不锈钢渣理化性质分析与应用研究

借助于XRD、SEM和DSC/TG等测试分析手段进行不锈钢渣理化性质分析与表征.结果表明:不锈钢渣化学成分主要是SiO2和CaO,其次是MgO、Al2O3及Fe2O3;矿物组成包括硅酸三钙(Ca3SiO5)、硅酸二钙(Ca2SiO4)、硅钙石(Ca3Si2O7)、硅酸钙(CaSiO3)及RO相;微观结构由许多尺寸大小不等的颗粒组成,孔隙大、结构疏松;内外照射指数IRa和Iγ均小于1.0,符合GB 6566-2010标准;当不锈钢渣质量百分比掺量为30%时,28 d抗压强度基本达到P· C32.5复合硅酸盐水泥标准,且7 d活性指数显著高于28 d活性指数.并依据研究结果分析不锈钢渣在水泥、混凝土及建筑材料领域资源化利用的可行性.     

石灰石粉锂渣超早强超高强混凝土研究

研究了石灰石粉及其与锂渣复合掺加对混凝土强度的影响.研究表明,石灰石粉掺量在10%以下时有利于抗压强度的发展,在20%以下时有利于抗折强度的发展.10%的石灰石粉和10%的锂渣复合显示出优良的复合效应,当单位水泥用量为464kg/m3 时,7d抗压强度达到了105MPa.28d强度达到了124MPa,60d强度达到了132MPa.可代替矿渣、硅灰制备超早强高强超高强混凝土.     

水胶比、锂渣掺量和细度对混凝土抗压强度的影响研究

为了研究不同影响因素对锂渣混凝土抗压强度的影响,本文以水胶比、锂渣掺量和锂渣细度为考察因素,设计正交试验;通过极差和方差分析法分析各因素对锂渣混凝土抗压强度的影响大小,并进一步分析水胶比和锂渣掺量对锂渣混凝土抗压强度的影响规律.结果表明:水胶比是影响锂渣混凝土抗压强度的主要因素,其次是锂渣掺量,最次是锂渣细度;随着龄期的增长,锂渣掺量的影响逐渐显著,锂渣细度的影响逐渐消失.锂渣混凝土前期的抗压强度低于普通混凝土或与其相当,其28 d和60d抗压强度均大于普通混凝土.锂渣混凝土抗压强度随着锂渣掺量的增加而先增大后减小,锂渣的最佳掺量为20％.当水胶比分别为0.466、0.404(0.466)和0.530时,锂渣掺量为10％、20％和30％的混凝土抗压强度增长率为最大.     

纳米SiO2对不同强度等级混凝土性能的影响

通过纳米SiO2与粉煤粉复掺,用纳米SiO2等量替换水泥,分别配制强度等级为C35的普通混凝土和强度等级为C60的高强混凝土,对混凝土试件进行主要性能测试.结果表明28 d龄期立方体抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量在纳米SiO2掺量为2％～3％范围内取最大值,对C35级别与C60级别的试件28 d龄期的力学性能影响为:立方体抗压强度最大增幅分别为14％、10％;轴心抗压强度最大增幅分别为18％、14％;弹性模量最大增幅分别为17.5％、11.2％.混凝土的工作性随纳米SiO2掺入量的增加均呈快速降低趋势,相同纳米SiO2掺量的混凝土C35级别的坍落度和扩展度下降速度比C60级别的更快.混凝土的抗渗性能随纳米SiO2掺入量的增加而提高,低强度等级的抗渗透能力的提高幅度明显高于较高强度等级的混凝土.     

锂渣和钢渣对水泥浆体力学性能与微观结构的影响

利用锂渣粉和钢渣粉替代部分P·O 42.5水泥制备了复合水泥净浆试样。通过SEM、XRD、FT-IR等测试方法分析了二者对试样的影响及作用机制。结果表明,锂渣替代部分水泥会降低浆体的流动性,钢渣替代部分水泥有利于提高浆体流动性。锂渣具有促凝效果,而钢渣在浆体中可发挥缓凝作用。锂渣、钢渣复合掺入时可调控浆体的流动性和凝结时间。锂渣对浆体力学性能的提高相比钢渣具有更明显的优势,当水胶比为0.4时,掺入20%(质量分数)锂渣的试样28 d抗压强度可达62.3 MPa,相比空白样可提高23%左右。SEM结果显示掺20%锂渣可使试样28 d微观结构更致密。XRD结果显示试样的水化产物主要为C-S-H凝胶和Ca(OH)₂。FT-IR结果显示Si—O键峰位发生了一定的红移,H—O—H键发生了蓝移。     

不同矿物掺合料对蒸养水泥水化产物与力学性能的影响

为探讨矿物掺合料对预制装配式混凝土水化产物与力学性能的影响,采用20％的镍铁渣粉、锂渣粉、钢渣粉与矿渣粉分别取代水泥,在早期80℃蒸养7h条件下制备了水泥净浆与砂浆,对比研究了镍铁渣粉、锂渣粉、钢渣粉与矿渣粉对7h和28 d龄期蒸养水泥水化产物和力学性能的影响.结果 表明:除了C-S-H与Ca(OH)2外,7h蒸养水泥的水化产物主要为AFm与Ca4Al2O6(CO3)0.5(OH)·11.5H2O,28 d蒸养水泥的水化产物主要为Ca4Al2O6(CO3)0.5(OH)·11.5H2O和Ca4Al2O6(CO3)·11H2O,矿物掺合料对蒸养水泥水化产物种类影响较小;掺镍铁渣粉、锂渣粉、钢渣粉、矿渣粉后,7h蒸养水泥的化学结合水含量分别达到了纯水泥的93.27％、102.22％、90.24％、102.22％,28 d蒸养水泥的化学结合水含量分别达到了纯水泥的93.76％、95.08％、86.27％、95.68％,掺锂渣粉与矿渣粉可以显著提高7h蒸养水泥的水化程度,掺钢渣粉的效果最差;此外,掺锂渣粉、钢渣粉、矿渣粉改变了蒸养7h水泥浆体C-S-H的形貌,除了纤维状C-S-H外,掺锂渣粉水泥浆体中还有蜂窝状C-S-H形成,掺钢渣粉水泥浆体与掺矿渣粉水泥浆体中还有球形与薄片状C-S-H形成;掺锂渣粉可以提高早期80℃蒸养7h水泥胶砂的抗压与抗折强度,但四种矿物掺合料均不能改善28 d蒸养水泥胶砂的力学性能.     

磷渣粉在水泥基材料中的最佳理论掺量的研究

采用激光粒度分析仪测得磷渣粉颗粒群的分布特性,差热失重分析(DTA-TG)测得磷渣粉掺量分别为0%、30%、60%、80%时Ca(OH)2的含量并回归得到磷渣粉掺量与Ca(OH)2含量的计算公式;结合SEM扫描电镜观测到磷渣粉经过180 d龄期的火山灰反应深度以及其与矿渣水化程度的比较,确定磷渣粉的反应率范围;根据磷渣粉中的活性成分SiO2和Al2O3与水泥水化产物Ca(OH)2发生的二次反应程度,来确定水泥基胶凝体系中磷渣粉的最佳理论掺量.结果表明,磷渣粉比表面积为340 m2/kg时,经过180 d龄期侵蚀后,计算得到水泥体系中磷渣粉的最大掺量范围为33.7～65.3%.     

锂渣掺量对水泥-减水剂浆体流变特性和混凝土性能的影响

本文研究了锂渣掺量对水泥-减水剂浆体流变特性、新拌混凝土工作性及硬化混凝土强度的影响。从紧密堆积理论和固体颗粒体积分数角度解释了锂渣掺量对水泥-减水剂浆体流变性能的影响。结果表明：锂渣水化初始的屈服应力和塑性黏度均随锂渣掺量的增加而增大，流变性能劣化。新拌混凝土的工作性与锂渣掺量呈负相关；随锂渣掺量的增加，7 d抗压强度不断降低，28 d抗压强度呈现出先增后降的趋势。     

锂、钢渣掺合混凝土强度性能的正交试验研究

锂、钢渣是工业废渣,但其化学成分和物理性质均符合混凝土掺合料的特性,对改善混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度有利,而且价格低廉,可降低工程成本.文章中对锂、钢渣高性能混凝土的强度进行了较系统的正交试验研究.试验结果表明:(1)锂、钢渣是影响高性能混凝凝土早强的主要因素,锂渣掺量以10％(前期)和30％(后期)为最优;水胶比则是影响锂、钢渣高性能混凝凝土后期抗压强度的主要因素.(2)磨细钢渣粉对混凝土的充填作用优良,对混凝土早期抗压强度作用显著,钢渣掺量以20％为最优.(3)水胶比对28 d劈裂抗拉强度影响显著.此外,通过试验还得出了不同强度的最优配合比.     

宜春锂云母提锂渣的火山灰活性研究

采用强度指数法、选择性溶解法、结合水率法、TG-DTA同步热分析等检测手段,评价对比了锂渣与粉煤灰、煤矸石、花岗岩粉等几种常用硅铝质材料的火山灰活性.结果表明,锂渣在四种硅铝质材料中活性指数最高,对Ca(OH)2的消耗能力最强,显示锂渣具有优良的火山灰活性.     

利用磷渣制备复合材料研究

采用工业固体废弃物磷渣作为主原料制备复合材料,研究了氢氧化钠(NaOH)用量(%)、硅酸钠(Na2SiO3)用量(%)、水(H2O)用量(%)、胶集比(C/S)以及压制压力对复合材料性能的影响。研究结果表明以活化磷渣作为胶凝粉体,以原状磷渣作为集料进行复合,并通过湿热养护工艺可制备出综合性能比C60混凝土、天然石材、蒸压砖更优异的复合材料。     

Al2O3-ZrN-Sialon-C复相耐火材料抗渣侵性能研究

以板状刚玉、石墨、α-Al2O3、金属铝粉、单质硅粉为主要原料,ZrN-Sialon复相粉体为添加剂,采用酚醛树脂结合制备了Al2O3-ZrN-Sialon-C复相耐火材料.采用静态坩埚法研究了ZrN-Sialon复相粉体加入量对材料抗渣侵蚀性能的影响,借助SEM与EDS面扫描对渣蚀后材料的结构和成份进行分析,并探讨了Al2O3-ZrN-Sialon-C复相耐火材料的抗渣侵蚀机理.结果表明:ZrN-Sialon复相粉体加入量为9wt％时,材料表现突出的抗钢渣侵蚀性能.研究表明材料中Sialon氧化后生成的SiO2能形成致密的氧化保护层,同时ZrN氧化后形成的ZrO2有利于提高抗钢渣的浸润,阻止钢渣的渗透与侵蚀.分析认为Al2O3-ZrN-Sialon-C复相耐火材料的钢渣侵蚀机理为氧化-熔蚀-渗透.     

矿物外掺合料对箱梁C50混凝土工作及力学性能影响

利用粉煤灰/矿渣粉作为复合外掺料等量替代部分水泥,探究外掺合料的组成及掺量对箱梁C50混凝土工作性及力学性能的影响,并通过SEM观察混凝土微观结构,结果表明:复合掺合料中,粉煤灰与矿渣粉最佳质量比为1∶2.外掺合料掺量从0%增至30%过程中,C50混凝土工作性有所改善,但混凝土3 d、10 d、28 d、56 d强度均随外掺合料掺量增加而降低.通过SEM观察,掺外掺合料体系水化生成的C-S-H凝胶数目较少,使得混凝土界面粘接强度不高,导致抗压强度降低.     

Modification of ash flow properties of coal rich in calcium and iron by coal gangue addition

Flow property of coal ash and slag is an important parameter for slag tapping of entrained flow gasifier.The viscosity of slag with high contents of calcium and iron exhibits the behavior of a crystalline slag,of which viscosity sharply increases when temperature is lowered than temperature of critical viscosity(Tcv).The fluctuation in temperature near the Tcv can cause an accumulation of slag inside the gasifier.In order to prevent slag blockage,it is necessary to adjust the ash composition by additive to modify the flow property of coal rich in calcium and iron.Main components of coal gangue are Al2O3 and SiO2,which is a potential additive to modify the ash flow properties of these coals.In this work,we inves-tigated the ash flow properties of a typical coal rich in calcium and iron by adding coal gangue with dif-ferent SiO2/Al2O3 ratio.The results showed that the ash fusion temperatures (AFTs) firstly decreased,and then increased with increasing amount of coal gangue addition.Chemical composition of coal ash rich in calcium and iron moved from gehlenite primary phase to anorthite,quartz and corundum primary phases.The slags with coal gangue addition behaved as a glassy slag,of which the viscosity gradually increased as temperature decreased.Besides,a high SiO2/Al2O3 ratio of coal gangue was beneficial to modify the slag viscosity behavior.Addition of coal gangue with a high SiO2/Al2O3 ratio impeded forma-tion of crystalline phases during cooling.This work demonstrated that coal gangue addition was an effec-tive way to improve the ash flow properties of the coal rich in calcium and iron for the entrained flow gasifier.     

F-对高铝钢连铸保护渣理化性能的影响

高铝钢连铸过程中,为了避免或减轻钢液中Al与保护渣中SiO2发生反应,设计了低SiO2、高Al2O3含量的高铝钢连铸保护渣,通过添加适量的F-调节熔渣理化性能,实验考察了F-含量对高铝钢保护渣熔点、粘度特性及渣膜传热特性的影响. 结果表明,F-含量在5.8%~8.8%内,渣系中平均增加1%的F-,熔化温度降低4.5℃,保粘度降低0.004 Pa×s;随F-含量增加,渣膜热流密度增加,特征时间降低;对于5.8%和8.8% F-含量保护渣,保护渣最少孕育时间均为6 s,晶体生长需要的最短时间由46 s缩短为30 s;实验条件下,结晶动力学分析表明其按照1维方式生长.     

模拟酸雨对石粉锂渣超早强超高强混凝土的侵蚀研究

采用周期浸泡加速试验方法,研究了石粉锂渣超早强超高强混凝土的耐硫酸腐蚀性.研究表明,石粉可明显提高混凝土的耐硫酸侵蚀能力,在掺量高达30%的比例范围内,其改善效果随掺量的增加而愈加显著.在固定石粉掺量为10%的条件下,石粉锂渣复掺混凝土的耐硫酸侵蚀性优于单掺石粉的混凝土,抗硫酸侵蚀性随锂渣掺量的增加而提高.混凝土的耐硫酸侵蚀性随酸度的增大而降低.结果表明石粉锂渣超早强超高强混凝土可用于酸雨地区的重大工程.     

P2O5对炼钢炉渣中石灰溶解过程的影响

在1400℃下，将平均尺寸φ15 mm?10 mm的石灰块投入CaO?SiO2?FeO及CaO?SiO2?FeO?P2O5两组渣系中，研究了静态条件下石灰在两组渣系中的溶解行为。结果表明，两组渣系在反应界面周围形成四个区域，即基体渣层、C2S渗透层、铁酸钙渗透层和石灰层。渗透层为石灰中的Ca2+与液渣中的Fe2+相互渗透所形成的一个多相共存区域，存在致密固相层影响石灰的溶解。渗透层中的铁酸钙层逐渐被C2S层取代，C2S层厚度不断增加最终溶解于液相渣中。5~60 s两组渣系石灰溶解速度相近，60~80 s含磷渣系石灰溶解速度显著加快。当渣中加入P2O5时，磷会固溶于C2S中形成C2S?C3P固溶体层，该层的形成会排挤FeO进入渣中，提高渣的渗透能力，加速石灰溶解。     

钛矿渣粉对水泥砂浆性能的影响

研究了不同TiO2含量的钛矿渣粉对水泥砂浆强度和流动性能的影响。结果表明，钛矿渣活性随TiO2含量升高而减小；掺钛矿渣的水泥抗压强度总体随钛矿渣掺量增大而明显降低，而抗折强度较抗压强度下降幅度低，特别是后期抗折强度下降趋势明显趋缓。掺钛矿渣的水泥砂浆的流动度随掺量增大而增大，最高可提高约40％。综合来讲，钛矿渣中TiO2含量在20％以下，掺量在30％-50％，可以较好地应用于水泥中。     

FeO-SiO2-MnO(-TiO2)渣系与铁液间钒的分配行为及影响因素

实验研究了V在FeO-SiO2-MnO(-TiO2)渣系与铁液间的分配行为,以及温度、渣成分、渣铁比、铁水初始[Si]、[Ti]含量的影响趋势. 结果表明,在FeO-SiO2-MnO渣系中,铁水中V的入渣率、V在渣-金两相的分配比以及渣的钒容量均随温度升高而降低,而铁水中C的氧化损失随温度升高而增加;渣铁比较低的情况下,V的入渣率明显降低,但两种渣铁比的情况下,V的最大入渣率均落在MnO含量13%~25%,SiO2含量12%~24%的成分范围内. 在FeO-SiO2-MnO-TiO2渣系中,随渣中TiO2含量增加,铁水中V的入渣率、V在渣-金两相的分配比以及渣的钒容量随之降低,V2O3在渣中的活度系数随TiO2含量升高而升高. 实验条件下,各因素对铁水中V的入渣率的影响程度按以下顺序依次降低：终渣成分>温度>铁水初始[Si]、[Ti]等元素含量.