碱矿渣水泥的激发性能与热激发工艺

研究了碱矿渣水泥钠水玻璃复合激发剂中水玻璃掺量对碱矿渣水泥性能的影响,在降低水玻璃掺量的同时,通过蒸养手段,对碱矿渣水泥实施了"热激发".结果表明:其硬化体12h的强度已接近28d强度,较之常温养护,硬化体碳化明显减少.通过不同蒸养制度的对比,得出"3 6 3;80℃"蒸养制度是适宜的热激发工艺;通过对常温养护与蒸养试样的XRD、SEM分析,表明蒸养后碱矿渣浆体中的水化物种类与常温下的相同,主要为C-S-H凝胶,但结晶度变差.     

碱矿渣水泥的结构与性能研究

本文主要研究了激发剂对碱矿渣水泥强度、硬化碱矿渣水泥浆体的孔结构及其水化程度的影响。结果表明：固体硅酸钠是一种性能良好的激发剂，当其掺量为3％时，碱矿渣水泥28天抗压强度达55．6MPa；同时，硬化碱矿渣水泥浆体具有致密的结构，孔隙率仅为17．5％，有利于提高其耐久性；另外，该水泥的早期水化程度较高，后期增长缓慢，有利于长期强度的发展。     

碱激发高钛矿渣轻集料的性能及应用（英文）

针对传统烧结轻集料能耗高、天然黏土资源消耗大以及高钛矿渣难于建材资源化高效利用问题,以磨细高钛矿渣粉为基体,通过室温碱激发、造粒成球同时采用化学引气、蒸汽养护等过程制备了免烧轻集料。结果表明:所制备轻集料堆积密度为700～900 kg/m3、筒压强度为2.70～7.00 MPa。以所制备轻集料为粗骨料配制了轻集料混凝土,并研究了骨料与水泥浆体界面的组成和形态,发现碱激发高钛矿渣轻集料与水泥浆体之间的界面粘结更好、更为密实。     

粉煤灰和矿渣在水泥浆体中的反应程度测试方法

确定粉煤灰和矿渣在水泥浆体中的反应程度,对于研究复合水泥浆体中的反应动力学、评价粉煤灰和矿渣的反应活性及其对于浆体结构形成的贡献,评估水泥浆体的稳定性等具有重要意义.本文介绍了粉煤灰和矿渣在水泥浆体中的反应程度的测试方法:化学选择性溶解法、图像分析法、核磁共振谱法、氢氧化钙含量法、差示扫描量热分析法、累积量热法、化学收缩法、碱溶液溶出法.比较了这些方法的优劣及适用范围.     

碱矿渣水泥的热激发研究

研究了在热激发条件下,碱组分中的水玻璃掺量对碱矿渣水泥性能的影响及其规律.结果表明:通过蒸养手段实现了"热激发"的两个主要作用:(1)水玻璃的加入量在8.89%～18.45%范围内时,各配比激发时限可缩短为常温下十分之一左右;(2)水玻璃的掺量维持在≥12%～13%时,硬化体的强度变化不大,12h抗压强度可达到50MPa以上.通过对常温养护与蒸养试样的XRD、SEM分析,表明蒸养后碱矿渣浆体中的水化物种类与常温下相同,主要为C-S-H凝胶,但结晶度变差.     

碱偏高岭土矿渣地聚合物砂浆强度及新拌性能研究

采用水玻璃作为激发剂,采用偏高岭土和矿渣作为固体前驱体,研究了不同水玻璃模数、不同碱当量和不同偏高岭土掺量对碱偏高岭土矿渣地聚合物水泥砂浆流动度、凝结时间、强度和粘度特性的影响,并基于牛顿内摩擦定律,推导了砂浆剪切应力与剪切速率的相关关系.结果 表明:碱偏高岭土矿渣水泥砂浆流动度和强度均随水玻璃模数和偏高岭土掺量增大而降低.凝结时间随偏高岭土掺量的增大而增加,随水玻璃模数增大逐渐增大.经过推导,发现碱偏高岭土矿渣水泥砂浆剪切应力与剪切速率呈线性关系.关系式中的屈服应力和塑性粘度均随偏高岭土掺量和水玻璃模数增大而增大.     

水玻璃碱浓度和模数对碱矿渣胶凝材料孔隙液化学组成影响试验研究

利用固液萃取法提取碱矿渣胶凝材料孔隙液,对孔隙液碱度和各离子浓度进行表征,并与硅酸盐水泥进行对比.同时研究了水玻璃碱浓度与模数对碱矿渣胶凝材料孔隙液化学组成的影响.结果表明:碱矿渣胶凝材料孔隙液的pH值较硅酸盐水泥低;孔隙液中的离子以钠为主.碱矿渣胶凝材料孔隙液中钠、硅、硫离子浓度随着水玻璃碱浓度的增加而增加;钙、镁、铝离子浓度则随着水玻璃碱浓度的增加基本呈下降趋势.碱矿渣胶凝材料孔隙液中钠离子和钾离子浓度随着模数的提高先上升后下降,在模数为1.5时达到最大,而钙、镁、铝离子浓度则在水玻璃模数为1.5时达到最低,水玻璃模数对孔隙液中硅、硫离子浓度没有显著的影响.随着水玻璃碱浓度的升高,碱矿渣胶凝材料孔隙液pH值呈上升趋势;随着水玻璃模数的增大,碱矿渣胶凝材料孔隙液pH值基本呈现出先增大后减小的趋势,pH值在水玻璃模数为1.5时达到最大值.     

纳米二氧化硅对碱矿渣水泥泛碱的影响

碱矿渣水泥因具有能耗低、二氧化碳排放低、性能优越等优点成为近年来建筑材料领域的研究热点.但其泛碱现象,影响了碱矿渣水泥的实际应用.本文旨在将纳米二氧化硅掺入碱矿渣水泥中,抑制其泛碱.研究了纳米二氧化硅掺入方式对碱矿渣水泥抗压强度和泛碱的影响,利用扫描电镜(SEM)、水化热测定、汞压入法(MIP)等技术分析了纳米二氧化硅对碱矿渣水泥泛碱的抑制机理.结果表明,纳米二氧化硅最佳掺入方式为超声分散.此外,掺加纳米二氧化硅可有效促进碱矿渣水泥的水化进程及水化程度,改善碱矿渣水泥硬化浆体微观结构,优化碱矿渣水泥硬化浆体的孔径尺寸分布,提高硬化浆体密实度,增加碱矿渣水泥的抗压强度,从而有效抑制碱矿渣水泥泛碱.     

氢氧化钾-钠水玻璃激发剂对碱激发矿渣胶凝材料性能的影响

采用氢氧化钾调节钠水玻璃模数制备复合碱激发剂,以钠水玻璃模数、碱掺量为变量,分析氢氧化钾对钠水玻璃激发矿渣胶凝材料性能的影响,研究氢氧化钾-钠水玻璃激发矿渣胶凝材料在流动度、凝结时间及抗压强度等方面的变化规律。结果表明,氢氧化钾-钠水玻璃复合激发剂的激发效果优于单一钠水玻璃激发剂。当钠水玻璃模数为1.2、碱掺量为8%(质量分数)时,氢氧化钾-钠水玻璃激发矿渣胶凝材料流动度可达240 mm,7 d、28 d抗压强度可达98.88 MPa和104.59 MPa,比同等条件下的钠水玻璃激发矿渣胶凝材料7 d、28 d抗压强度分别提高了16.7%和22.9%。     

碱激发矿渣胶凝材料的试验研究

影响碱激发矿渣胶凝材料性能的因素有很多,该文系统地探讨了水玻璃模数、水玻璃掺量、水灰比、养护条件及复合粉料比例等因素对碱激发矿渣胶凝材料凝结时间和强度的影响规律.结果表明:碱胶凝材料凝结时间主要取决于溶液中碱离子浓度;水玻璃模数为1.4,掺量为8％时,碱胶凝材料强度最高;提高养护温度有助于抗压强度的增长,普通硅酸盐水泥与水玻璃配合,可作为复合激发剂使用.     

钢渣对硬化水泥浆体结构形成的影响研究

研究了钢渣对水泥强度及体积膨胀率的影响,采用SEM和EDXA分析了水化产物的形貌和微区化学成分,并用XRD对水化产物的矿物组成进行了分析研究。研究结果表明,钢渣的掺入会降低水泥净浆的早期抗压强度,但随钢渣水化的进行,掺钢渣的水泥浆体7d以后的强度增长较快,至120d时净浆抗压强度已与纯硅酸盐水泥相近。掺钢渣的水泥的体积膨胀率比纯硅酸盐水泥的体积膨胀率大,钢渣水泥的体积膨胀率主要取决于钢渣中的fCaO含量。掺钢渣水泥的主要水化产物组成和形貌与纯硅酸盐水泥无明显差别,所不同的是C-S-H凝胶中有较多的铁相。掺钢渣水泥的水化产物主要有C2SH(C)、AFt和Ca(OH)2。     

碱激发剂对钢渣胶凝材料抗压强度的影响

以Na2SiO3, NaOH和Ca(OH)2制备碱性溶液,对钢渣进行活化处理得到碱钢渣胶凝材料,考察了Na2SiO3, NaOH和Ca(OH)2用量对材料的抗压强度影响,并对最优抗压强度的碱钢渣胶凝材料进行了表征. 结果表明,Na2SiO3对碱钢渣胶凝材料的7 d抗压强度影响显著,NaOH对材料的3 d抗压强度影响显著,Ca(OH)2对材料的28 d抗压强度影响显著. 当Na2SiO3, NaOH和Ca(OH)2用量分别为11.25, 4.50和6.75 g时,材料的抗压强度最优. 加入碱性溶液有利于胶凝体系中形成沸石类水化产物.     

垃圾焚烧飞灰胶凝活性和水泥对其固化效果的研究

垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧后烟气除尘器收下的物质,其主要成分属CaO-SiO_2-Al_2O_3-Fe_2O体系,与目前常用的高炉矿渣、粉煤灰等辅助性胶凝材料非常接近,因其中含有能被水浸出的重金属物质而被认为是危险废物,必须对之进行稳定及固化处理。通过试验研究了掺入垃圾焚烧飞灰的硬化水泥浆体的力学性能和水化机理,考察了水泥固化垃圾焚烧飞灰的效果,探讨了垃圾焚烧飞灰作为辅助性胶凝材料利用的可行性。研究表明:垃圾焚烧飞灰的水化反应活性较低,它的掺入在一定程度上延缓了水泥的水化过程,虽然其水化过程可以形成适量的钙矾石,对强度发展有利,但掺量较大时会显著降低水泥强度;采用水泥稳定及固化垃圾焚烧飞灰的效果良好,垃圾焚烧飞灰中重金属可以通过包容、替代或吸收等形式固化进水化产物结构中。     

Pore solution in alkali-activated slag cement pastes. Relation to the composition and structure of calcium silicate hydrate

In this work, the relationship between the composition of pore solution in alkali-activated slag cement (AAS) pastes activated with different alkaline activator, and the composition and structure of the main reaction products, has been studied. Pore solution was extracted from hardened AAS pastes. The analysis of the liquids was performed through different techniques: Na, Mg and Al by atomic absorption (AA), Ca ions by ionic chromatography (IC) and Si by colorimetry; pH was also determined. The solid phases were analysed by XRD, FTIR, solid-state ²⁹Si and ²⁷Al NMR and BSE/EDX.The most significant changes in the ionic composition of the pore solution of the AAS pastes activated with waterglass take place between 3 and 24 h of reaction. These changes are due to the decrease of the Na content and mainly to the Si content. Results of ²⁹Si MAS NMR and FTIR confirm that the activation process takes place with more intensity after 3 h (although at this age, Q² units already exist). The pore solution of the AAS pastes activated with NaOH shows a different evolution to this of pastes activated with waterglass. The decrease of Na and Si contents progresses with time.The nature of the alkaline activator influences the structure and composition of the calcium silicate hydrate formed as a consequence of the alkaline activation of the slag. The characteristic of calcium silicate hydrate in AAS pastes activated with waterglass is characterised by a low structural order with a low Ca/Si ratio. Besides, in this paste, Q³ units are detected. The calcium silicate hydrate formed in the pastes activated with NaOH has a higher structural order (higher crystallinity) and contains more Al in its structure and a higher Ca/Si ratio than those obtained with waterglass.     

钙对粉煤灰基土聚水泥性能的影响研究

采用正交试验优化设计制备了粉煤灰基土聚水泥,并进一步研究了钙对粉煤灰基土聚水泥性能的影响。研究表明：硅铝比是影响粉煤灰基土聚水泥强度发展的重要因素,碱铝比次之,水碱比最小;土聚水泥的最佳配比为硅铝比4.6,碱铝比0.8-1.1,水碱比6.0-7.2;不同种类以及掺量的钙质组分对土聚水泥的强度发展影响很大,体系中的钙应控制在适宜范围。     

风冷高炉渣与水淬高炉渣的水化性能研究

分析了风冷高炉渣和水淬高炉渣的矿物组成和玻璃体含量。在此基础上,对比研究了风冷高炉渣复合体系水泥和水淬高炉渣复合体系水泥的净浆强度、水化产物的矿物相组成和微观形貌。结果表明,风冷高炉渣的主要组成为玻璃体和α'L-C2S,玻璃体含量为83.34%;水淬高炉渣的主要组成为玻璃体,玻璃体含量为96.79%。水化28d时,风冷高炉渣复合体系水泥与水淬高炉渣复合体系水泥相比,净浆抗压强度接近,水化产物的主要矿物相组成无明显差别。     

海水环境下矿物掺合料对硫铝酸盐水泥的水化影响

研究了海水环境下掺入硅灰、粉煤灰、矿渣对硫铝酸盐水泥抗压强度、化学收缩和水化产物的影响规律.结果表明:当硅灰的掺量为2.5%时,水泥浆体的抗压强度比空白组高.矿渣掺量为10%的水泥浆体28 d抗压强度明显超过掺入硅灰和粉煤灰时的强度,60 d强度高于空白组.掺入2.5%硅灰后,水泥浆体的化学收缩增大;在水化早期,粉煤灰和矿渣的火山灰活性很低,导致水泥浆体的化学收缩降低.掺入10%硅灰加快了硫铝酸盐水泥3 d水化反应,钙矾石生成量增多,水泥浆体早期强度比掺其它掺合料有所提高,但体积过快膨胀会破坏其内部结构,对水泥浆体的强度发展不利.     

化学激发对微碳铬铁粉渣胶凝性能的影响

采用化学激发的手段来提高微碳铬铁粉渣的早期活性及微碳铬铁粉渣制品的强度。研究结果表明:激发剂Na_2CO_3、Na_2SO_4、硫铝酸盐水泥对于微碳铬铁粉渣浆体均具有比较好的调凝作用,激发剂Na_2CO_3、Na_2SO_4、普通硅酸盐水泥对于微碳铬铁粉渣发泡浆体的强度均有激发作用,以Na_2CO_3的效果最好。复掺Na_2CO_3和普通硅酸盐水泥,微碳铬铁粉渣发泡浆体的强度较单掺有显著提高,通过选择适当的配比,可以配置出符合工程需要的微碳铬铁粉渣发泡砌块。     

玻璃体集料的碱活性

熔制了Na_2O—CaO—Al_2O_3—SiO_2系统中的近百种玻璃,用压蒸砂浆棒快速法测定了它们的碱活性。结果表明玻璃集料的碱活性与化学组成之间有良好的相关性,可以用“碱活性指数”衡量活性大小。玻璃集料的反应产物是碱—钙—铝—硅凝胶,吸水肿胀性与凝胶组成的N/(C+A+S)摩尔比和相对湿度有关。“碱活性指数”可作为活性或非活性天然和人工质玻璃集料的判据。