激发剂对钢渣胶凝材料性能的影响

以钢渣、矿渣、水泥熟料为主要原料,并掺入少量激发剂,成功制备了高强、高钢渣掺量的钢渣胶凝材料.探讨了激发剂、熟料掺量、钢渣掺量对钢渣胶凝材料性能的影响,并通过SEM,XRD分析了激发剂对钢渣胶凝材料浆体水化产物及水泥石微观结构的作用.结果表明:激发剂显著提高了钢渣的活性,从而大幅度提高了钢渣胶凝材料的早期性能;掺加激发剂后,钢渣胶凝材料3 d抗压强度可增加119.7%;激发荆对钢渣胶凝材料浆体水化产物种类的影响不大;与硅酸盐水泥浆体相比,钢渣胶凝材料浆体中C-S-H凝胶和Aft晶体含量明显增多,Ca(OH)2晶体含量显著降低.     

电解锰渣激发钢渣活性研究

选用电解锰渣激发钢渣,研究电解锰渣的掺量对钢渣活性的影响及钢渣活性激发机理。借助XRD和SEM对钢渣胶凝材料水化产物进行矿物相分析和微观形貌分析;比较不同龄期的钢渣活性指数。研究结果表明当钢渣与电解锰渣复合取代50%水泥时,电解锰渣掺量为14%激发效果最佳,该比例下钢渣胶凝材料7 d的活性指数从54%提高到84%,28 d的活性指数从70%提高到92%,可达到425~#强度等级要求。电解锰渣掺入能够加速钢渣水化产物中C-S-H凝胶、AFt晶体的形成,反应生成的水化产物吸收了、熟料水化过程中释放的Ca(OH)_2,增大了钢渣水化浆体的密实度,从而提高了钢渣的活性。     

激发剂对高掺量炉渣复合胶凝材料早期力学性能影响研究

以硫酸钠、二水石膏、氯化钙、氢氧化钙为激发剂,对高掺量焚烧炉渣-水泥复合胶凝材料早期力学性能进行研究。试验结果表明:四种激发剂中,硫酸钠能更好地激发炉渣胶凝材料的活性,当硫酸钠掺量为2%时,试样的3d、7d、28d抗压强度分别达到12.5MPa、18.6MPa、27.6MPa。随着激发剂掺量的增加,高掺量炉渣复合胶凝材料的早期力学性能变好。     

无机激发剂对碱矿渣-钢渣胶凝材料抗压强度的影响

为研究几种常用无机激发剂对碱矿渣-钢渣胶凝材料抗压强度的影响,试验选取了水玻璃、NaOH、Na_2CO_3、Na_3PO_4、Na_2SO_4这5种激发剂,在改变激发剂种类和配合比的情况下,探讨其对碱激发矿渣-钢渣胶凝材料体系抗压强度的影响。并通过XRD和SEM作进一步表征。结果表明:在激发剂单掺体系中,水玻璃的效果最好,其所作用的强度最高,28 d强度达55.43 MPa;在以水玻璃为主要激发剂的碱激发剂复掺体系中,碱含量为4.5%的水玻璃与碱含量0.5%的Na_2CO_3的复掺效果相对较好,28 d强度为65.06 MPa,与单掺水玻璃相比,强度提高了约17%,引入的CO_3~(2-)有利于胶凝体系形成沸石类和方解石类水化产物。     

掺钢渣粉尾矿高性能混凝土的制备

研究了钢渣粉掺量和养护方式对全固废混凝土抗压强度的影响,并通过SEM分析了掺钢渣胶凝材料水化产物微观形貌。研究结果表明,钢渣粉掺量对混凝土的抗压强度有较大影响,湿热养护能够有效激发钢渣的活性,提高胶凝材料早期强度。掺入20%钢渣粉,采用56℃湿热养护,可以制备出28d抗压强度达77.26MPa的混凝土。掺入钢渣粉对水化产物种类不会造成影响,在反应的中后期,体系中C-S-H凝胶和钙矾石的协同生成能够促进体系强度的增长。     

镁渣胶凝材料强度影响因素的研究

以镁渣、矿渣、水泥熟料配制镁渣胶凝材料,探讨了镁渣掺量、水泥熟料掺量、物料粉磨工艺、辅助激发剂复掺对镁渣胶凝材料强度(抗压和抗折强度)的影响,分析了镁渣胶凝材料水化产物的矿物组成.结果表明:当镁渣与矿渣掺量相等时,镁渣胶凝材料有较好的强度;镁渣胶凝材料水化较慢,28d后强度还有大幅度的增长;水泥熟料掺量越大,镁渣胶凝材料强度越高;相比先磨后混工艺,先混后磨工艺所制备的镁渣胶凝材料有更好的强度;复掺3种辅助激发剂(水玻璃、硫酸钠、石膏)后,镁渣胶凝材料强度性能达到32.5强度等级复合水泥标准要求.镁渣胶凝材料水化产物主要由C-S-H,Ca(OH)_2和AFt等组成.     

矿粉掺量对碱激发凝灰岩胶凝材料性能的影响

将粒化高炉矿渣微粉(GGBS)掺入凝灰岩石粉(tuff)中,通过NaOH溶液和Na_2SiO_3溶液碱激发,制备碱激发凝灰岩胶凝材料。探究了GGBS掺量对碱激发凝灰岩胶凝材料凝结时间和力学性能的影响,并采用X射线衍射(XRD)等分析手段对样品进行微观表征,探究碱激发过程中凝灰岩石粉和GGBS的复合反应机理。结果表明:掺入GGBS可以缩短碱激发凝灰岩胶凝材料浆体的凝结时间;随着GGBS掺量的增大,碱激发凝灰岩胶凝材料的抗压强度呈现出先增大再减小的趋势,在GGBS掺量为20%时,制备的碱激发凝灰岩胶凝材料样品28 d抗压强度最高,达到73.33 MPa。微观分析表明,在碱激发剂作用下凝灰岩/矿粉复合体系发生了地质聚合反应和矿粉水化反应,生成了N-A-S-H凝胶和C-S-H凝胶共存的结构,从而提高了胶凝材料的强度。     

碱钢渣混凝土力学性能及耐久性能的试验研究

掺入一定比例及质量的复合激发剂,通过改变钢渣粉、矿渣粉及水泥等胶凝材料的比例,研究碱激发钢渣混凝土的力学性能及耐久性能,并采用XRD和扫描电镜等测试手段对其微结构进行分析。试验结果表明:在满足配置混凝土工作性能的前提下,钢渣掺量为40%、矿渣掺量为35%、硅灰掺量为5%、水泥掺量仅为20%,得到混凝土的强度等级可达C40,高于设计强度等级C30,且抗碳化性、抗冻性及抗硫酸盐侵蚀性等耐久性能优异;微观分析表明,此配合比混凝土的胶凝体系28 d水化产物结构致密,且孔隙较少,后期强度发展较好,胶凝体系与骨料之间结合性较好。     

磷石膏激发磷渣-矿渣-水泥复合胶凝材料体系的性能研究

实现高固废利用率及探明磷石膏激发的效果,主要研究了不同掺量磷石膏对磷渣-矿渣-水泥复合胶凝材料体系抗压强度的影响规律,并采用XRD、TG和SEM分析了体系的水化产物。结果表明:适量的磷石膏对磷渣-矿渣-水泥复合胶凝材料体系3 d的水化具有促进作用,当磷石膏掺量达到5%时,其含有的磷、氟等杂质会延缓胶凝材料的水化进程,导致3 d强度降低;磷石膏的掺入对体系7、28、90 d的强度都有一定激发效果,并且随着磷石膏的掺量增加,其主要水化产物C-S-H和钙矾石生成量逐渐增多,当磷石膏的掺量为5%时,水化至28 d后,体系中仍含有石膏,但当磷石膏掺量超过8%时,硬化浆体中残余大量石膏,反而会降低体系的机械强度。     

改性拜耳法赤泥对钢渣活性激发的研究

选用改性赤泥和水泥熟料作为激发剂,重点研究改性赤泥掺量对钢渣活性的影响。利用XRD和SEM对水化产物和微观形貌进行分析。研究表明,改性赤泥中的可溶性碱能够促进钢渣中的硅铝质活性矿物溶解,有效的提高了钢渣胶凝材料后期强度。后期强度的提高主要是由于水化产物中生成了絮状的C-S-H凝胶,以及片状的物质,但片状物质之间孔隙较多,导致强度提高不明显。综合考虑力学性能、流动性能,改性赤泥的掺量不宜超过8%。     

电镀污泥制备辅助性胶凝材料的试验研究

以工业固体废弃物电镀污泥和钢渣为原料,制备了一种辅助性胶凝材料。研究了不同配比的辅助性胶凝材料及辅助性胶凝材料掺量对水泥力学性能的影响,测定了重金属溶出率,并利用XRD、SEM研究了辅助性胶凝材料对水泥水化产物和微观形貌的影响。结果表明,适当比例的辅助性胶凝材料可以改善水泥强度,当电镀污泥∶钢渣=8∶2时,制备的辅助性胶凝材料在掺量为15%的情况下,其7 d、28 d强度比纯水泥熟料分别高5.9 MPa和1.4 MPa。此外,水泥浆体可以有效固化电镀污泥中的重金属,实现对电镀污泥的无害化处理。     

碱激发再生黏土砖粉泡沫混凝土性能研究

研究了在碱激发方式下再生黏土砖粉的活性激发效果和机理,探究了活性激发后的再生黏土砖粉用于制备泡沫混凝土的可行性。结果表明：复合碱激发剂可以提高再生黏土砖粉-水泥胶凝材料的28 d抗压强度和活性指数,当复合碱激发剂掺量为3%时,试件的28 d抗压强度和活性指数分别为22.42 MPa和73.3%,激发效果最好;当采用复合碱激发剂时,胶凝材料体系的水化放热速率和水化放热总量低,水化反应时间长,试件的后期强度高;当复合碱激发剂掺量为3%、再生黏土砖粉掺量为40%、水胶比为0.50时,再生黏土砖粉泡沫混凝土的性能满足JG/T266—2011《泡沫混凝土》的要求。     

湿选钢渣尾泥的机械活化及其在混凝土中的应用

为实现湿选钢渣尾泥的大规模资源化利用,通过机械活化方法制备钢渣尾泥复合胶凝材料,以铁尾矿和废石为骨料制备C40混凝土,并研究钢渣尾泥复合胶凝材料对混凝土性能的影响。利用X射线衍射（XRD）、扫面电镜（SEM）、红外光谱（FT-IR）等微观测试手段分析钢渣尾泥复合胶凝材料的水化机理。结果表明：钢渣尾泥比表面积为490 m2/kg时,胶凝材料中钢渣尾泥掺量30%、矿渣55%、脱硫石膏15%条件下,C40混凝土的28 d抗压强度可达42.16 MPa,满足混凝土强度设计要求。复合胶凝材料的水化产物主要为AFt和C-S-H凝胶,随着水化龄期的增加,C-S-H凝胶大量生成并与AFt晶体紧密交织,保证了混凝土的强度增长。     

赤泥、电解锰渣复合激发钢渣活性的研究

选用赤泥、电解锰渣复合激发钢渣活性,系统研究不同比例复合激发剂对钢渣活性的影响以及激发机理。利用XRD和SEM对钢渣胶凝材料水化产物进行矿物相分析和微观表征,比较不同龄期的钢渣活性指数。结果表明,当钢渣、赤泥、电解锰渣三者的质量配合比为3∶1∶2时,对钢渣活性激发效果最佳,钢渣7 d的活性指数从46%提高到82%,28 d的活性指数从61%提高到82%。赤泥、电解锰渣复合激发剂能够促进钢渣水化产物中C-S-H凝胶、AFt晶体的形成,减少了Ca(OH)_2的形成,增大了钢渣水化浆体的密实度,从而提高了钢渣的活性。     

激发剂对钢渣胶凝活性及微观结构的影响

研究了化学激发对钢渣胶凝活性的影响,分析了硫酸钠、硅酸钠和硅灰3种激发剂单掺和复掺对钢渣活性及其强度的影响。通过X射线衍射、红外光谱和扫描电镜等测试,揭示了的宏观性能和微观结构的内在联系。结果表明:激发剂单掺和复掺均能有效提高钢渣的活性和水化速率,从而提高钢渣水泥的强度。当硅灰和硫酸钠复掺时叫过最好,促使Ca(OH)2发生二次水化,生成钙矾石和C-S-H凝胶,使硬化体密实、强度提高,3、28 d强度相比空白样分别提高了128%、49%。     

减胶剂对水泥混凝土性能及胶凝材料水化作用的影响

通过掺与不掺减胶剂对胶凝材料体系的影响试验,研究了减胶剂对混凝土工作性、强度及耐久性的影响,探明了减胶剂对胶凝材料早期电阻率及水化产物的影响和对不同原材料所配制胶砂的激发效果.结果 表明:掺入0.5％的减胶剂能显著提高混凝土的28 d强度和混凝土的抗碳化性能、抗渗性能,降低混凝土的电通量.在达到相同的混凝土性能标准下,掺加减胶剂能降低混凝土胶凝材料的用量,提高混凝土的经济性;减胶剂除具有分散性外,还能有效激发粉煤灰效果,使水泥早期水化电阻率降低,溶出更多的离子并生成更多的碳铝酸钙等水化产物,进而提高混凝土的各项性能.     

自然养护条件下水泥-粉煤灰复合胶凝材料体系早期水化的研究

在自然变温条件下,采用水化热,XRD,TG-DSC手段研究了水泥-粉煤灰复合胶凝材料体系在水灰比一定的条件,粉煤灰掺量和亚硝酸钠掺量对早期水化的影响规律。研究结果表明:在水化热测试中,温度对胶凝材料的早期放热速率影响较大,粉煤灰掺量和亚硝酸钠掺量对其放热速率影响较小,但三者都会影响胶凝材料早期水化放热量;在XRD分析中,随着粉煤灰的掺量增加,水化产物CH在晶体产物中的比例是逐渐下降的,随着亚硝酸钠的增加,水化产物CH在晶体产物中的比例逐渐增加的;在TG-DSC产物分析中,水化产物CH随着粉煤灰掺量和亚硝酸钠掺量的逐渐增大,水化产物CH的含量是逐渐减少的。这表明:亚硝酸钠一方面促进的胶凝材料的水化,生成较多的CH,另一方面激发了粉煤灰的火山灰效应,消耗了部分的CH,生成了不易形成晶体的水化硅酸钙。     

超细矿渣粉水化反应特征及活性评价

比较并改进流行的矿渣活性指标的测试方法,测试了超细矿渣粉的活性,并研究超细矿渣粉-水泥胶凝体系的水化机理及水化产物。试验结果表明超细矿渣粉-水泥胶凝体系Na OH溶液浸泡养护模式激发效果最好,活性指数达到116%。XRD分析表明超细矿渣粉-水泥胶凝体系的主要水化产物是、钙矾石。水化早期钙矾石峰随着矿粉掺入量而增强,胶凝体系的早期强度主要来自AFt晶体结构网络。随着超细矿渣粉逐渐消耗水泥水化产生的Ca(OH)2,体系后期强度主要来自超细矿渣粉在Ca(OH)2激发下反应得到的CSH凝胶网络。     

碱激发矿渣-钢渣复合胶凝体系的性能研究

以氢氧化钠和水玻璃为激发剂制备矿渣-钢渣复合胶凝材料,研究矿渣掺量、碱当量和水玻璃模数对复合胶凝材料抗压强度的影响,并采用XRD、SEM对硬化试样的显微形貌和水化产物组成进行了分析。结果表明：随矿渣掺量减少,抗压强度降低。随碱当量的增加,抗压强度先提高后降低,碱当量为11%时强度达到最高。随水玻璃模数的增大,抗压强度先提高后降低,当水玻璃模数为1.2时强度达到最高。水化产物主要为CaCO3、C-S-H凝胶、C-A-S-H凝胶、托贝莫来石及RO惰性相。     

石膏与硅灰对钢渣水泥基胶凝材料复合改性效应

以钢渣和水泥为主要原料,加入少量石膏(CaSO4·2H2O)与硅灰,制备钢渣水泥基胶凝材料。探讨了CaSO4·2H2O与硅灰掺量对钢渣水泥基胶凝材料强度的影响,并通过XRD、SEM表征,研究钢渣水泥基胶凝材料的水化性能。结果表明：复掺1% CaSO4·2H2O和4% 硅灰的钢渣水泥基胶凝材料3 d抗压强度较未掺CaSO4·2H2O与硅灰提高了59.0%,28 d抗压强度提高了32.4%;CaSO4·2H2O与硅灰的加入不会影响钢渣水泥基胶凝材料水化产物种类;相同龄期内,加入CaSO4·2H2O与硅灰的钢渣水泥基胶凝材料中水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和钙矾石(AFt)含量增多,Ca(OH)2晶体含量、晶体尺寸有所减小。