矿渣粉的活性和流动度研究

对6个细度水平的矿渣粉活性和流动度研究，矿渣粉的抗折活性指数比抗压活性指数高．它在28d内是龄期和细度的单调增函数．矿渣粉的抗压活性指数在7d内是龄期和细度的单调增函数．28d的抗压活性指数采用不同品质的硅酸盐水泥表现存在差异．矿渣粉比表面积在350-650m^2／kg范围内．流动度比都大于110．而矿渣水泥的标准稠度用水量却比硅酸盐水泥高．采用不同细度硅酸盐水泥作为对比样时，矿渣粉流动度比偏差在14％以内．     

煅烧煤矸石用作水泥高活性混合材的研究

将经煅烧等过程进行活化处理的煤矸石细粉与磨至一定比表面积的水泥熟料及天然生石膏混合均匀,制成了活化煤矸石粉掺量比例不同的多组混合水泥,并对其胶砂强度性能、标准稠度用水量、胶砂流动度进行了实验检测.同时,还应用SEM对混合水泥硬化浆体的微观结构进行了观察.结果表明,掺入经活化处理的煤矸石粉配制的混合水泥具有较好的强度性能;随掺量增加,水泥浆体的流变性能变差,但对凝结时间并无明显影响.     

煅烧煤矸石用作水泥高活性混合材的研究

将经煅烧等过程进行活化处理的煤矸石细粉与磨至一定比表面积的水泥熟料及天然生石膏混合均匀，制成了活化煤矸石粉掺量比例不同的多组混合水泥，并对其胶砂强度性能、标准稠度用水量、胶砂流动度进行了实验检测．同时，还应用SEM对混合水泥硬化浆体的微观结构进行了观察，结果表明，掺入经活化处理的煤矸石粉配制的混合水泥具有较好的强度性能；随掺量增加，水泥浆体的流变性能变差，但对凝结时间并无明显影响。     

矿渣粉磨用多孔膨胀珍珠岩复合助磨剂的研究

以多孔膨胀珍珠岩为载体,三乙醇胺、乙二醇、十二烷基苯磺酸钠和三聚磷酸钠为助磨剂复配了一种矿渣粉磨用多孔膨胀珍珠岩复合助磨剂,研究它对矿渣的助磨效果.将不同加入量的复合助磨剂在相同的粉磨条件下与矿渣共磨20～95 min,测定各矿渣粉的比表面积和45 μm筛余量,并与空白样品对比;然后对粉磨65 min所得的矿渣粉用图像分析仪和扫描电镜进行了形貌分析,用激光粒度分布仪进行了粒度分析;同时又研究了此复合助磨剂对矿渣-水泥体系标准稠度用水量、凝结时间、胶砂强度等各项性能的影响.结果表明:本试验的复合助磨剂的助磨效果好,对矿渣水泥的性能无损害且能够提高胶砂强度;矿渣的小磨试验中此复合助磨剂的最佳用量为矿渣质量的0.04%～0.08%,粉磨时间应大于35 min后矿渣粉中10～20 μm颗粒的含量相对空白明显增加.     

复合外掺料对高性能水泥胶砂性能的影响

以低水胶比高强度水泥胶砂为研究对象,初步探讨了高效减水剂、矿渣、粉煤灰、膨胀剂、高吸水树脂及聚合物纤维等组分构成的复合外掺料对水泥基材料的工作性、早期自收缩和力学性能的影响.通过试验结果的对比,发现同时掺入高效减水剂、矿渣、粉煤灰、膨胀剂和高吸水树脂的水泥胶砂流动性最好,流动度经时损失最慢,早期自收缩最小,同时早期力学性能较好.聚合物纤维的掺入有效地提高了水泥胶砂的韧性和体积稳定性.     

聚合铝改性磷石膏基超硫矿渣胶凝材料制备与性能研究

以硫酸盐为主要激发剂,辅以少量硅酸盐水泥激发矿渣,破坏矿渣玻璃体的空间结构,促进矿渣水化,研制出一种低污染环境友好型胶凝材料——磷石膏基超硫水泥。使用新型活性聚合铝为添加剂解决超硫水泥早期强度较低、凝结时间长的问题。对活性聚合铝改性超硫水泥的凝结时间、长期力学性能作了研究;使用水化热、XRD、SEM等测试技术分析其改性提升机理。研究结果表明:掺入活性聚合铝可显著加快超硫水泥早期水化速率,促进胶凝材料水化,提高硬化胶凝材料密实度。     

基于正交设计高性能钢铁渣粉的制备与性能研究

为了制备出性能优良的钢铁渣粉,试验采用L_9(3~4)正交设计,考察了矿渣粉细度、钢渣粉细度及掺量等三因素对胶砂流动度和抗压强度的影响,并进行了极差分析,方差分析及性能指标分析。基于优化结果研究了钢铁渣粉胶砂的泌水性和干缩性能,通过MIP分析了硬化水泥浆体的孔结构。结果表明:当钢铁渣粉取代水泥50%(质量分数,下同)时,三因素对不同龄期胶砂抗压强度的影响规律一致;钢渣粉细度是胶砂流动度的显著性影响因素,但对胶砂抗压强度的影响"不显著";适当降低钢渣粉掺量,提高矿渣粉细度对提高钢铁渣粉的胶凝活性有利,优化的钢铁渣粉参数为钢渣(348m~2/kg)∶矿渣(452m~2/kg)=30%∶70%;与单掺矿渣粉相比,优化的钢铁渣粉砂浆泌水率为0,4d和80d胶砂干缩率分别下降了19.71%和14.43%,同时优化了硬化水泥浆体的孔结构。     

转炉钢渣对矿渣-硅酸盐水泥混合胶砂的收缩补偿效应

大掺量矿渣混凝土比硅酸盐水泥混凝土表现出更大的收缩,影响混凝土的耐久性.研究了转炉钢渣粉对矿渣粉-硅酸盐水泥混合胶砂硬化体收缩特性的影响.研究表明:转炉钢渣粉部分替代矿渣粉,可显著降低矿渣粉-水泥混合胶砂的收缩.钢矿复合掺合料中钢渣的掺量越高,掺合料对硅酸盐水泥的替代比例越高,收缩补偿效果愈好.当掺合料对水泥的替代比例为70%、掺合料中钢渣粉(比表面积576 m2/kg)掺量分别为20%和40%时,所制备胶砂的4 d和80 d干缩值比矿渣粉(比表面积565 m2.kg-1)-硅酸盐水泥混合胶砂分别降低18.9%,12.8%和36.5%,33.4%.     

高活性矿渣粉对矿渣水泥性能的效应

质量系数大于1.8的优质粒化高炉矿渣粉磨制成高活性矿渣粉,对矿渣水泥的早期强度有独特的作用.掺入550—650 m2.k-g 1比表面积细矿渣粉,水泥的3 d抗折强度保持与硅酸盐水泥等值,7 d抗折强度比硅酸水泥高并随矿粉掺量增加而提高;3 d抗压强度略低于硅酸盐水泥,但是7 d抗压强度接近硅酸盐水泥.配制矿渣粉后水泥的28 d强度呈现出不同的特征:抗折强度明显高于硅酸盐水泥;抗压强度接近或略低于硅酸盐水泥,提高矿粉的细度或改变掺量对抗压强度作用不大.矿渣粉掺量低于50%时,水泥初、终凝时间比硅酸盐水泥略微延长.矿渣水泥的标准稠度用水量一般是随矿粉掺量增加而增加.     

早强剂复配和砂的级配对超早强灌浆料性能影响

目的探讨硫酸钠、三乙醇胺和早强组分A复合对超早强灌浆料终凝时间、抗折强度和抗压强度等性能与结构的影响.为实际工程中的应用提供理论依据.方法对石英砂的级配进行了较系统的研究.采用行星式搅拌机将原材料搅拌均匀,用贯入阻力法测定凝结时间,用水泥压力试验机测试力学强度,用电子显微镜分析砂胶比1.0的微观结构.结果单掺0.05%三乙醇胺,0.8%硫酸钠或0.1%早强组分A,超早强灌浆料的各项指标基本满足要求.将硫酸钠、三乙醇胺和早强组分A按合理比例复合;石英砂的最佳质量级配为5∶5∶2,且砂率范围1.0~1.5;超早强灌浆料的终凝时间为50~60 min,初始流动度大于320 mm,0.5 h流动度大于280 mm,2 h抗压强度达35.6 MPa,1 d抗折大于12 MPa,28 d抗压强度大于90 MPa.结论采用砂的最佳级配,将硫酸钠、三乙醇胺和早强组分A复合掺入后,胶凝材料的水化早期的水化程度的增幅最大,后期保持稳定增长.提出复合早强剂最佳配比和砂的最佳级配.     

磨细锶渣、磨细矿渣及粉煤灰活性效应对比

采用火山灰活性量化分析方法,运用胶砂强度、活性效应比强度系数、活性指数等指标对比分析了磨细锶渣、磨细矿渣和粉煤灰三者之间的活性效应.分析表明,胶砂强度可以评价胶砂试件的砂浆强度,但不能量化其中掺合料的强度贡献;而比强度指标可对各个龄期水泥胶砂试件中掺合料的活性效应,及其在胶砂试件总强度中所占的强度百分率进行量化评价,弥补了胶砂强度分析的缺陷.所研究的掺合料中,磨细矿渣及煅烧磨细锶渣的活性效应最好,且前者的后期活性较好,而后者更有利于早期的活性发展.     

机制砂颗粒形状评价方法的相关性

采用间隙率法、流动时间法以及数字图像处理等方法测试了不同机制砂的颗粒形状,研究颗粒级配及细度模数对测试结果的影响,并分析了3种方法测试结果与相应水泥胶砂流动度的相关性。结果表明,当采用流动时间法测试时,流动时间随机制砂颗粒粒径增大而延长,且流动时间与水泥胶砂流动度相关系数仅为0.064 4;当采用间隙率法机制砂测试时,未压实间隙率随机制砂粒径增大而减小,其与水泥胶砂相关系数为0.719 3,相关性良好。     

花岗岩石粉与矿物掺合料对胶浆氯离子结合性能的影响

以外掺花岗岩石粉的方式,研究机制砂引入的石粉对胶凝材料浆体氯离子结合性能的影响规律,对比研究矿物掺合料(粉煤灰、矿渣粉分别单掺、复掺取代一定量水泥)对浆体氯离子结合性能的影响.通过改变石粉掺量以及矿物掺和料的掺量,研究掺量对浆体氯离子结合性能的影响.结果表明,对于纯水泥胶浆或者复掺粉煤灰和矿粉的胶浆,掺入一定量的花岗岩石粉后,胶浆的氯离子结合总量、化学结合量和物理吸附量均高于未掺石粉的基准样,且复掺粉煤灰和矿渣粉的胶凝材料浆体的氯离子结合性能优于纯水泥浆体.单掺入30%~50%的粉煤灰或矿渣粉均能改善胶浆的氯离子结合性能,且矿渣粉对胶浆氯离子结合性能的改善作用优于粉煤灰.     

球磨和立磨高炉矿渣粉体基本特性的比较研究

就小型立磨和闭路球磨 (75 0 m m× 2 5 0 0 m m) 2种粉磨系统制备的高炉矿渣粉体的基本特性进行了比较研究。结果表明 :矿渣粉体是一种具有粘聚性、内摩擦力较高的库仑粉体。无论是立磨还是球磨机磨制的矿渣粉体 ,其粒度分布均符合 Rosin- Ram mler表达式 ,但球磨机矿渣粉体通常具有较大的安息角、自然堆积密度、压缩密度和振实密度 ,在各龄期水化活性指数和胶砂流动度均显著优于立磨矿渣粉体 ,欲获得相当的强度性能 ,立磨磨制的矿渣粉体的比表面积需比球磨矿渣高 10 0 m2 / kg左右。通过分析发现 2种粉体的均匀性系数不同是导致立磨矿渣和球磨矿渣在粉体性能和水化活性指数等方面存在明显差异的重要原因。     

破碎粒径对煤矸石煅烧后活性的影响研究

为了研究煤矸石破碎粒径对煅烧活性的影响,测试了不同破碎粒径的煤矸石煅烧后的水泥胶砂物理性能,利用XRD、TG-DSC综合热分析和SEM分析了煤矸石不同破碎粒径的物相组成、受热分解情况和微观结构。结果表明:煤矸石破碎分选后粒径越小,发热量越大,烧失量越高。不同粒径煤矸石的物相组成差别不大,均主要为高岭石、石英和黄铁矿。不同粒径煤矸石煅烧后28 d抗压强度活性指数均在80%以上,其中2.36~4.75 mm粒径活性最高,达到102%,0.6~2.36 mm粒径和0.6 mm粒径后期强度增进很大,28 d抗压强度活性指数达到93%和94%,混合粒径活性指数最低为83%。掺入煅烧后的不同粒径煤矸石后,水泥胶砂流动度随着燃尽率的提高,其流动度越大。     

多元复合超早强灌浆料试验

目的研究铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、石膏和硅灰四元复合体系超早强灌浆料的流动度、凝结时间和力学性能,找出超早强灌浆料的最佳配比．方法采用行星式搅拌机将原材料搅拌均匀,利用跳桌测试流动度,贯入阻力法测定凝结时间,水泥压力试验机测试力学强度,混凝土收缩膨胀仪测试膨胀性能,分析砂胶比为1．0的微观结构．结果该体系辅以多种外加剂,采用高胶砂比可以保证初始流动度大于325mm,30min流动度大于280mm,2h抗压强度达34．80MPa,24h抗折达13．82MPa,28d抗压强度大于99．90MPa,56d抗压强度大于28d抗压强度．早期SEM微观结构显示晶形生长良好,结构致密．结论铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、石膏和硅灰按一定的比例复配,具有良好的施工和易性和力学性能．     

不同减水剂及其复掺对碱矿渣水泥性能的影响

选用萘系高效减水剂（萘系）、木质素磺酸钙（木钙）、葡萄糖酸钠、砂浆塑化剂、C18H29SO3Na、C15H34ClN,测试其对碱矿渣水泥砂浆性能的影响。结果表明：木钙和萘系均对碱矿渣水泥砂浆有一定的塑化作用,且前者比后者的效果明显;萘系与引气剂复掺较单掺萘系对碱矿渣水泥砂浆的塑化作用明显;木钙与萘系复掺,较单掺一种减水剂对碱矿渣水泥砂浆的塑化作用效果明显;在相同用水量情况下,木钙可提高碱矿渣水泥砂浆的强度,而萘系会降低碱矿渣砂浆的强度。木钙对碱矿渣水泥的凝结时间影响较大,掺木钙的碱矿渣水泥流动度经时损失较小。     

基于水膜厚度假设分析磨细高炉矿渣对水泥浆性能影响

为探索磨细高炉矿渣对水泥浆性能及其水膜厚度的影响,研究测量了30组不同水胶比、不同磨细高炉矿渣掺量的水泥–;矿渣复合浆体的流动性能、黏聚性和抗压强度.为探索浆体的流变性能控制机理,进一步测量了5组不同磨细高炉矿渣掺量水泥–;矿渣复合浆体的填充密度,并基于填充密度测量结果计算出各浆体试样配比的水膜厚度,探索水膜厚度对水泥–;矿渣复合浆体流变性能的影响.实验结果表明,适量磨细高炉矿渣的掺入能提高浆体的流动性能和抗压强度,黏聚性些许减弱,最优配比磨细高炉矿渣掺量为5%,此时水泥–;矿渣复合浆体综合性能最好.磨细高炉矿渣掺入能提高胶凝材料的填充密度,水膜厚度为流动性主要控制因素,水泥浆的流动性能随水膜厚度增大而增大.     

脱硫石膏－粉煤灰活性掺合料设计及水化特性

针对电厂两大工业废渣--烟气脱硫石膏及粉煤灰,通过试验研发用于混凝土的活性复合矿物掺合料.以适当比例复合后的脱硫石膏及粉煤灰等量取代水泥掺入到水泥砂浆中,通过活性激发措施,以胶砂流动度、早期强度以及强度发展规律等作为控制指标探索脱硫石膏及粉煤灰的最优配比,同时通过微细观结构的SEM观测评价脱硫石膏-粉煤灰活性矿物掺合料在水泥基材料中的作用效应.结果表明,脱硫石膏及粉煤灰以1:2的比例复合等量取代水泥30%掺入水泥砂浆中,可获得较为优异的胶砂流动度、早期强度,而后期强度能赶上甚至超过基准水泥胶砂;SEM表明由于脱硫石膏及其它外加组分的活性激发效应,粉煤灰的活性得到有效激发,早期有明显的钙矾石生成.脱硫石膏-粉煤灰复合矿物掺合料的研发可大量消纳燃煤电厂的工业废渣,且在水泥基材料体系中具有优异的水化及低成本特性,具有显著的"绿色"效应,符合中国"可持续发展"的战略要求.     

钢渣基复合掺合料的混料设计与优化

为制备出高性能钢渣基复合掺合料(钢渣粉掺量≥30%,质量分数),试验以矿渣粉和粉煤灰作为辅助原料,采用单纯形格子设计法建立了具有约束条件的钢渣基掺合料组成与砂浆性能之间的非线性回归模型,通过规划求解得出最优的混料比;研究了钢渣粉细度与粒度分布对其胶凝活性的影响。结果显示:复合掺合料取代50%水泥时,以胶凝活性为指标,钢渣粉、矿渣粉与粉煤灰的最佳混料比为0.3∶0.7∶0;基于优化的混料比,钢渣粉存在一个最佳细度,即中位径D50为15.5μm,在此细度下钢渣基掺合料活性指数最高,7d和28d分别达78.5%和92.5%;灰色关联分析结果显示增加粒径大于8μm的钢渣粉颗粒含量,尤其是粒径为8~32μm的含量有利于提高钢渣矿渣复合掺合料的胶凝活性。