低水泥高掺量钢渣碱激发混凝土的试验研究

通过改变钢渣粉、矿渣粉等矿物掺合料的比例,研究碱激发大掺量钢渣混凝土的力学性能,并采用X射线衍射和扫描电镜等测试手段对其微结构进行分析。结果表明,激发剂与减水剂、胶凝体系、粗细骨料之间在合理加料、搅拌顺序下,和易性满足要求同时可以制备出钢渣掺量达60%、矿渣掺量为15%、硅灰掺量为5%、水泥掺量仅为20%、强度等级可达C30的混凝土;微观分析表明,优化后的混凝土胶凝体系28 d水化产物结构致密,且孔隙较少,后期强度发展较好。     

钢渣粉掺入对高强尾矿混凝土性能的影响

为了研究钢渣粉掺入对高强尾矿混凝土性能的影响,以比表面积为5 950 cm2/g的钢渣粉等量替代比表面积为5 137 cm2/g的基础胶凝材料(铁尾矿、矿渣、水泥熟料、天然石膏的梯级磨矿产品,各对应成分的质量比为40∶26∶26∶8)进行了胶砂流动度试验,并以等质量的原始粒级铁尾矿为骨料,进行了混凝土试件强度试验。结果表明:钢渣粉的掺入在一定程度上提高了体系的流动度;钢渣粉的掺入对混凝土早期强度有明显的负面影响;钢渣粉水化作用的缓慢、持久释放,使掺钢渣粉的混凝土后期强度显著增长,但钢渣粉的掺量不宜超过20%。试验产品的SEM分析表明,无论是否掺加钢渣粉,尾矿混凝土水化产物均为钙矾石和C-S-H凝胶;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。     

磁化水玄武岩纤维钢渣粉混凝土压拉性能试验研究

为提高玄武岩纤维钢渣粉混凝土力学性能,用磁化水取代普通水来拌制混凝土,分别进行3,7,14,21和28d力学性能试验,并对混凝土早期压拉破坏形态进行分析研究。结果表明:磁化水可有效提高玄武岩纤维钢渣粉混凝土压拉强度,尤其对早期强度提高更为明显。钢渣粉掺量为18%时,混凝土3,7和14d抗压强度较玄武岩纤维钢渣粉混凝土分别提高了约14.0%,9.0%和7.3%;3,7和14d抗拉强度分别提高了约10.3%,7.2%和4.5%。混凝土早期抗压最终破坏时,试件表面无明显损坏,整体性良好;抗拉最终破坏时,试件有微小裂缝,未完全破损。     

活性炭储能混凝土力学性能试验与分析

以活性炭为基体吸附癸酸-正辛酸制备相变储能骨料,研究了不同掺量的活性炭骨料、其储能骨料及粉煤灰对混凝土抗压和抗拉性能的影响,以及不同掺量的硅粉对活性炭储能骨料与粉煤灰双掺混凝土的抗压和抗拉性能影响。试验结果表明:活性炭骨料和粉煤灰的掺入会降低混凝土强度。当单掺活性炭骨料在5%～10%,混凝土的抗压和抗拉强度损失率不超过10%;当单掺粉煤灰在10%～15%,混凝土的抗压和抗拉强度损失率不超过10%;当双掺5%活性炭骨料与10%粉煤灰混凝土抗压和抗拉强度损失率不超过10%;当活性炭储能混凝土中掺入10%的硅粉时,混凝土抗压和抗拉强度分别提高16%和10%。     

钢渣骨料水工生态框混凝土制备方法及性能研究

未经精细化破碎、筛分处理的钢渣中存在粗、细2种颗粒,单独取代砂或石会造成骨料级配不佳,拌合物和易性下降。为寻找一种适合不同来源钢渣制备水工生态框混凝土的方法,以宝钢钢渣为研究对象,将钢渣骨料分为粗颗粒和细颗粒,分别进行级配分析,据此设计适宜的配合比;对适宜配合比下制备的混凝土试块进行拌合物性能、力学性能、耐久性及安定性测试,分析并确定钢渣骨料在水工生态框混凝土中的最大掺量。结果表明:宝钢钢渣骨料中粗颗粒级配介于5～16 mm连续级配和5～20 mm连续级配之间,与5～25 mm连续级配碎石复配后,可基本满足5～25 mm或5～20 mm连续级配碎石的要求;细颗粒级配不满足Ⅰ区、Ⅱ区或Ⅲ区要求,需要与中砂进行搭配使用,细颗粒取代Ⅱ区天然河砂的比例不宜超过25%,最高取代比例不应超过45%。钢渣与砂石骨料的表观密度差异较大,钢渣骨料取代砂石用于制备水工生态框混凝土时,细颗粒和粗颗粒应按体积百分比分别取代砂和石。以上述方法制备的钢渣骨料水工生态框混凝土试块,混凝土拌合物均具有良好的和易性,混凝土试块28 d抗压强度提升10%～20%,56 d电通量降至700 C以下。但钢渣骨料体积取代比例超...     

钢渣粉对全固废混凝土强度的影响

以钢渣粉、矿渣、脱硫石膏为胶凝材料完全替代水泥熟料制备全固废混凝土,考察钢渣粉比表面积和掺量对全固废混凝土抗压强度的影响。结果表明：随着钢渣比表面积的增加,混凝土抗压强度逐渐提高;水化早期钢渣粉对混凝土抗压强度增长贡献小于矿渣粉;在钢渣比表面积为640 m2/kg,钢渣粉、矿渣粉、脱硫石膏粉分别占胶凝材料总质量的25%、63%、12%时,制备的全固废混凝土抗压强度最高。钢渣、矿渣、脱硫石膏相互作用,促进了钙矾石和C-S-H凝胶的形成和生长;钙矾石的生成是混凝土早期强度的主要来源,在水化反应后期,钙矾石和C-S-H凝胶相互交织,形成致密结构有利于混凝土抗压强度提高。     

脱硫石膏无熟料钢渣水泥物理力学性能研究

以钢渣、脱硫石膏为主要原料,掺入适量矿渣和复掺少量激发剂,配制了无熟料钢渣水泥。试验结果表明所配制的无熟料钢渣水泥达到了42.5标号水泥的技术要求。探讨了矿渣掺量、激发剂复掺比例和脱硫石膏掺量对无熟料钢渣水泥强度和安定性的影响,以及配料的不同粉磨方式对无熟料钢渣水泥力学性能影响,通过微观分析进一步探究水化产物的结构和组成。     

煅烧煤系高岭土和硅粉用于混凝土的对比试验

用煅烧煤系高岭土细粉按一定比例等量取代水泥配制C50高性能混凝土,系统研究了硬化混凝土的力学性能和耐久性能。用工程常用的活性掺合料硅粉作平行试验进行对比,探讨煅烧煤系高岭土细粉代替硅粉用作混凝土活性矿物掺合料的可行性。试验结果表明,经700℃热处理得到的煅烧煤系高岭土具有相当高的水化活性,当掺量同为10%时,掺煅烧煤系高岭土混凝土具有良好的力学性能和耐久性能,而且其对混凝土抗折性能的增强效果优于硅粉。     

矸石-废弃混凝土胶结充填材料配比的试验研究

为解决充填开采原材料不足的问题,以废弃混凝土为骨料制备胶结充填材料。系统研究了废弃混凝土细骨料和粗骨料对充填材料流动性能及力学性能的影响,确定了废弃混凝土细骨料和粗骨料在充填材料中的添加比例,最后运用响应面分析法得出了矸石-废弃混凝土胶结充填材料的合理配比。结果表明:1)随着废弃混凝土细骨料替代率的增加,充填材料扩展度大体呈增长趋势,坍落度先略有减小后基本稳定,而随着废弃混凝土粗骨料替代率及水泥掺量的增加,充填材料坍落度及扩展度在逐渐减小,充填材料抗压强度随水泥掺量的增加而增大,随废弃混凝土骨料替代率的增加呈先增大后减小的变化趋势;2)废弃混凝土细骨料或粗骨料可分别替代充填材料中30%~70%的细矸石或粗矸石;3)试验条件下矸石-废弃混凝土胶结充填材料合理配比为:废弃混凝土细骨料替代率、粗骨料替代率及水泥掺量分别为37%,49%,156 kg/m~3。     

巷道钢纤维硅粉混凝土喷浆支护试验与应用

为解决普通混凝土喷浆支护浆体开裂、巷道变形严重的问题，提出采用钢纤维硅粉混凝土对其进行湿喷支护。通过试验研究钢纤维掺量与形状、硅粉掺量和减水剂掺量对混凝土抗弯强度的影响规律，得出最佳的钢纤维硅粉混凝土配比，应用于某矿的回风斜井喷浆支护。结果表明：波浪型钢纤维对混凝土抗弯强度提高能力远大于平直型钢纤维，最佳的波浪型钢纤维掺入率为1.5%，最佳的硅粉掺量为替代水泥掺量的10%，最佳减水剂掺量为0.6%。通过喷层应力监测和围岩变形观测证明了钢纤维硅粉混凝土喷浆支护控制巷道围岩的可行性.     

钢渣沥青级配碎石混合料的高温稳定性能研究

对钢渣原材料进行了化学成分分析和物理性能检测,钢渣在沥青混合料中可以作为粗骨料使用。根据钢渣的颗粒形状及粒径分布规律,设计了基于ATB-25级配的钢渣沥青级配碎石基层混合料的配合比。研究了钢渣沥青混合料高温稳定性能。当混合料用集料全部为钢渣时,其最佳油石比为5.7%,远高于同级配的石灰石混合料;而将石灰石细集料(0-5mm)掺配入混合料后,其最佳油石比降为4.1%;同时,将石灰石集料(0-5mm、5-10mm)掺配入混合料后,其最佳油石比为3.9%。从综合利用钢渣与降低成本的角度来讲,将石灰石集料作为钢渣沥青级配碎石基层混合料的细料部位,而粗料全部采用钢渣是最优方案。钢渣沥青混合料的高温性能优于石灰岩混合料。随着石灰岩集料的增加,混合料的性能越来越差。     

钢渣掺合料对碱集料反应抑制及有效性评估

利用ASTM C441方法进行钢渣掺合料抑制碱集料反应的有效性评估试验,钢渣掺合料抑制碱集料反应效果良好,砂浆棒膨胀率能够减少约50%;针对实际工程集料,采用提高养护温度和养护碱溶液浓度的优化试验方法进行有效性评估试验.试验结果表明,矿物掺合料达到胶凝材料总量的30%,单掺矿渣粉以及钢渣粉和矿渣粉复掺比例为1∶2时,钢渣掺合料对碱集料反应有较强的抑制效果.     

改性钢渣制备水泥的基础性能研究

摘要:以钢渣、铁尾矿为主要原料,将钢渣掺加三种铁尾矿并在高温下熔融,熔融后得到的改性钢渣用于制备钢渣水泥。研究钢渣掺加三种铁尾矿制备的钢渣水泥的凝结时间、安定性、抗折抗压强度等性能。通过物理性能和XRD检测分析三种改性钢渣水泥的各项基础性能。结果表明,此改性钢渣水泥具有良好的物理力学性能。钢渣掺加铁尾矿改性之后能缩短钢渣水泥的初凝时间,有效提高钢渣水泥的早期强度;改性钢渣水泥中f-CaO含量低于2%,钢渣掺加铁尾矿能有效降低f-CaO含量,提高水泥的安定性;抗折抗压强度分别达到P?SS42.5和P?SS32.5R等级。本项目利用当地工业废渣和尾矿研制的改性钢渣复合硅酸盐水泥,铁尾矿掺量达到了10%,对废弃资源进行了有效利用,增加了钢渣的高附加值,减少了环境污染。      

钢渣高附加值利用模式分析

针对我国钢渣的排放量和堆存量正在迅速增加，而其利用率却长期在低位徘徊的现状，分析了钢渣在建材领域的应用。由于钢渣成份波动大、混凝土掺合料均难以达到高效、高值化利用的目的。易磨性差以及稳定性不好，钢渣用作水泥混合材或利用钢渣的硬度大、强度高以及具有一定的胶凝性的特点，将其作为集料来应用，不仅可解决由于天然集料短缺而混凝土生产量递增，所造成的集料供需矛盾，而且可以提高混凝土材料的工程性能，降低其工程造价，从而取得较好的社会效益、经济效益、环境效益和工程效益，最终达到钢渣高附加值利用的目的。     

煤制油炉渣喷射混凝土在巷道支护中的应用

以煤制油炉渣作为骨料替代天然砂石制备炉渣喷射混凝土,通过分析煤制油炉渣基本物理性能确认其可行性,优化炉渣混凝土配合比,掺入粉煤灰,改变可再分散乳胶粉、偏高岭土掺量制得相应的炉渣混凝土,测试炉渣混凝土的黏结性与强度性能,观察炉渣微观形貌以及和水泥形成界面结构。结果表明:煤制油炉渣具有与建筑用砂相似的粒度与物理性能,水灰比为0.25,粉煤灰取代率为10%时强度性能良好。可再分散乳胶粉使炉渣混凝土折压比提高,韧性和黏结性大幅改善。粉煤灰和偏高岭土有利于后期强度的发展。最后得到在优化配合比、添加合适外加剂掺量下制备的较低回弹率和粉尘浓度的C25煤制油炉渣喷射混凝土。     

钢渣蒸汽加压稳定化预处理技术的研究

钢渣的安定性不良,成为其资源化开发利用的难点,若不进行有效处理,钢渣难以像矿渣、粉煤灰一样大容量价值利用。利用蒸汽加压设备对钢渣进行处理,压强为0.8-1.3MPa,时间为6-10h。结果表明：钢渣中游离氧化钙和游离氧化镁的含量明显降低,大颗粒的钢渣发生体积膨胀而破碎。通过压蒸釜对钢渣混凝土砌块进行安定性检验,证明经过稳定化处理后的钢渣安定性得到了提高。     

磨细矿渣配制大体积混凝土和高强混凝土的试验研究

论文研究了矿渣细度、掺量对水泥砂浆流动度和强度的影响,利用矿渣配制大体积混凝土和高强混凝土的矿渣最佳掺量。研究结果表明:矿渣微粉的掺入对砂浆的流动度有很大的改善作用,但其细度对流动度影响不大,而随着矿渣细度的增加,砂浆强度有所提高;配制大体积混凝土和高强混凝土的最佳矿渣掺量为40%~50%。     

钢渣矿渣掺合料对水泥性能的影响

研究了钢渣的掺入量对水泥浆体性能的影响,以及钢渣单掺和钢渣与矿渣复掺对水泥胶砂强度的影响。结果表明:钢渣的掺入可以改善水泥浆体的流动性,凝结时间随钢渣掺量增加而延长。单掺钢渣时,水泥胶砂强度下降明显。钢渣与矿渣复掺会相互激发、相互促进水化,水泥胶砂强度变化不大,且钢渣在复合粉中的比例为20%,替代水泥量为50%时,28 d强度已超过基准样。