水泥–矿渣复合胶凝材料中矿渣的水化特性

通过对不同矿渣掺量时水泥–矿渣复合胶凝材料中矿渣的反应程度、硬化浆体中Ca（OH）2含量以及水化硅酸钙（C–S–H）凝胶的Ca/Si比（Ca和Si的摩尔比）的测定,研究复合胶凝材料体系中矿渣的水化特性。结果表明：在水泥–矿渣复合胶凝材料中,矿渣掺量越大,矿渣反应程度越低,但矿渣掺量≤70%时,对矿渣的反应程度影响不大。高温养护可提高早期矿渣的反应程度,但阻碍其后期的进一步水化。矿渣早期水化生成外部水化产物时消耗一定的Ca（OH）2,使硬化浆体中Ca（OH）2含量降低,矿渣水化吸收Ca（OH）2中的Ca2＋,使生成的C–S–H凝胶的Ca/Si比降低较少;在水化后期,矿渣生成内部水化产物不再消耗较多的Ca（OH）2,使C–S–H凝胶的Ca/Si比降低相对较多,硬化浆体中Ca（OH）2含量有增加的趋势,保证硬化浆体的长期稳定性。     

半水石膏-矿渣胶凝材料力学性能及软化系数研究

本文研究了外加剂(水泥熟料和柠檬酸盐缓凝剂)和养护制度对石膏-矿渣胶凝材料力学性能和软化系数的影响.结果表明:水泥熟料量的变化对其强度影响不明显;缓凝剂可以控制浆体中各类矿物的生成机制,改变水化产物在半水石膏凝结、硬化前的数量、比例及影响硬化体的结构组成;养护制度1(标准养护)和养护制度2(自然养护)养护后的试样强度相差不大,但养护制度2条件下养护后所得制品软化系数较高.     

矿渣-粉煤灰混合材料水化产物、微观结构和性能

用X射线衍射仪和扫描电子显微镜等对矿渣、粉煤灰混合材料的水化产物、硬化体微观结构及强度进行了检测和分析,确定了水化产物的组成及微观结构特点,揭示了矿渣粉煤灰材料的水化作用特点及强度特征.结果表明:矿渣在激发剂作用下使玻璃体首先发生表面水解,产生水化反应,进而引发粉煤灰的火山灰作用;混合材料的水化产物组分以水化硅酸钙凝胶为主,硬化体具有与油井水泥相类似的网络状微观结构;随养护时间增长,混合材料后期强度持续增加.     

赤泥-矿渣-石膏-少熟料胶凝材料的初期水化过程

赤泥-矿渣-石膏-少熟料胶凝材料在胶结充填过程中表现出良好的保水性及早强、高强等性能,可以作为充填专用胶结剂.本文综合净浆试块的凝结时间、强度发展以及扫面电镜下的微观结构,分析了材料的初期水化过程,并采用XPS研究了不同元素之间旧组合分解和新组合的形成.结果表明水化3h时体系生成Ca(OH)2和凝胶类物质,这些水化产物使得浆体凝结硬化.4h后矿渣中的部分硅氧四面体参与反应,缩聚成了聚合度较高的硅酸盐矿物,净浆试块产生强度.水化6h后,S2 p3/2的结合能大幅增长,体系生成了较多的硫酸盐矿物,它们对强度的发展起到了较大作用.     

典型硫酸盐固废复合胶凝材料制备与微观特性研究

硫酸盐类工业固废造成的环境污染和资源浪费问题引起了国内外学者的广泛关注,当前中国两种典型的硫酸盐类固废(电解锰渣和磷石膏)堆存量巨大,造成严重的环境污染,其无害化与资源化利用刻不容缓。依据电解锰渣、磷石膏两种固体废弃物的特性,利用电解锰渣和磷石膏结合矿渣制备复合胶凝材料,探究了磷石膏和水泥不同掺量对复合胶凝材料硬化体力学性能的影响。通过XRD、SEM和EDS分析了硬化体的物相组成和微观形貌变化特征,同时对硬化体进行毒性浸出测试。结果表明：硬化体各龄期强度随着水泥掺量增加而增大,硬化体各龄期强度随着磷石膏掺量增加而减小。复合胶凝材料较优配合比(质量分数)为电解锰渣为50%、磷石膏为20%、矿渣为30%,水泥外掺12%的硬化体28 d抗压强度为27.1 MPa,硫酸盐固废复合胶凝材料的水化产物主要为水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和钙矾石(AFt)。养护至28 d的硬化体浸出液中可溶性Mn²⁺、NH₄⁺-N、PO₄^3-和重金属离子浓度稳定后满足GB 8978—1996《污水综合排放标准...     

矿渣水泥中钙矾石形成条件及其作用

本文主要研究钙矾石(3CaO·Al_2O_3·3CaSO_4·32H_2O,简称E盐),联系矿渣硅酸盐水泥和石膏矿渣水泥在水化硬化过程中的物理化学条件,探讨E盐的生成和作用。在这个基础上,进一步改变矿渣硅酸盐水泥和石膏矿渣水泥的组成,得到具有微膨胀特性的矿渣水泥,并论述E盐在这种矿渣水泥中的生成数量、速度、形态、稳定性及其膨胀作用。     

粉煤灰矿渣复合水泥强度协同效应的研究

研究了由粉煤灰、矿渣、钢渣与一定量熟料组成的粉煤灰矿渣复合水泥中各组分对水泥的强度协同效应以及影响协同效应的主要因素。并利用SEM和MIP等技术研究了粉煤灰矿渣复合水泥的水化硬化过程、水化产物相组成及硬化浆体结构,以此来论证各组分间协同效应的作用机理。研究结果表明:当各组分比例适当时,通过石膏和添加剂的有效作用,采取合理的粉磨工艺和制度,粉煤灰矿渣复合水泥各组分可以产生强度协同效应。     

基于电解锰渣-磷石膏复合胶凝材料的制备与表征

为了有效提高电解锰渣资源化利用水平,针对电解锰渣化学成分和矿物组成特点,以电解锰渣为主要原料,通过辅加磷石膏、水泥、矿粉制备胶凝材料;在固定矿粉与水泥掺量的基础上,通过改变磷石膏的掺量,研究不同硫酸盐掺量对复合胶凝材料力学性能的影响。研究结果表明,制备的复合胶凝材料中电解锰渣、磷石膏、矿粉、水泥最佳质量配比为50:20:20:10,其硬化体14 d抗压强度可达20.62 MPa,而软化系数为0.80。电解锰渣-磷石膏复合胶凝材料的水化产物主要是钙矾石、C-S-H、和C-A-S-H。水化14 d后的硬化体浸出液中污染物浓度均在《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅴ类水体标准的限值内,其中Cr、Cu、Zn、As、Pb、Cd等重金属浓度可达到Ⅰ类水体的标准,硬化体具有良好的环境稳定性。     

矿渣种类对新型石膏矿渣硫铝酸盐水泥水化硬化的影响

矿渣的理化特性差异对新型石膏矿渣硫铝酸盐水泥(SAC-GS)各方面性能均有很大影响,因此本文选取3种生产用的典型矿渣,尝试多维度构建矿渣组成结构与SAC-GS宏观性能方面的联系。采用X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)等方法对各矿渣的矿物组成、元素组成及其存在状态进行对比分析。通过扫描电镜(SEM)、XRD等方法分析各水泥硬化浆体试样的水化过程,并测试各试样不同水化龄期的抗压、抗折强度,对比其早期水化放热速率、孔径分布等,结果表明铝含量更高且活性更高的矿渣,其水泥试样强度发展更快、水化程度更高、孔结构更加致密。基于以上分析,SAC-GS应选用高铝含量的矿渣原料。     

矿渣在不同胶凝体系中的水化特性

矿渣具有潜在活性,可用于制备不同类型的水泥.介绍了矿渣的形成与材料特性,在此基础上,将其用于矿渣硅酸盐水泥、超硫酸盐水泥及碱激发矿渣水泥,并分析其在不同胶凝体系中的水化特性.在三种胶凝体系中,矿渣在碱和硫酸盐激发下,形成大量水化硅酸钙和钙矾石等水化产物;随着水化反应的不断发展,使得硬化浆体更加致密,进而提高水泥的强度.