利用矿渣、脱硫渣及炉渣制备胶凝材料试验研究

直接利用原状脱硫渣与矿渣和炉渣混合后,在水泥熟料、石灰激发剂的作用下,可形成具有较高强度的胶凝材料。通过配合比设计、强度测试,探讨了碱激发剂、脱硫渣含量、养护方式对矿渣-脱硫渣-炉渣胶凝材料强度的影响;并通过XRD、SEM等微观结构测试方法,分析了所制备的胶凝材料的主要水化产物及微观结构。研究结果表明,胶凝材料各组分的比例为w(水泥熟料)∶w(矿渣)∶w(炉渣)∶w(脱硫渣)∶w(石灰)=1∶6∶0.9∶1.8∶0.3时胶凝材料具有良好的性能,其水化主要产物为针状钙矾石和絮状水化硅酸钙。     

化学激发剂对水泥-锰渣胶凝材料性能的影响

采用不同化学激发剂提高锰渣活性,并寻求制备水泥-锰渣胶凝材料的最佳配比和制备工艺。试验结果表明,一定条件下硫酸盐激发剂和自制FJS激发剂均可以单独激发锰渣活性,经激发的水泥-锰渣胶凝材料的安定性、凝结时间、强度均能满足复合水泥42.5强度等级要求。碱性激发剂的激发效果较差,其中固体硅酸钠会导致胶凝材料凝结时间缩短2-2.5 h。激发剂复掺的效果取决于所用激发剂的种类。SEM分析和XRD分析均表明,水化产物中大量层状结构托勃莫来石有助于提高水泥-锰渣胶凝材料的强度。采用适当的激发剂掺入方式,并控制激发剂和锰渣的掺入量,可以制得性能良好的水泥-锰渣胶凝材料。     

NaOH—nNa2SiO3激发制备碱—双渣胶凝材料研究

研究 采用NaOH-nNa2SiO3激发制备碱-双渣胶凝材料的方法和技术途径,结果表明：将固体碱激发剂、矿渣、高钙粉煤灰渣三种原料按一定比例混合入磨进行粉磨制备得到的碱-双渣胶凝材料28d强度达到30-60MPa,凝结时间正常;这种胶凝材料生产成本低,性能优良,是一种环保的新型胶凝材料。     

NaOH-nNa_2SiO_2激发制备碱-双渣胶凝材料研究

研究了采用 ＮａＯＨ－ｎＮａ２ＳｉＯ３激发制备碱－双渣胶凝材料的方法和技术途径。结果表明：将固体碱激发剂、矿渣、高钙粉煤灰渣三种原料按一定比例混合入磨进行粉磨,制备得到的碱－双渣胶凝材料 ２８ ｄ强度达到 ３０～６０ ＭＰａ。凝结时间正常;这种胶凝材料生产成本低,性能优良,是一种环保的新型胶凝材料。     

钢渣-锰渣复合胶凝材料的结构与性能研究

通过复掺锰渣微粉和钢渣微粉取代部分硅酸盐水泥制备钢渣-锰渣复合胶凝材料,系统研究了锰渣掺量对复合胶凝材料力学性能、流动度、水化热、相组成及微观形貌的影响。结果表明,锰渣微粉的掺入能够有效激发钢渣微粉的潜在活性,改性复合胶凝材料的力学强度和微结构。其中,当锰渣微粉掺量为质量分数14%时复合胶凝材料具有最优性能,其7d抗折强度和抗压强度可达5.8MPa、31.4MPa,28d抗折强度和抗压强度高达7.1MPa、43.2MPa,水化放热量降低了约1/2。这主要是由于掺入锰渣可促使铝酸钙凝胶反应形成AFt,并使其填充于C-S-H凝胶间隙,水化产物相互交织,增大了材料的密实度。     

利用镁渣配制胶凝材料的机理分析

笔者概述了镁渣的特性、化学成分及矿物组成,分析了镁渣作为胶凝材料的可行性．根据碱矿渣理论利用激发剂激发镁渣的潜在活性,进一步论述了碱激发镁渣的机理,并提出了利用镁渣配制胶凝材料的可行性方法．     

镁渣等工业废渣应用现状的研究及前景分析

镁渣矿物属于介稳的高温型结构,结构中存在活性的阳离子,所以,镁渣本身具有很高的水化活性,水化后生成水化硅酸钙凝胶,镁渣作为破胶凝材料是可行的,镁渣中的[SiO4]4-更易丢失,链断裂,形成类似于有机-无机杂化物的结构,在镁渣中掺入一定的硅酸盐水泥或磨细硅酸盐水泥熟料和磨细矿渣,以提高镁渣胶凝材料的耐久性,镁渣作为砂浆的胶结材料是非常理想的,镁渣不但可以提高砂浆的和易性,而且还可以提高砂浆的强度和耐久性,镁渣中掺入一定量的轻骨料,可制作轻质保温墙体材料或制成屋面材料。     

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.     

赤泥-粉煤灰-矿渣碱激发胶凝材料性质的研究

以赤泥、粉煤灰、矿渣等工业废渣为主要原料制备碱激发胶凝材料,通过正交实验找出了赤泥、矿渣和粉煤灰的最佳配比。当赤泥与粉煤灰比例为3∶1、矿渣的掺量为40%、12%硅酸钠促硬剂为0.12A、减水剂为0.7%时,所制备的碱激发胶凝材料力学性能较好。用蒸压养护制度可得出性能最优的碱激发胶凝材料。赤泥-粉煤灰-矿渣碱激发胶凝材料具有一定的耐酸碱盐腐蚀性、耐高温性能和良好的抗冻性能;吸水率由高到低依次为:水泥、净浆试体、胶砂试体Ⅰ(灰砂比为2∶1)、胶砂试体Ⅱ(灰砂比为1∶1)。X-射线衍射分析表明:在碱激发胶凝材料中生成了大量的铝硅酸盐和钙硅酸盐的复合反应产物,如:莫来石(K2O.Na2O.H2O、Al6Si2O13)、托勃莫来石和C-S-H、C2-S-H凝胶产物等。该类材料不仅具有类似有机聚合物的完整岛状结构及链状结构,还能与矿物颗粒表面的[SiO4]4-和[AlO4]4-四面体通过脱烃基作用形成化学键;来源于原料中Ca(OH)2的C-S-H凝胶多生成于水泥水化的C-S-H凝胶孔隙之中,从而大大提高了结构密实度,是其获得高强度的直接原因。     

冶金渣制备生态型人工鱼礁混凝土的试验研究

通过正交试验研究了矿渣钢渣熟料石膏体系胶凝材料的强度。胶凝材料正交试验表明：矿渣：钢渣的复合比为7∶1,矿渣和钢渣的比表面积分别为480 m 2·kg -1和550 m 2·kg -1,并与10%的水泥熟料和10%的脱硫石膏复合的胶凝材料具有较高的强度。以优化后的胶凝材料代替水泥,并以热闷法稳定化的钢渣颗粒为骨料,可以制备出抗压强度达到65 MPa以上的人工鱼礁混凝土。利用XRD和SEM方法分析胶凝材料的水化过程,结果表明,水化反应主要生成AFt相和C-S-H凝胶,钢渣、水泥熟料和脱硫石膏的协同作用对矿渣的火山灰活性反应具有重要促进作用。     

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.     

碱激发碳酸盐矿-矿渣复合作用及机理的研究

采用无活性的锆英石分别等体积替代碱激发碳酸盐矿-矿渣胶凝材料（AACSCM）中的碳酸盐矿和矿渣，通过胶砂强度试验考察了在AACSCM材料中碳酸盐矿与矿渣的复合作用，进而通过净浆硬化体的孔溶液成分分析研究了其复合作用机理。结果表明：在硅酸钠溶液碳酸盐矿-矿渣体系反应的后期，矿渣、碳酸盐矿与硅酸钠溶液之间具有显著的协同效应。其机理是：在反应后期，由矿渣自身解体提供的Ca^2＋、Mg^2＋等的数量已不足，而Al^3＋则有较多剩余，此时，碳酸盐矿的溶解提供了所需的Ca^2＋和Mg^2＋，促进了矿渣进一步解体，而矿渣解体需要更多的（Ca^2＋和Mg^2＋，反过来又加速了碳酸盐矿的溶解，如此反复，使得整个体系的反应程度有较大提高，材料的强度和抗渗性能等得到显著改善。     

Setting and Strength Characteristics of Alkali-activated Carbonatite Cementitious Materials with Ground Slag Replacement

The effect of the ground granulated blast-furnace slag （ GGBFS ） addition, the modulus n （ mole rutio of SiO2 to Na2O ） and the concentrution of sodium silicate solution on the compressive strength of the material, i e alkuli-activated carbonatite cemeutitious material （ AACCM for short ） was investiguted. In addition, it is found that barium chloride has a sutisfiwtory retarding effect on the setting of AACCM in which more than 20% （ by mass ） ground carbonatite was replaced by GGBFS. As a result, a cementitious material, in which ground carbonatite rock served as dominative starting material, with 3-day and 28-day compressive strength greuter them 30 MPa and 60 MPa and with continuous strength gain beyond 90 days was obtained.     

碱激发矿渣陶粒混凝土空心砌块砌体抗剪试验

为研究碱激发矿渣陶粒混凝土空心砌块砌体的受剪性能,对108个用Mb25~Mb130碱激发矿渣净浆和用Mb25~Mb80碱激发矿渣陶砂砂浆砌筑的碱激发矿渣陶粒混凝土空心砌块砌体进行抗剪试验.试验结果表明:碱激发矿渣净浆作砌筑浆体的砌体抗剪强度低于碱激发矿渣陶砂砂浆作砌筑浆体的砌体.碱激发矿渣陶砂砂浆作砌筑浆体的砌体抗剪强度低于用水泥砂浆和混合砂浆作砌筑浆体的砌体.砌体的抗剪强度随砌筑浆体抗压强度的提高而增大,Na2O含量、砂灰比对砌体抗剪强度的影响不容忽视.基于试验结果,分别建立了用碱激发矿渣净浆和碱激发矿渣陶砂砂浆作砌筑浆体时的碱激发矿渣陶粒混凝土空心砌块砌体抗剪强度计算公式.     

无机矿粉对碱激发碳酸盐胶凝材料性能的影响

研究了矿渣、粉煤灰和偏高岭土时碱激发碳酸盐胶凝材料的强度、抗渗性能以及凝胶时间的影响，探讨了该材料浆体的流变特性。研究表明：1)矿渣可大幅度提高该材料的强度和抗渗性能，但会显著缩短凝胶时间；偏高岭土有利于强度的提高，但时抗渗性能和凝胶时间的影响不显著；粉煤灰时这些性能的影响均不显著；2)无机矿粉复合后，可使材料28d的抗压强度达43MPa以上，抗渗压力达1.5MPa以上；3)该胶凝材料的浆体为宾汉型流体；4)该胶凝材料中掺加粉煤灰，其浆体的流动性优于掺加矿渣和偏高岭土的浆体流动性。     

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．     

Development of Cementitious Materials Utilizing Alkali-activated Yellow River Silt

The possibility of preparing cementitious materials by the alkali-activated method using Yellow River sediment (The second largest river in China) as raw material and the modification effect on different slag addition were investigated.Sodium silicate and calcium hydroxide were used as the activator,and the specimens were prepared by the press molding method.The hydration process,hydration products,pore characteristics,and mechanical properties were investigated using SEM/EDS,FTIR,TG/DTG,XRD,MIP,and uniaxial compressive strength experiments,respectively.The results showed that the compressive strength of the modified yellow river silt-based cementitious material was significantly increased when the water glass dosage was 12 wt% (Ms=1.8)) and the slag dosage was 40%,and its 90-day maximum compressive strength could reach 53 MPa.     

矿渣微粉对混凝土抗冻融耐久性的影响

试验研究了矿渣微粉对混凝土强度和抗冻性能的影响.结果表明,同基准混凝土相比,掺入20%～50%比表面积为475m2/kg的矿渣微粉,可以明显提高混凝土的后期强度,并降低冻融循环后重量和动弹性模量的损失率.这说明矿渣微粉对混凝土具有显著的增强作用,并对混凝土的抗冻性能具有很好的改善作用.     

Mechanical Properties and Flowability of High Strength Concrete Incorporating Ground Granulated Blast-furnace Slag

The high strength concrete (HSC) was produced by partially replacing the normal portland cement with special ground granulated blast-furnace slag ( GGBS) ranging up to 60% . The effects of the GGBS on the flowabilityand mechanical properties of HSC were studied. The hydration process and microstructure characteristics were investigated by X-ray diffraction ( XRD) and scanning electron microscopy ( SEM), respectively. The test results indicate that the GGBS has especially supplementary effect on water reducing and excellent property of better control of lump loss. The concrete flowability increases remarkably with the increase of GGBS fineness and the replacement level in the range of 20% to 50% . The compressiae and splitting tensile strengths of HSC containing GGBS are higher than the corresponding strength of the control concrete at all ages .     

Mechanical Properties and Flowability of High Strength Concrete

The high strength concrete (HSC) was produced by partiallyreplacing the normal portland cement with special ground granulated blast-furnace slag (GGBS) ranging up to 60%. The effects of the GGBS on the flowabilityand mechanical properties of HSC were studied. The hydration process and microstructure characteristics were investigated by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM), respectively.The test results indicate that the GGBS has especially supplementary effect on water reducing and excellent property of better control of lump loss. The concrete flowability increases remarkably with the increase of GGBS fineness and the replacement level in the range of 20% to 50%. The compressive and splitting tensile strengths of HSC containing GGBS are higher than the corresponding strength of the control concrete at all ages.