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。     

碱-矿渣水泥水化放热行为研究

采用微量热计从水化放热速率和累积放热量两方面系统研究了碱矿渣水泥水化放热行为,分析了水泥水化放热行为与凝结性能之间的关系。研究结果表明:NaOH-矿渣水泥初始放热峰出现早,水玻璃-矿渣水泥初始放热峰出现晚,水玻璃-矿渣水泥初始放热峰值大,分别约为NaOH-矿渣水泥、硅酸盐水泥的2.3倍和3.5倍;水玻璃-矿渣水泥诱导期长,NaOH-矿渣水泥诱导期短,与硅酸盐水泥相比,碱矿渣水泥初期放热速率大,累积放热量小,NaOH、水玻璃配制的碱矿渣水泥3d累积放热量分别仅为硅酸盐水泥的67%和26%;此外,凝结时间的长短与水泥体系水化累积放热量没有直接联系,而与早期水化放热速率密切相关。     

碱当量与模数对碱矿渣混凝土抗压强度的影响

采用英国北爱尔兰地区高炉矿渣、水玻璃等原材料制备碱矿渣混凝土,研究水玻璃碱当量和模数对碱矿渣混凝土性能的影响。结果表明:碱矿渣混凝土的坍落度随碱当量增加而增大。碱当量较小时(4%和6%),水玻璃模数对碱矿渣混凝土坍落度影响不明显;但当碱当量增大至8%时,碱矿渣混凝土坍落度明显随模数增加而增大。以3 d抗压强度为指标,水玻璃碱当量不应低于6%,最佳模数为1.0左右;以28 d及以后抗压强度为指标,最佳碱当量及模数则分别为6%和1.5左右。碱矿渣混凝土抗压强度随养护龄期的延长呈对数增长,28 d抗压强度均达到91 d抗压强度的75%以上,28 d后抗压强度发展缓慢。     

碱矿渣混凝土配合比优化研究

研究了以水玻璃为激发剂碱矿渣混凝土的最佳配比,以碱矿渣混凝土28 d抗压强度为指标,以水玻璃模数、碱当量及矿渣用量为因素,进行3因素3水平的正交试验。结果表明,各因素对水玻璃激发碱矿渣混凝土28 d抗压强度的影响顺序为:碱当量水玻璃模数矿渣用量;当碱当量大于5%,水玻璃模数大于1.5时,碱矿渣混凝土28 d抗压强度随碱当量和水玻璃模数的增大而提高;当矿渣用量大于350 kg/m3时,碱矿渣混凝土28 d抗压强度随矿渣用量的增加而降低。     

磷酸钠水玻璃对碱矿渣水泥水化行为的影响

为了研究磷酸钠-水玻璃碱矿渣水泥的水化行为,测试了该碱矿渣水泥的凝结时间、坍落扩展度和抗压强度.采用微量热仪测试了碱矿渣水泥的水化放热行为,并分析了其水化动力学规律.采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了碱矿渣水泥早期水化产物及微观结构,探讨了磷酸钠-水玻璃对碱矿渣水泥水化行为的影响机理.结果表明:当磷酸钠掺量低于20%(质量分数)时,碱矿渣水泥表现为缓凝,其早期水化过程受致密扩散控制,反应速率随水化反应的进行而加快;当磷酸钠掺量高于80%时,碱矿渣水泥表现为促凝.磷酸钠-水玻璃碱矿渣水泥早期水化产物中无Ca_3(PO_4)_2晶体生成,Ca_3(PO_4)_2不是导致碱矿渣水泥缓凝的因素.     

表面活性剂在碱矿渣水泥系统中的吸附特征研究

研究了木质素磺酸钙和萘系两种表面活性剂在碱矿渣水泥系统中的吸附特征,及其对该系统ζ电位的影响.结果表明:碱组分为NaOH和水玻璃的碱矿渣水泥系统中,矿渣颗粒对这两种表面活性剂的吸附量均随氧化钠当量的增加而降低;碱当量相同时,水玻璃碱矿渣水泥系统中,表面活性荆的吸附量随水玻璃模数提高而降低.NaOH为碱组分的碱矿渣水泥系统中,两种表面活性剂均使系统ζ电位绝对值增加.     

碱矿渣混凝土氯离子扩散试验研究

采用氯离子非稳态自然扩散试验测试了碱矿渣混凝土的氯离子扩散系数,并与对比水泥混凝土进行比较。研究了水玻璃碱当量与模数对碱矿渣混凝土氯离子扩散系数的影响。结果表明:由于孔结构更好,碱矿渣混凝土氯离子扩散系数较对比水泥混凝土低,具有较好的抗氯离子侵入能力。水玻璃碱当量增加,碱矿渣混凝土氯离子扩散系数有所降低。碱当量一定时,氯离子扩散系数随模数增加,先呈现减小趋势,在模数为1.5左右达到最低值,随后氯离子扩散系数有增加趋势。不同于普通水泥混凝土,当碱当量与模数变化时,混凝土电导率不适合用于评价碱矿渣混凝土的孔结构。     

利用昆钢嘉华矿渣粉配制碱矿渣水泥试验研究

针对云南省昆钢嘉华生产的高炉磨细矿渣粉,利用氢氧化钠与水玻璃配制碱溶液激发矿渣活性,通过正交试验研究水玻璃模数、碱溶液浓度、溶矿比对碱矿渣水泥凝结时间、流动度、强度等性能的影响,并用扫描电镜对其水化产物进行微观分析。试验表明,在不使用缓凝剂的情况下可以使得碱矿渣水泥凝结时间符合GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》规范要求。     

氧化石墨烯对碱矿渣水泥增韧效果研究

作为环保胶凝材料,碱矿渣水泥的低韧性限制了其大规模应用。采用改进Hummers法制备氧化石墨烯,研究不同掺量的氧化石墨烯对碱矿渣水泥水化放热、抗折强度、抗压强度和韧性的影响。结果表明:氧化石墨烯能够提高碱矿渣水泥后期水化放热,增大碱矿渣水泥后期水化程度;氧化石墨烯的掺入提高了碱矿渣水泥砂浆的抗折强度,略微降低其抗压强度,显著增加了碱矿渣水泥的韧性,当氧化石墨烯掺量为0.03%,碱矿渣水泥的韧性大幅提高,60 d折压比较空白组提高了51.9%。     

碱激发剂对碱矿渣混凝土高温后抗压强度的影响研究

研究了激发剂碱浓度和模数对碱矿渣混凝土经高温作用后抗压强度的影响.结果表明,对于水胶比为0.45的碱矿渣混凝土,当水玻璃模数低于1.5时,随着碱浓度的增加,碱矿渣混凝土高温后的残余抗压强度先提高后降低,碱浓度为6％时最高;而当模数为2.0时,碱浓度为8％的残余抗压强度最高.当碱浓度低于6％时,水玻璃模数与碱矿渣混凝土高...