钢渣与钢渣水泥

本文分析了钢渣的特性，水化反应机理和机械激发活性原理，阐述了钢渣水泥的现状与发展。     

基于多相水化模型的水泥水化动力学研究

基于Ulm和Coussy提出的多相水化动力学模型,在考虑水泥的化学组成、养护温度、水灰比、最终水化程度及水泥细度等因素情况下,从理论上建立了水化动力学方程,可用于预测水化速率随水化程度的变化。结果表明:水灰比会加速相边界反应,而对早期的结晶成核与晶体生长却没有明显影响;温度的升高能够加速水化进程,却不能改变最终水化程度。     

组成和温度对重构钢渣结构及早期水化活性的影响

在转炉钢渣中添加电炉渣和粉煤灰,通过重新加热来模拟炉外高温重构过程,运用岩相、XRD、强度试验及水化热测定等手段,研究了重构钢渣的组成、结构及其胶凝性能.结果显示:随着粉煤灰的增加,重构钢渣中硅酸盐矿物减少,而随着电炉渣的增多;其硅酸盐矿物增多;温度升高,低碱度重构钢渣硅酸盐矿物晶体尺寸增大,高碱度重构钢渣Alite矿增多,且矿物结构完整,游离氧化钙大幅减少.其中GB40-1350重构钢渣样品的3d水化热相比于原钢渣增加1.9倍,GBF15-1350重构钢渣样品替代30%水泥熟料后的水泥净浆28d抗压强度达到纯水泥净浆强度的99.9%.     

高掺粉煤灰混凝土水泥水化动力学研究

本文通过对体积混凝土工程温度测量结果的热力分析,确定了高掺粉煤灰混凝土中水泥的水化动力学参数,研究了水泥水化放热过程,并讨论了高掺粉煤灰对水泥水化反应过程的影响以及在大体积混凝土中的作用。     

水泥水化动力学的线性动态系统研究

应用传递函数方法，通过Ｌａｐｌａｃｅ逆变换将运算阻抗从频域转换成时域，以此求得水泥水化动力学曲线，结果与其它方法相符．此方法还可了解水泥水化过程的机理，对动力学过程具有普遍性．     

钢渣配料对水泥熟料的物理性能及水化产物的影响

针对钢渣作为水泥原料烧制熟料的问题,本文采用实验室试烧的方法,研究了钢渣配料对水泥熟料易烧性、物理力学性能以及安定性的影响。并通过XRD、DTA-TG等测试方法研究了各组水泥水化产物的组成。实验结果表明:掺加钢渣配料能够改善生料的易烧性;掺加适量的钢渣不会影响水泥熟料的强度;掺加不同量的钢渣没有给水泥的水化产物的组成带来明显改变。     

基于各相矿物组成含量的水泥水化动力学模型

基于R.Berliner的水化动力学模型及水泥水化的化学反应方程式,提出了基于水泥矿物组分含量的水化动力学模型,可用于预测水化速率和水化程度。     

铜渣粉-水泥复合胶凝体系的水化热及动力学研究

采用等温量热法,分别测定了铜渣粉磨时间为30、60min,掺量为0%、20%、30%和40%的铜渣粉水泥复合胶凝体系的水化放热速率和放热量,分析了铜渣粉细度和掺量对复合胶凝体系水化反应历程的影响,并且基于Kstulovic Dabic模型计算得到了水化动力学参数.结果表明：铜渣粉推迟了复合胶凝体系的诱导期结束时间、加速期开始时间以及第2放热峰出现时间,降低了复合胶凝体系水化放热量及水化速率;水化12h前,铜渣粉对复合胶凝体系水化热呈抑制作用;水化12h后,铜渣粉活性逐渐被激发,水化速率加快;铜渣粉水泥复合胶凝体系的水化反应经历结晶成核与晶体生长相边界反应扩散作用（NG I D）过程,由Kstulovic Dabic水化动力学模型计算得到的铜渣粉水泥复合胶凝体系水化反应速率曲线,能够较好地分段模拟由量热试验得到的水化速率曲线;复合胶凝体系的结晶成核与晶体生长（NG）过程随铜渣粉掺量的增加和细度的降低而延长,相边界反应（I）过程随铜渣粉掺量的增加而缩短.     

掺磷铝酸盐水泥的矿渣硅酸盐水泥水化行为

主要研究了掺放磷铝酸盐特种水泥（PALC）后矿渣硅酸盐水泥（SC）的水化行为;通过混凝土实验,探讨了在磷铝酸盐水泥作用下混凝土的力学性能变化,掺磷铝酸盐水泥后的矿渣硅酸盐水泥28d胶砂抗压强度可提高8～14MPa,利用DSC,XRD,SEM,IR等分析手段,对该复合水泥水化浆体的结构、形貌进行研究,IR分析表明,复合水泥浆体水化产物相晶体结构的对称性较SC的高,由此可推测其稳定性增强,浆体耐久性好,SEM表明,水化浆体中的C-S-H凝胶交织成网络状,结构致密。     

含超细矿渣水泥的水化研究

用ＴＧ－ＤＴＡ，ＸＲＤ，ＳＥＭ研究了超细矿渣水泥的水化反应，并与硅酸盐水泥、含普通细度矿渣水泥的水化作了比较。结果表明：超细矿渣的水化程度较快、活性较高、可大量消耗水泥浆体中的Ｃａ（ＯＨ）２，生成更多的凝胶产物，因而改善了水泥石的微观结构，提高了水泥的物理力学性能。     

钢渣对水溶液中铬的吸附及其动力学研究

以钢渣为吸附剂去除溶液中的铬,考察了pH、钢渣投量及粒径、转速等因素对钢渣吸附效果的影响,并结合吸附动力学和扩散模型及钢渣的矿物组成变化探讨了钢渣对Cr(Ⅲ)的吸附去除机理.结果表明,钢渣对Cr(Ⅲ)具有明显的吸附去除效果,且不受溶液pH值的影响;当体系中存在还原剂Fe(Ⅱ)时,Cr(Ⅵ)可被还原为Cr(Ⅲ)而被钢渣吸附去除;在转速为180 r/min的条件下,钢渣对Cr(Ⅲ)的吸附过程遵循Lagergren一级吸附速率方程及Weber-Morris颗粒内扩散模型,此时钢渣内扩散是吸附过程的主要控制步骤.且Cr(Ⅲ)的初始浓度越高则吸附速率越低;X射线荧光(XRF)和X射线衍射(XRD)分析结果表明,铬在钢渣上的吸附去除主要是通过生成铬氧化物以及与钢渣中的Ca、Fe等元素生成难溶化合物来实现的.     

磷建筑石膏矿渣水泥的水化过程与耐水性能

通过凝结时间、流动度、孔溶液pH值、抗折强度、抗压强度、吸水率、软化系数、水化热和水化产物分析测试,探究了磷建筑石膏（CPG）掺量对石膏矿渣水泥水化过程与耐水性能的影响.结果表明：随着CPG掺量的增加,石膏矿渣水泥的凝结时间缩短,流动度减小,吸水率与3 d水化累计放热量均增大;水泥净浆孔溶液的pH值在水化早期快速下降,56 d时保持不变;当CPG掺量从40%增加到70%时,56 d水泥净浆孔溶液的pH值从11.02减小到10.62,水泥胶砂的软化系数从0.98减小到0.91,主要水化产物均为二水石膏和钙矾石,并且钙矾石的含量随着CPG掺量的增加而减少.     

钢渣对水泥砂浆早期干燥收缩和孔结构的影响

研究了钢渣粉及不同粒径范围钢渣砂对水泥砂浆早期干燥收缩性能和孔结构的影响.结果表明:在一定掺量范围内,单掺钢渣粉或钢渣砂均能明显降低水泥砂浆的早期干燥收缩率,当掺量(质量分数)为30%时,改善效果尤为显著;钢渣砂粒径范围不同,对水泥砂浆早期干燥收缩率的影响有所不同,粒径小于2.5mm的钢渣砂具有明显改善作用.主要原因在于钢渣粉或钢渣砂能降低水泥砂浆的孔隙率,优化孔结构,提高密实度;相比于钢渣砂,钢渣粉对水泥砂浆早期干燥收缩性能和孔结构的改善效果更加显著,但二者复掺的改善效果并不明显.     

中性钠盐碱矿渣水泥水化动力学研究

通过等温导热仪对中性钠盐碱矿渣水泥水化热的测定, 研究了中性钠盐碱矿渣水泥的水化历程, 探讨了其水化动力学参数, 指出水泥水化速度常数具有“即时性”, 确立了中性钠盐碱矿渣水泥不同水化阶段时活化能的计算方法, 明确了各水化阶段水化机理的特征。     

钢渣微粉水化性能研究

将钢渣微粉以不同的掺量掺入水泥中进行砂浆实验与水化热实验,研究钢渣微粉潜在胶凝性的发展。结果表明:钢渣微粉的掺入会降低水泥的胶凝性能,但钢渣微粉水化后期的潜在胶凝性比水泥高。钢渣微粉可以提高砂浆的流动度、折压比,大幅降低水泥的水化热。     

磷渣粉水泥基复合胶凝体系的水化特性

结合扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),差热-热重分析(DSC-TG)以及微量热仪等微观测试手段,研究了磷渣粉水泥基复合胶凝体系的水化特性.结果表明:磷渣粉的掺入只会影响水泥基材料的水化产物类型和数量,但不会改变水化产物的种类,水化产物中没有观察到羟基磷灰石的存在.磷渣粉的掺入不会影响C3A的水化,但会延缓水泥熟料中C3S和C2S的水化,磷渣粉主要通过延缓水化诱导期来实现水泥胶凝体系的缓凝.掺磷渣粉复合胶凝体系诱导期后各阶段的水化反应阻力减小、水化反应速率增加,但整个复合胶凝体系的总体水化程度降低,降低幅度随着龄期增长不断减小.