碱-矿渣-粉煤灰水泥

矿渣和粉煤灰均为工业废渣。本文研究用碱激发矿渣的潜在水硬性,使矿渣水化物与粉煤灰进行火山灰反应,在矿渣与粉煤灰适宜配合比的基础上,制得一种不经煅烧的节能、省资源的新型胶凝材料。文中采用混料回归设计中的单形格子法确定配料试验方案。以水泥强度作为响应函数,得出回归方程式,并用微机处理数据和绘出强度等值线,从中找出碱——矿渣——粉煤灰水泥的最优配比。除配合比外,碱性激发剂的种类,矿渣质量和粉磨细度,外加剂的掺加等工艺因素对强度也有影响,本文对此亦进行了探讨。     

火山灰质材料取代矿渣制造碱矿渣水泥

用人工和天然火山灰质材料(如火山灰、粉煤灰和沸石)替代部分高炉矿渣制造碱矿渣水泥。研究了这些材料对碱矿渣水泥的强度、抗化学侵蚀性能以及抑制泛碱的作用。实验结果表明它们能降低碱矿渣水泥的强度,但对提高抗化学侵蚀性能以及抑制泛碱有明显效果。火山灰质材料的含量应限制在30%以内,适宜的碱激发剂用量为4～5%(按 Na_2O 计)。XRD 分析表明其主要水化产物为 CSH(B)。     

碱激发矿渣混凝土制备及性能研究

本文主要分析不同模数和掺量的水玻璃对矿渣及粉煤灰潜在活性激发效果,同时对碱激发矿渣混凝土配合比进行试验研究,结果表明适当模数及掺量的水玻璃可以有效激发矿渣潜在活性;采用粉煤灰替代部分矿渣可以改善料浆的流动性,但其潜在活性低于矿渣,不利于强度发展;碱矿渣混凝土属于绿色环保型建材,具有显著经济社会效益,本次试验成功配制出C50碱激发矿渣混凝土。     

粉煤灰与矿渣的早期火山灰反应放热行为及其机理

针对大体积混凝土绝热温升计算中粉煤灰与矿渣的火山灰反应放热问题,利用微量热仪法测试了不同掺量粉煤灰和矿渣对水泥水化热及放热速率的影响规律,分析了粉煤灰和矿渣水化3d以前的火山灰反应放热行为,采用X射线衍射与差示扫描量热–热重法研究了粉煤灰与矿渣对水泥早期水化及其火山灰放热行为的影响机理。结果表明：粉煤灰与矿渣水化3d时火山灰反应热分别约为3～5J/g和15～16J/g。粉煤灰对水泥水化的阻碍作用在水化24h前最为明显,其火山灰效应主要发生于水化24h之后;矿渣对水泥水化有促进作用,自加水开始即表现出一定的火山灰效应。粉煤灰与矿渣掺入后有助于水泥水化产物中钙矾石的稳定,钙矾石抑制了水泥水化,Ca（OH）2生成量减少,因而粉煤灰与矿渣的火山灰反应也受到影响。     

固体碱激发制备碱-矿渣-高钙粉煤灰水泥的研究

研究了采用固体碱激发制备碱 -矿渣 -高钙粉煤灰水泥的方法途径。结果表明 :在碱激发剂最佳掺量条件下 ,调整矿渣与高钙粉煤灰的配比 ,可制备出 32 5号～ 5 2 5号的碱 -矿渣 -高钙粉煤灰水泥。该水泥生产成本低、性能优良 ,是一种具有发展前景的绿色环保节能建材。     

自燃煤矸石-矿渣-粉煤灰地质聚合材料的制备及基本性能研究

以自燃煤矸石、矿渣和粉煤灰为原料,以水玻璃和氢氧化钾为激发剂,制备自燃煤矸石-矿渣-粉煤灰地质聚合材料.采用三因素、四水平的正交试验对地质聚合材料胶砂强度进行研究,探讨自燃煤矸石、水玻璃和矿渣掺量对胶砂强度的影响规律.并对最优配合比进行细度、凝结时间和体积安定性检测.结果表明,在水胶比为0.46、试件脱模后在65℃环境下蒸养6h再标准养护的条件下,自燃煤矸石-矿渣-粉煤灰地质聚合材料胶砂强度最佳配合比是:自燃煤矸石∶矿渣∶粉煤灰=2∶1∶1,水玻璃∶氢氧化钾=7∶3,该胶凝材料各项性能皆满足硅酸盐水泥的技术标准,强度等级达到42.5R.研究结果为以大宗固体废弃物为原料制备地质聚合材料提供了参考.     

碱激发胶凝材料化学收缩或膨胀的试验研究

本文对碱激胶凝材料与水-水泥体系的化学收缩或膨胀进行了试验研究,其中以水-水泥体系为对比样.结果表明:室温(20±1℃)条件下,水-水泥体系、碱激发矿渣和碱激发粉煤灰体系都发生化学收缩,且其收缩值随反应龄期的延长而增加;在相同的龄期,水-水泥体系的化学收缩最大,碱激发矿渣体系的化学收缩最小;碱激发偏高岭石体系发生化学膨胀,且其膨胀值随反应龄期的延长而增加;碱激发偏高岭石的反应产物是无定形类沸石(因为具有沸石的NH+4离子交换性质),其中低聚合度的产物对化学膨胀有很大贡献;碱激发矿渣体系和碱激发粉煤灰体系的主要反应产物的性质与水泥产物的性质相似,但是存在少量无定形类沸石,这对化学收缩有部分抵消作用.     

金川矿山矿渣-粉煤灰基早强充填胶凝材料试验

利用唐钢矿渣和粉煤灰火山灰质材料,以生石灰、芒硝和亚硫酸钠作为复合激发剂,开展满足金川镍矿下向分层进路胶结充填要求的矿渣-粉煤灰基胶凝材料研究。对比分析唐钢和酒钢矿渣的化学成分和质量评价结果发现,唐钢矿渣质量优于酒钢;河砂粗骨料级配分析结果表明,该骨料较粗,级配不良。利用酒钢矿渣替代唐钢矿渣进行矿渣-粉煤灰基胶凝材料试验,结果表明:利用酒钢矿渣开发的金川矿山充填胶凝材料的胶结充填体强度低于唐钢矿渣开发的充填胶凝材料,不能满足金川矿山要求。为此,进一步开展酒钢矿渣-粉煤灰基充填胶凝材料早强剂和水泥复配激发剂胶结充填体强度试验研究,基于3水平4因素正交试验和极差分析,得到影响充填体早期强度的激发剂因素排序为:脱硫灰渣生石灰粉煤灰水泥。最后通过建立神经网络预测模型,预测5水平正交试验充填体强度和激发剂配方优化方案,并进行验证试验。研究结果表明,激发剂最优配方为:生石灰5%、脱硫灰渣5%、粉煤灰15%和水泥15%,由此制备的胶凝材料能够满足金川矿山充填强度要求。     

赤泥-碱矿渣水泥及其制品的研究

本文研究了不同碱激发剂对碱矿渣水泥强度的影响,确定了以硅酸钠和石膏作为复合激发剂,且掺量分别为3%和5%时碱矿渣水泥的强度最高,并分析了激发剂的作用机理。同时研究了赤泥对碱矿渣水泥强度的影响,并研究了利用赤泥-碱矿渣水泥作为基本胶凝材料制造的免烧砖和轻质墙体材料的性能。     

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.     

碱激发水泥的类型与特点(英文)

基于所含胶凝组份的成分,可以将碱激发水泥分成5种类型:1)碱激发矿渣水泥;2)碱激发波特兰复合水泥;3)碱激发火山灰水泥;4)碱激发石灰-火山灰/矿渣水泥;5)碱激发铝酸钙复合水泥,每种类型碱激发水泥包含几种胶凝体系。综述了这5种碱激发水泥的成分和特征。     

粉煤灰—矿渣水泥的碱激发规律研究

以粉煤灰、矿渣为基本原料,以水玻璃为碱激发剂,研究了在实验条件下制备粉煤灰—矿渣基水泥的碱激发规律。结果表明,粉煤灰、矿渣的相对掺加量、水玻璃的掺量及模数、熟料、Na2SO4、CaO掺加量对强度都有显著的影响。     

碱激发胶凝材料中碱硅反应研究进展

本文综述了碱激发矿渣、碱激发粉煤灰、碱激发矿渣粉煤灰以及其它碱激发胶凝材料中的碱硅反应研究进展.在相同条件下,碱激发矿渣砂浆棒或混凝土棱柱体的膨胀值通常比硅酸盐水泥材料的小,取决于碱激发剂种类、活性骨料的种类和尺寸等.碱激发矿渣的碱硅反应并不随碱掺量的增加而变大,存在碱掺量最劣值.用粉煤灰或偏高岭土来取代矿渣可减小甚至抑制碱激发矿渣中碱硅反应的发生.     

粉煤灰和矿渣粒度分布对混凝土微观结构和抗氯离子渗透性的影响

针对胶凝材料比表面积和粒度分布等物理性质存在的差异,将P·Ⅱ水泥,Ⅰ级、Ⅱ级粉煤灰和S95级、S105级矿渣进行互掺,固定水泥用量,设计了4种粉煤灰和矿渣的组合方式,通过流动度试验分析了组合方式对净浆流动性的影响,并将粒度分布曲线与Fuller分布曲线进行了比较。在净浆配合比的基础上,对不同组合方式的混凝土进行了工作性、力学性能及自由氯离子浓度测试,探讨了粉煤灰和矿渣的粒度分布对混凝土强度和抗氯离子渗透性的影响,并对硬化浆体水化产物的微观形貌和化学组成进行了分析,揭示了影响机理。研究结果表明,矿物掺合料的粒度分布是决定颗粒级配优劣的重要因素。Ⅰ级粉煤灰具有更强的滚珠效应,在提高流动性方面起了关键性作用。粉煤灰和矿渣的水化及火山灰反应程度影响着混凝土的力学性能和耐久性能,由于Ⅰ级粉煤灰有更大的比表面积,火山灰活性也较高,因此Ⅰ级粉煤灰和S95/S105级矿渣组合的净浆流动度,混凝土的工作性、抗压强度和抗氯离子渗透性均明显高于Ⅱ级粉煤灰和S95/S105级矿渣组合。其中Ⅰ级粉煤灰和S95级矿渣组合的胶凝材料粒度分布曲线与Fuller曲线最为接近,粒度分布最优,水化浆体中Ca(OH)₂含量最低,火山灰反应最为充分,对应的混凝土微观结构致密,抗氯离子渗透性最好。     

矿渣对阿利特-硫铝酸钡钙水泥水化硬化过程的影响

通过对水泥力学性能、水化速率和水泥硬化浆体孔结构的测定,结合XRD、SEM分析,研究了矿渣对阿利特-硫铝酸钡钙水泥水化硬化过程的影响。研究结果表明:掺入矿渣后,水泥的早期强度下降幅度较大,但后期强度下降幅度较小。在试验掺量范围内,当矿渣掺量为20%时,该水泥各龄期抗压强度下降幅度最小,其后期抗压强度接近纯熟料水泥;加入矿渣后,水泥水化热明显降低,矿渣在受到碱激发与硫铝酸盐双重激发作用下发生二次水化反应,使水泥水化速率有一定增加而出现第三个放热峰;矿渣二次水化反应有效地改善了硬化水泥浆体的孔结构,使水泥后期强度逐渐增加。     

粉煤灰-矿渣基矿物聚物的强度影响因素及机理分析

试验以三种不同化学成分的粉煤灰与矿渣组成二元胶凝体系,在碱硅酸盐激发下制备了粉煤灰-矿渣基矿物聚合物.研究了粉煤灰中CaO的含量、形态以及碱硅酸盐激发剂模数对所制备矿物聚合物抗压强度的影响规律,并结合NMR、XRD和SEM等微观测试手段分析了其作用机理.试验结果表明:粉煤灰中非晶态CaO含量越高,粉煤灰-矿渣基矿物聚合物的抗压强度越大;粉煤灰中晶态CaO含量高是导致后期强度倒缩的主要原因;随着碱硅酸盐激发剂模数的增大,粉煤灰-矿渣基矿物聚合物的抗压强度先增大后减小,当激发剂模数为1.2时,抗压强度最大.     

化学激发粉煤灰-水泥体系的火山灰效应分析

采用数值分析方法对粉煤灰-水泥体系的火山灰效应进行研究,分析了化学激发剂对粉煤灰火山灰效应的影响。     

新型矿渣-粉煤灰混凝土试验研究

以氢氧化钠激发矿渣和粉煤灰,在不用熟料的情况下,研究了碱激发矿渣粉煤灰混凝土的工作性、凝结时间及粉煤灰细度和矿渣、粉煤灰的比例对混凝土强度的影响。最后,在无特殊措施的情况下配制出标号达C50的混凝土。     

水泥-钢铁渣粉-粉煤灰复合胶凝体系对混凝土性能的影响

对水泥-钢铁渣粉-粉煤灰复合胶凝体系最佳配比进行了研究,得出最优配合比,同时研究了在C20~C60强度等级混凝土中,钢铁渣粉等量取代矿渣粉对混凝土工作性能和力学性能的影响,并对C35和C50混凝土的电通量和耐磨度进行了测试。结果表明,水泥-钢铁渣粉-粉煤灰复合胶凝体系的最佳配比为水泥60%、粉煤灰15%、G95钢铁渣粉25%;与掺矿渣粉拌制混凝土相比,掺钢铁渣粉拌制混凝土可以获得更好的抗氯离子侵蚀性和耐磨性。这为钢铁渣粉在混凝土中等量替代矿渣粉的应用思路提供了依据。     

粉煤灰对碱激发矿渣胶凝材料耐盐酸腐蚀性能的影响

为了研究粉煤灰对碱激发矿渣胶凝材料耐盐酸腐蚀性能的影响,对不同粉煤灰掺量下碱激发矿渣砂浆在pH=1的盐酸环境中浸泡14 d、28 d和60 d后的外观、质量损失、腐蚀深度、抗压强度和耐蚀系数进行了研究,通过X射线衍射和化学滴定方法对其机理进行了分析.结果表明:碱激发矿渣砂浆在盐酸溶液中浸泡后表面被严重腐蚀,质量与强度损失均很大.粉煤灰的掺入使试块表面被腐蚀情况明显变好,质量与强度损失也明显减少,但粉煤灰的掺入会降低碱激发矿渣砂浆的强度,增大其腐蚀深度.XRD与化学分析的结果表明碱激发粉煤灰中可被盐酸溶出的物质含量较少,因而掺入粉煤灰可以提高碱激发矿渣胶凝材料的耐盐酸腐蚀性能.