钢渣在高温高压下的水热反应

利用ＸＲＤ,ＤＴＡ等分析方法研究了不同类型钢渣在水热条件下的蒸压胶凝性和水化产物。结果表明：钢渣的胶凝性在水热条件下以得到激发;低碱度钢渣以Ｃ３ＭＳ２－Ｃ２Ｓ的水化为主,其产物为Ｃ２ＳＨ（Ｃ）、水石榴石,高碱度钢渣以Ｃ２Ｓ－Ｃ３Ｓ的水化为主,其产物为Ｃ２ＳＨ（Ａ）、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｃ２ＳＨ（Ｃ）、水石榴石、在本实验条件下钢渣中微榄石类是稳定的;钢渣中掺入石英砂可大幅度提高蒸压制品的强度;钢渣－砂体     

硅灰改性压实水泥材料的组成和微观结构

用ＤＴＡ、ＸＲＤ及ＳＥＭ分析了不同养护条件下硅灰改性前后压实水泥的组成和微观结构，并探讨了结构与耐久性的关系。结果表明：在常温水养护条件下，除Ｃａ（ＯＨ）２外，硅灰改性前后压实水泥的组成无明显差异；压蒸条件下，随压蒸时间延长伴有产物的转化和晶化，掺入硅灰后，产物向低ＣａＯ／ＳｉＯ２方向转化和晶化；材料结构中未水化水泥颗粒进一步水化以及产物的转化和晶化对材料的结构和性能产生不利影响，甚至会导致结构破坏     

CaO—Al2O3—SiO2玻璃相的胶凝性能的研究

利用绝热式量热计，ＸＲＤ，ＳＥＭ和压汞测孔法研究ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系（简称ＣＡＳ）玻璃相的胶凝性能，以及石膏和氢氧化钙对它的影响，纯ＣＡＳ玻璃相的水化产物主要水化钙铝黄长石晶体，其水化反应缓慢持久，硬化浆体结构致密，具有较好的力学性能，石膏改变ＣＡＳ玻璃相的水化反应过程，其水化产物主要为钙矾石晶体和ＣＳＨ凝胶，硬化浆体孔隙率较大，具有高的早期强度，但后期强度增长不多，石膏和氢氧化钙共同掺     

橄榄石类钢渣的蒸压胶凝性及产物研究

研究了高温高压条件下纯橄榄石类钢渣与石英砂橄榄石类钢渣的蒸压胶凝性及其水热反应产物。结果表明，水热蒸压反应使纯橄榄石类钢渣显示出胶凝性；石英砂橄榄石类钢渣的蒸压强度可达５０ＭＰａ以上。同时，蒸压反应产物分别以水化钙铁石榴子石或Ｆｅ－ｔｏｂｅｒｍｏｒｉｔｅ为主。     

水玻璃对钢渣水泥激发机理的研究

钢渣、矿渣、激发剂掺量及水玻璃的模数等都对钢渣水泥强度有影响。研究结果表明钢渣和矿渣在水化过程中能相互促进；水玻璃在钢渣水泥中充当初始骨架网络，钢渣和矿渣水解的水化硅酸钙和铝酸钙凝胶在网络中起到镶嵌和填充作用；Na+〔SiO4〕4-在激发过程中都发挥了作用，但Na+主要作用是催化，并不参与反应生成水化产物，〔SiO4，-一方面与Ca2+等离子反应，促进水化，另一方面形成骨架，充实网络；通过对钢渣水泥中钢渣掺量、外加剂掺量和水玻璃的结构进行控制，制得成本低廉、强度合格的钢渣水泥。     

养护条件对钢渣粉水化性能的影响

以磨细钢渣粉(SS)作辅助胶凝材料,研究不同养护条件下掺钢渣粉水泥的强度,并将之与砂粉(SP)对比.测试其在碱溶液作用下活性硅的溶出量、与饱和氢氧化钙溶液反应程度以及显微结构,探讨不同养护条件对钢渣粉水化性能的影响.结果表明:在常温水养条件,在同等掺量条件下,掺钢渣粉水泥3d、7d、28 d强度均较砂粉水泥强度高,钢渣粉早期水化活性较砂粉高.80℃水热养护至相同龄期,在同等掺量条件下,掺钢渣粉水泥强度均较掺砂粉水泥要高.与常温条件相比,80℃水热条件下钢渣粉消耗的Ca(OH)2量明显增加,生成的水化产物也较多,水化反应程度较砂粉高.水热条件有利于激发钢渣粉活性,提高其水化反应程度,增加试样强度.     

铝酸盐矿物对氯氧镁水泥的影响

本讨论了铝酸盐矿物对氯氧镁水泥的水化产物、耐水性和强度的影响。通过ＸＲＤ相分析，证明了具有水化活性的铝酸盐矿物（如ＣＡ，Ｃ４ＡＦ等）对氯氧镁水泥的水化相有影响；而没有水化活性的铝酸盐矿物（如Ｃ２ＡＳ）对氯氧镁水泥的水化相没有影响。当氯氧镁水泥中ＭｇＯ／ＭｇＣｌ２摩尔比大于５时，含有ＣＡ或Ｃ４ＡＦ的净浆硬化体中主要水化相是３·１·８相，而不含ＣＡ或Ｃ４ＡＦ或含Ｃ２ＡＳ的净浆硬化体中主要水化相是５·     

钢渣水泥的耐久性研究

本文对钢渣水泥（ＳＬＣ）的长期强度、硫酸盐侵蚀、碳酸盐侵蚀、海水侵蚀及碱－集料反应等性能进行了实验研究。研究结果表明：钢渣水泥比纯硅酸盐水泥后期强度高，耐磨性好，抗硫本乡盐、碳酸盐和海水侵蚀能力强，碱－集料反应体积膨胀量小。此外，本文还研究了钢渣水泥的水化机理和孔结构性能。     

钢渣,矿渣,煤粉灰复合硅酸盐水泥

本文总结了采用当地工业废渣水淬电炉钢渣,粒化高炉矿渣及电厂干排粉煤灰生产４２５复合硅酸盐水泥的过程,结合相关水化理论对其胶凝机理进行了探讨,该复合水泥具有良好的物理力学性能,采用ＩＳＯ法检验,仍达到新标准３２．５强度等级。     

提高复合水泥中混合材掺量的研究

在矿渣，粉煤灰复合水泥虽采用技术措施，可以较大幅度地提高水泥的早期强度并改善其后期强度。在不降低水泥标号的情况下，桔提高复合水泥中混合材的的掺加量。环通过ＸＲＤ，ＳＥＭ和ＤＴＡ等测试手段分析了该种水泥水化产物的物相组成，初步探讨了其水化过程和水化机理。     

钢渣砂对砂浆流动性能和膨胀性能的影响

将钢渣砂等体积取代河砂配制砂浆,研究了钢渣砂砂浆的流动性能及其在80℃水热加速养护条件下的膨胀性能。结果表明：钢渣砂砂浆拌合物的需水量随钢渣砂掺量的增大而呈线性增加;在整个龄期内砂浆的线性膨胀率,随钢渣砂掺量的增加都不同程度的增大,其膨胀率的增长率随龄期的增长先是小幅度地逐渐减小而后快速增大,钢渣砂的掺量越大,钢渣砂砂浆膨胀开始加速的龄期越短。     

钢渣微粉生态型超高性能混凝土力学性能影响因素分析

为促进钢铁企业废渣的无害化处理与资源化利用,将钢渣制成微粉替代石英粉制备生态型超高性能混凝土(UHPC)是其再利用的有效途径之一。针对配制钢渣微粉UHPC的原材料因素影响问题,采用正交试验法对不同配合比下钢渣微粉UHPC的抗压、抗折、劈裂抗拉等强度指标及弹性模量进行测试,以分析硅灰、钢渣微粉、河砂和钢纤维四种原材料掺量对其各项性能指标的影响效果。结果表明：钢纤维体积掺量对钢渣微粉UHPC的各项力学性能影响最为显著,河砂、钢渣微粉掺量影响程度较大,硅灰掺量影响程度较小;立方体抗压强度、抗折强度、静力受压弹性模量指标下的显著性影响顺序为钢纤维>河砂>钢渣微粉>硅灰,轴心抗压强度、劈裂抗拉强度指标下的显著性影响顺序为钢纤维>钢渣微粉>河砂>硅灰;经正交试验得出最佳配合比方案,按该方案制备的钢渣微粉UHPC具有良好的工作性能与力学性能。     

含玻璃砂的高性能碱激发矿渣砂浆性能研究

采用玻璃砂代替部分细骨料制备碱激发矿渣(AAS)砂浆后,研究了玻璃砂含量(0%、10%、20%、30%,质量分数)对AAS砂浆抗压强度、抗折强度、干燥收缩、导热系数和碱-硅酸反应(ASR)膨胀率的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)对微观机理进行了分析。结果表明：掺10%～30%的玻璃砂能显著提高AAS砂浆的早期抗压强度,但会略微降低28 d抗压强度;AAS砂浆的抗折强度随玻璃砂掺量的增加先增大后减小,10%掺量时最有利于3 d抗折强度,20%掺量时最有利于28 d抗折强度;AAS砂浆的干燥收缩、导热系数和ASR膨胀率均随玻璃砂掺量的增加而减小,与对照组相比,掺30%玻璃砂的AAS砂浆导热系数降低14.4%,56 d干燥收缩率降低27.6%,14 d ASR膨胀率降低39.6%,28 d ASR膨胀率降低34.5%;SEM分析发现玻璃砂表面有水化产物生成,其与胶凝材料的结合比石英砂更紧密,使AAS砂浆的微观结构更加致密。     

矿渣沸石基水泥的试验研究

研究了矿渣沸石基水泥中原料组成含量对水泥的强度、凝结时间及标准稠度等性能的影响规律,并探讨了该水泥体系的水化机理。研究结果表明,以30%的沸石、25%的熟料、34%的矿渣、6%的钢渣和5%的石膏,可以制备出3d抗压强度达15.3MPa、28 d抗压强度达42.8 MPa的矿渣沸石基水泥。该水泥的主要水化产物为C-S-H凝胶和水化硫铝酸钙。     

矿粉掺量对废弃超细砂制备砂混凝土密度及强度影响研究

以航道整治废弃超细砂为主要原料,通过振动成型制备砂混凝土(Sand Concrete).首先通过干拌振捣密实计算干拌物密度的方法研究矿粉掺量对砂混凝土干拌物密度的影响,然后以试件7 d、14 d和28 d抗压强度、劈裂抗拉强度和浸水抗压强度为控制标准,研究矿粉掺量对砂混凝土性能的影响,最后通过XRD对砂混凝土试件进行分析.试验结果表明:在水胶比为0.38,减水剂掺量为0.5%情况下,砂混凝土最佳配合比为废弃超细砂75.3%、水泥16.5%、矿粉8.2%.采用最佳配合比所制砂混凝土28 d抗压强度、劈裂抗拉强度和浸水抗压强度均达到最优, XRD分析表明所制砂混凝土含有大量水化硅酸钙(C-S-H)和钙矾石等水化产物.研究为航道整治废弃超细砂的开发利用提供一种技术途径,对于废弃超细砂资源丰富而普通混凝土砂石材料匮乏的地区具有显著的经济价值和广阔的应用前景.     

钢渣复合取代矿粉、砂和石用作混凝土掺合料与骨料及其性能分析

用风淬渣粉取代矿粉、电炉渣砂取代混合砂、电炉渣石取代碎石制备混凝土,分析了混凝土的内照射指数、外照射指数、f-CaO含量、沸煮膨胀值、比表面积、密度、含水率、容重、含泥量、泥块含量、坍落度、抗压强度及其化学组成、矿物组成与微观形貌,研究了钢渣的安全性与稳定性及风淬渣粉取代矿粉、电炉渣砂取代混合砂、电炉渣石取代碎石与钢渣复合取代矿粉、砂和石对混凝土性能的影响。结果表明,风淬渣粉、电炉渣砂和电炉渣石的安全性与稳定性满足国标要求,可用于混凝土。当风淬渣粉取代20wt%矿粉、电炉渣砂取代10wt%混合砂和电炉渣石取代20wt%碎石时,混凝土的性能最优。钢渣复合取代矿粉、砂和石的比例合适,可改善混凝土的界面结构密实度,尤其能提高混凝土养护后期的强度。     

镍铁渣砂代替河砂对水泥砂浆性能影响的研究

实验研究了人工破碎后的镍铁渣砂按不同量取代河砂后对砂浆工作性能、抗压强度、拉伸粘结强度及线膨胀率的影响,结果表明:适当的镍铁渣砂取代河砂可提高砂浆流动度、降低砂浆分层度,有利于改善砂浆的工作性能,但取代量超过60%以后,影响砂浆表面平滑性;在取代量小于80%时,随取代量的增加,砂浆7 d、28 d抗压强度呈增长趋势,当镍铁渣全部替代河砂后,强度比取代量为80%时略微减少,在镍铁渣取代量为40%时,粘结强度最高达到0.41MPa。镍铁渣砂具有一定的碱-集料反应危害,为保证工程质量的绝对安全,砂浆中镍铁渣砂取代量应不超过40%。     

钢渣-杂填土基层材料的性能研究

将钢渣、矿渣微粉与废弃混凝土碎料混拌制备钢渣-杂填土基层,并对其性能开展研究。体积安定性试验表明,矿渣微粉具有明显抑胀作用,掺入50%(质量分数,下同)钢渣、50%杂填土以及外掺钢渣质量30%矿渣微粉的试件的10 d高温水浴膨胀率仅为1.32%,而未掺矿渣微粉的试件3~5 d膨胀率均超过2%限值。7 d无侧限抗压强度和28 d劈裂强度正交试验表明:7 d无侧限抗压强度、28 d劈裂强度影响因素大小顺序为钢渣、水泥掺量、混凝土碎料占比、土壤固化剂;各组试件中7 d无侧限抗压强度、28 d劈裂强度最大值分别为12.41 MPa、2.24 MPa;钢渣-杂填土基层最佳配比为50%钢渣、50%杂填土(m(混凝土碎料)∶m(素土)=6∶4),外掺钢渣质量40%的矿渣微粉、5%水泥、0.018%固化剂,此时试件具有良好的水稳定性。强度影响因素试验表明,矿渣微粉对试件强度的增幅影响最大。X射线衍射及扫描电子显微镜分析表明,在矿渣微粉和土壤固化剂的作用下,钢渣中f-CaO被有效消解,团聚体与混凝土碎料、钢渣颗粒的密实包裹阻止了内部水分的挥发和外部自由水的侵入,既保证了钢渣-杂填土基层的强度,又有效抑制了膨胀。     

Autoclave properties of kirschsteinite-based steel slag

The kirschsteinite-based steel slag is one kind of low-alkalinity steel slag. This steel slag hardly behaves as any hydraulicity. In this paper, the hydrothermal products and binding properties of this slag, after being subjected to autoclave treatments, were evaluated. The results show that a hydrothermal autoclave reaction could modify the binding behaviours of kirschsteinite-based steel slag. The main hydrothermal product of pure kirschsteinite-based steel slag was Fe-hydrogarnet, which exhibited poor binding strength. However, the system of quartz-kirschsteinite steel slag appeared to have excellent binding properties due to autoclave treatment, in which the kirschsteinite phase was hydrothermally changed into Fe-substituted tobermorite. Meanwhile, Fe-substituted tobermorite phase was still stable relative to xonotlite over 345 °C.     

Preparation of high strength foam ceramics from sand shale and steel slag

Foam ceramics with high strength were successfully fabricated by using sand shale and steel slag as the major materials and SiC as foam agent. The influence of raw materials ratio and heat treatment temperatures on crystalline phases, porosity, mechanical properties and pore structures was investigated via XRF, XRD, SEM, DTA-TG, Micro-CT. The results indicate that the raw materials composed of 94 wt% sand shale and 6 wt% steel slag enable the fabrication of foam ceramics possessing strength of 29.98 MPa, bulk density of 0.821 g/cm³, total porosity of 67.22%, closed porosity of 55.27% and thermal conductivity of 0.08 W/(m·K). Micro-CT result shows that the pores with an average size of 267.05 μm are isolated. Pore wall thickness conforms to normal distribution, and it ranges from 18 to 42 μm. The superior property makes it promising high-strength and lightweight material in application fields, including thermal insulation materials and lightweight building materials.