化活性的研究

介绍了采用各种碱性激发剂对转炉钢渣水化活性激发情况,用90%钢渣、5%碱性激发剂、5%无水石膏混合配制钢渣水泥时发现:采用含Na2SiO3的固体复合激发剂可以获得和水玻璃相近的激发效果,其中28 d的抗折强度为3.7 MPa,抗压强度为17MPa,采用固体碱性激发剂激发10%熟料、40%高炉矿渣和40%钢矿渣水泥样品的抗折强度和抗压强度可以达到5.2,24 MPa.