攀钢钢渣粉用作水泥活性混合材料的研究

以攀钢钢渣为主要原料,研究了四种不同细度钢渣粉的主要特性及其对水泥胶砂强度的影响,同时研究了不同掺量钢渣粉和钢渣粉与粉煤灰组成的复合胶凝材料对水泥胶砂强度的影响。结果表明,在钢渣粉掺量为30%时,钢渣粒度越细,比表面积越大,活性指数越高;平均粒径为21.36μm,比表面积为450.8m2/kg的钢渣粉在掺量不大于10%时,28d活性指数可大于100%,但进一步增加掺量后水泥胶砂强度不断降低;钢渣粉和粉煤灰组成的复合胶凝材料的活性指数高于纯钢渣粉和粉煤灰的活性指数。     

钢渣粉对道路混凝土耐磨性能的影响研究

为了研究钢渣粉对道路混凝土耐磨性能的影响,将钢渣粉及其他矿物掺合料按一定掺比配制水泥胶砂试件,并对试件进行了耐磨性试验。结果表明,钢渣粉直接替代水泥,掺量在12%时,耐磨性能最优;矿粉与钢渣粉复掺时,推荐比例为7∶3,总掺量为30%～40%。     

自密实混凝土胶凝材料体系研究

基于粉煤灰和矿粉的理化性能,围绕粉煤灰、矿粉与水泥组合形成的胶材体系展开研究。针对粉煤灰和矿粉对混凝土强度的影响,通过胶砂强度试验,探索粉煤灰和矿粉在不同掺量下的28d胶砂强度变化规律。结果表明:与28d水泥胶砂强度相比,掺粉煤灰的胶砂强度显著降低,掺矿粉的胶砂强度明显提高;粉煤灰和矿粉形成的复掺体系,可以性能互补。     

粉煤灰和矿粉对钢渣砂混凝土性能的影响

用经过破碎和磁选处理的钢渣废料作细集料替代天然砂,与水泥浆和碎石配制成混凝土。在流动性一致原则下,研究了粉煤灰和矿粉按不同比例替代水泥后对钢渣砂混凝土的力学性能及水热养护制度下膨胀性能的影响规律。结果表明:随着矿粉和粉煤灰掺量的增加,混凝土7d和28d的强度不断减小;在两种掺合料同掺量下,掺矿粉的钢渣砂混凝土的强度略高于掺加粉煤灰的;但掺加粉煤灰能降低钢渣砂混凝土的膨胀率,改善钢渣砂混凝土的体积稳定性。     

粉煤灰和矿粉对水泥胶砂自收缩的影响

试验研究了粉煤灰和矿粉对水泥胶砂自收缩的影响.结果表明:当胶砂比(质量比)为1:0.5,水胶比(质量比)为0.3时,随水化龄期延长,水泥胶砂自收缩增大,早期自收缩发展急剧.粉煤灰降低了水泥胶砂的自收缩,随着粉煤灰掺量(质量分数)增大,水泥胶砂自收缩减小;掺10%和20%粉煤灰水泥胶砂的21 d自收缩较纯水泥胶砂分别下降了21.1%和29.5%.水化早期(5d前),矿粉掺量(质量分数)在10%～20%时,随着矿粉掺量增大,水泥胶砂自收缩降低;掺10%和20%矿粉水泥胶砂的21 d自收缩较纯水泥胶砂分别增加了11.1%和6.6%.     

矿物掺和料对水泥胶砂流动性和蒸压强度影响

采用硅灰、矿粉、粉煤灰等矿物掺和料等量替代水泥制备水泥砂浆,研究其对流动性和蒸压强度的影响。随着掺量的增加,水泥胶砂流动度分别表现为单调下降、先增加后降低和单调上升等不同的变化规律,过多矿粉对流动性的提高作用不利,但仍高于纯水泥的流动性;水泥胶砂强度分别表现为升高—大幅度降低—再回升、显著升高—适量降低、略有升高—逐步降低等不同的变化规律;其中强度最高的硅灰、矿粉和粉煤灰掺量分别为3%、15%和3%;硅灰掺量增至4%就会因流动性严重降低导致振实困难并且强度降至纯水泥强度以下,矿粉掺量增至40%的抗压强度仍高于纯水泥砂浆强度约10%;当粉煤灰掺量增至12%时,抗压强度已降至纯水泥砂浆强度以下;采用适当掺量的硅灰、矿粉、粉煤灰等矿物掺和料,可以增加蒸压预制混凝土桩的强度。     

矿物掺合料对水泥胶砂力学性能的影响

本试验采用普通硅酸盐水泥和标准砂,通过单掺粉煤灰、花岗岩石粉、磨细砂和S95矿粉替代部分水泥制备水泥胶砂,在蒸压养护和常温养护条件下,系统研究矿物掺合料种类和掺量对水泥胶砂力学性能的影响。研究结果表明,采用矿物掺合料替代部分水泥制备水泥胶砂可以显著降低水泥的用量,其中在蒸压养护条件下使用掺量30%的粉煤灰制备的水泥胶砂力学性能最好,抗折强度为6.75 MPa,抗压强度为30.70MPa;在常温养护条件下S95矿粉的最优掺量为40%,28d抗折强度和抗压强度分别达到8.10 MPa和29.28 MPa。     

矿渣微粉掺量及其与水泥颗粒群分布的匹配

以不同掺量、不同颗粒群分布的矿粉与水泥相匹配，探讨了其与矿粉—水泥胶凝体系胶砂强度(以活性指数表示)的关系．研究表明：矿粉—水泥胶凝体系早期(7d)胶砂强度主要与矿粉细度(用D50表示)有关，且成正比关系；而胶砂后期强度(28d)则与水泥细度的关联性最大(亦为正比关系)．活性指数的大小与矿粉掺量的关系在矿粉掺量较低时不明显，当掺量达到50％～70％后，则随矿粉掺量的增加，各龄期抗折、抗压活性指数均下降．     

搅拌站废水作为混凝土拌和用水的试验研究

通过水泥净浆试验和胶砂试验,研究了不同浓度废水在不同掺量下对水泥标准稠度需水量、凝结时间及水泥砂浆流动度、强度影响规律。在此基础上研究了1%浓度下,不同掺量废水对C60混凝土强度的影响规律。结果表明:随着废水掺量增加,水泥胶砂的流动度降低,但降低幅度不大,凝结时间延长;不同浓度废水对胶砂试块强度影响规律不同,且存在最佳掺量。1%浓度下,废水掺量为80%时,C60混凝土抗压强度达到最高。     

高效减水剂与矿渣-钢渣复合掺合料的适应性研究

为了加快高性能矿渣-钢渣基复合掺合料的开发和应用,本工作研究了萘系减水剂和聚羧酸两类减水剂与钢渣和硅酸盐水泥三种矿粉之间的适应性。研究表明：对于矿渣、钢渣和硅酸盐水泥三种矿粉的单组分净浆,各种减水剂的饱和掺量在0．3％～1．1％之间。萘系高效减水剂掺量过大,胶砂和混凝土离析泌水严重,硬化体的强度显著下降。聚羧酸盐减水剂的突出优势是使净浆、砂浆和混凝土的流动度和稳定性俱佳,但混凝土强度低于掺萘系高效减水剂的混凝土。     

复掺钢渣微粉水泥砂浆性能研究

测试了钢渣粉和锰铁矿渣粉在不同砂浆配合比下的流动度和力学性能,研究了不同掺量钢渣粉和锰铁矿渣粉复配的胶凝材料对水泥砂浆强度的影响。结果表明,掺入锰铁矿渣粉有助于提高钢渣粉的活性指数,用钢渣粉替代30%的水泥时,在钢渣粉中掺入25%锰铁矿渣粉,7 d活性指数达到67.4%,28 d活性指数80.3%,达到一级钢渣粉的技术要求。     

矿物掺合料对预拌砂浆性能的影响研究

研究了粉煤灰、矿渣等矿物掺合料单掺及双掺对预拌砂浆工作性能的影响。试验结果显示：单掺粉煤灰0%～60%时,随着掺量的增大,砂浆稠度增大,和易性增强;单掺矿渣0%～60%时,随着掺量的增大,砂浆稠度有一定提高,但比同掺量的粉煤灰要小,且掺量大时出现泌水现象;双掺时,能改善砂浆和易性,同时还具有复合增强效应,使两种矿物掺合料性能上的优势得以互补。     

聚丙烯纤维抗裂砂浆的试验研究

裂缝是混凝土与砂浆应用中存在的重大问题。不少学者对普通硅酸盐水泥砂浆的收缩裂缝问题进行了大量研究,但纤维的种类、掺入量,以及纤维应当满足的物化性质等尚未形成定论。本文针对加入了脱硫石膏、矿粉等矿物掺合料的普通硅酸盐水泥砂浆,研究了纤维的尺寸、形状及掺入量对砂浆性能的影响。     

矿渣微粉和石粉对高石粉含量花岗岩石屑砂浆性能影响的试验研究

为探讨水泥+矿渣微粉+石粉复合胶凝材料体系的可行性,采用砂浆进行了不同掺量矿渣微粉和石粉代替水泥的试验研究。研究结果表明:在高石粉含量的石屑砂浆中,随着矿粉掺量增加,砂浆强度呈现先增加后降低的趋势。从28 d砂浆强度不降低的角度考虑,矿粉最大掺量为50%。在水泥+30%(或50%)矿粉的胶凝材料体系中,以适量石粉取代部分水泥对砂浆28 d强度影响不大,石粉取代量以7%左右为宜。对于高石粉含量花岗岩石屑,可采用水泥+矿粉+石粉的复合胶凝材料体系,利用石屑中的部分石粉取代水泥,为解决高石粉含量石屑配制混凝土问题起到了一定的指导作用,同时也达到降低混凝土成本的目的。     

钢渣在硫铝酸盐水泥中的应用

针对钢渣活性低的问题,试验研究了在硫铝酸盐水泥体系中通过碱性激发而提高其水化活性的效果。研究结果表明,硫铝酸盐水泥对钢渣有一定的激发效果,尤其是在钢渣含量10%左右时对其水化促进明显;在硫铝酸盐水泥体系中,复掺粉煤灰对钢渣活性的激发效果优于复掺矿渣,当复掺量为10%时激发效果明显,其抗压强度远高于纯水泥砂浆的抗压强度。     

不同胶凝材料中的钢筋阳极极化电位-时间关系曲线

采用钢筋锈蚀快速试验方法(新拌砂浆法),检验了纯水泥砂浆以及分别掺加减水剂、阻锈剂、粉煤灰、矿渣粉、复合矿物质掺合料(粉煤灰+矿渣粉)、复合矿物质掺合料和阻锈剂、复合矿物质掺合料+NaCl+阻锈剂等不同胶凝材料砂浆中钢筋的电极电位随时间变化的关系曲线,由此得出,纯水泥砂浆、掺减水剂砂浆、掺阻锈剂砂浆以及掺复合矿物掺合料和阻锈剂砂浆对钢筋无害并有保护作用,其他砂浆中的钢筋会有锈蚀倾向.     

恒温变湿条件下矿粉对水泥砂浆体积变形的影响

恒温变湿条件下,对经过28d标准养护的不同掺量矿粉水泥砂浆试件进行强度变化、质量损失、线性收缩率等系统研究。结果表明：较低矿粉掺量下（＜20%）,砂浆试件的线性收缩较为严重。而掺量在40%～60%范围内能明显改善试件的体积稳定性;同等掺量下,随着矿粉细度增大,砂浆试件质量损失降低、线性收缩减小;矿粉细度对试件的早期强度影响较大,而对后期强度影响较小。     

矿物掺合料对机制砂浆性能影响

研究了磨细石灰石粉、粉煤灰和矿渣掺合料对机制砂砂浆物理力学性能的影响。当矿物掺量由10%向40%递增,结果表明:矿渣试件7d强度下降,28d强度高于基准试件;砂浆流动性提高但保水性降低。粉煤灰试件、石灰石粉试件的7d和28d强度低于基准试件,石灰石粉试件强度降低尤甚;粉煤灰砂浆流动性先升高而后降低,以20%或者30%为拐点,石灰石粉会显著提高砂浆的保水性,但对砂浆强度有不利影响。矿渣与石灰石粉复合制备的砂浆,其稠度、保水性和强度满足工程实际对砂浆的要求,且优于粉煤灰与石灰石粉复合制备的砂浆。     

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。     

矿物掺合料对干粉砂浆物理性能及孔结构的影响

研究了石灰石、矿渣和粉煤灰3种矿物掺合料分别对干粉砂浆的工作性能和力学性能的影响,并探讨了掺有掺合料时干粉砂浆的宏观力学性能和其微观孔结构之间的关系。结果表明:粉煤灰在掺量小于30%时能够提高砂浆的流动度,但掺量再继续增大时,砂浆流动度反而下降;掺入矿渣粉略能提高砂浆的流动度;石灰石粉在一定程度上降低砂浆流动度;同时石灰石粉能够提高砂浆的保水率,而矿渣粉和粉煤灰却降低砂浆的保水率。随着石灰石、矿渣和粉煤灰掺量的增加,砂浆28 d强度均有不同程度的降低,影响顺序为石灰石>粉煤灰>矿渣;与空白样相比,内掺占水泥质量50%的石灰石粉和矿渣粉时,28 d砂浆硬化体的总孔隙率分别增加10.2%、7.7%,而掺等量粉煤灰时总孔隙率则基本不变。以石灰石替代50%的水泥时,28 d砂浆硬化体中d>100 nm的多害孔增加24.0%,而以粉煤灰替代50%的水泥时,砂浆中多害孔基本不变,以等量的矿渣粉替代时d>100 nm的多害孔减少6.5%。