电石渣对碱激发粉煤灰-矿渣抗碳化性能的影响

为实现工业废料的二次利用,将电石渣部分替代粉煤灰掺入碱激发粉煤灰-矿渣(AAFS)中,制备碱激发粉煤灰-矿渣-电石渣复合凝胶材料(AAFSC)。本文考察了不同电石渣掺量下AAFSC的抗碳化性能,并通过压汞测试、热重分析、X射线衍射仪和扫描电子显微镜等分析材料的微观结构。结果表明：经快速碳化作用,AAFSC的孔隙结构会向有害孔发展,抗压强度明显衰减;AAFSC在碳化前中期的抗碳化性能优于AAFS,但随碳化龄期延长,这种优势逐渐减小甚至消失;试验推荐的电石渣掺量质量分数为6%,此时AAFSC在碳化前中期具备最佳抗碳化性能,且在碳化后期仍具有最大抗压强度39.92 MPa;随电石渣掺量增加,AAFSC中Ca(OH)₂含量增加,这些Ca(OH)₂在碳化过程中被消耗,生成了方解石、霰石等碳酸盐。     

掺聚丙烯纤维的碱矿渣粉煤灰混凝土抗碳化性能及微结构

本文研究了聚丙烯纤维对碱矿渣混凝土抗碳化性能及碱矿渣硬化水泥浆体微观孔结构的影响,对硬化碱矿渣浆体的孔隙率、碱矿渣混凝土水化产物以及碳化深度进行了测试.结果表明,聚丙烯纤维能改善碱矿渣混凝土的微孔结构与抗碳化性能.当聚丙烯纤维掺量为0.9 kg/m3时,碱矿渣混凝土28 d龄期的孔隙率降低1％o,碳化深度降低25.9％,且随纤维掺率的提高,其抗碳化性能提高更加明显.SEM分析结果表明,纤维与硬化浆体紧密结合并有效改善硬化浆体的孔结构,而粉煤灰的掺入使硬化浆体的结构变得较为疏松.     

复掺粉煤灰和矿渣粉大流动度混凝土的抗碳化性能

研究了复掺Ⅱ级粉煤灰和同等细底的矿渣粉，同时掺加高效减水剂配制的大流动度（180mm）混凝土的抗碳化性能。试验中改变了取代水泥量（最大80％）及掺合料中粉煤灰和矿渣粉的比例等条件。混凝土的碳化深度随时间的变化，可用幂函数d＝at^b表示，b值大多位于0．3－0．4。复掺可使取代水泥量提高。对设计寿命为50年的混凝土，在其他性能满足工程要求的条件下，从碳化性能的角度来看，混凝土中可掺加40％的粉煤灰，若采用粉煤灰与矿渣粉复掺，则在掺合料总量分别显60％、70％及80％时，相应地可掺加40％、30％及15％的粉煤灰。     

粉煤灰对碱矿渣混凝土性能的影响

试验重点研究了不同碱对碱矿渣-粉煤灰混凝土强度的影响,不同掺量粉煤灰对碱矿渣混凝土强度的影响及碱矿渣-粉煤灰混凝土的耐酸性能。     

碱矿渣水泥石碳化产物研究

碱矿渣水泥水化产物不同于硅酸盐水泥,会产生不同的碳化行为.以水玻璃与NaOH为碱组分制备碱矿渣水泥石,采用X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FF-IR)与综合热分析(TG-DSC)研究了碱矿渣水泥石的碳化产物.结果表明:碱矿渣水泥石碳化生成的CaCO3的存在形式主要为方解石,球霰石和文石含量较少,随碳化龄期延长,文石与球霰石含量增加;以模数1.0～1.5的水玻璃为碱组分的碱矿渣水泥石碳化后,出现钠的碳酸盐结晶相;碱矿渣水泥石碳化脱钙后生成富硅的C-S-H凝胶,C-S-H凝胶的聚合度增加.     

热处理水滑石对普通硅酸盐水泥和碱矿渣水泥抗碳化性能的影响

热处理水滑石(CLDH)由水滑石(LDH)在一定温度制度下焙烧得到.采用X射线衍射(XRD)分析方法,分别研究了普通硅酸盐水泥(OPC)和碱矿渣水泥(ASC)的模拟孔溶液掺入的CLDH在碳化环境中的结构重建现象.分析结果表明:在上述两种溶液中,CLDH可以吸附大量的CO2,均具有较强的结构重建能力.证明了CLDH通过离子交换原理改善OPC及ASC抗碳化性能的可行性.将CLDH分别掺入普通硅酸盐水泥胶砂(OPCM)和碱矿渣水泥胶砂(ASCM),研究了CLDH对所制备胶砂的碳化深度以及碳化前后的抗折、抗压强度.试验结果表明:CLDH显著改善OPC的抗碳化性能,且最适宜掺量为2％;但对ASC的抗碳化性能改善作用有限,且对抗折强度不利.     

碱激发矿渣混凝土的补偿收缩性能试验研究

以硫铝酸钙-氧化钙类膨胀剂(EA)作为掺合料,通过改变EA的掺量(0%,2%,4%,6%和8%),采用自制收缩架对自由条件下和半密封约束条件下的碱激发矿渣混凝土的收缩性能进行测试.在此基础上,对EA分别与水,NaOH溶液及水玻璃溶液反应净浆及不同EA掺量碱激发矿渣净浆进行微观分析.收缩性能测试结果显示:两种不同养护制度条件下的试件掺入EA后干缩量均有所降低,且降低程度随EA掺量的增加而增大.当EA掺量达8%时,自由条件养护下的试件补偿收缩量约为3.0×10-4με,而半密封约束条件下的试件补偿收缩量可达4.0×10-4με.表明:该类EA对碱激发矿渣混凝土具有较好的补偿收缩性能,且在半密封约束条件下补偿收缩效果更为显著.微观分析显示:EA分别与水,NaOH溶液及水玻璃溶液反应净浆中均检出钙矾石与氢氧化钙两种水化产物,但在掺EA碱激发矿渣净浆中仅检出氢氧化钙一种水化产物.表明:EA在碱激发矿渣混凝土中起到补偿收缩作用的主要是水化产物氢氧化钙.     

矿渣和粉煤灰混凝土的碳化性能

研究了不同掺量矿渣、粉煤灰对混凝土抗压强度和抗碳化性能的影响.研究表明,随着掺合料掺量(胶凝材料的质量百分比)增加,混凝土抗压强度与抗碳化能力都呈下降趋势.且在同一龄期、同一掺量下,混凝土的抗压强度大小与抗碳化能力具有较好的相关性,不同种类混凝土之间的比较关系为:矿渣混凝土＞矿渣、粉煤灰复掺混凝土＞粉煤灰混凝土.建议粉煤灰和矿渣的最佳掺量为30％.     

碱矿渣（JK）混凝土的性能

作者们对碱矿渣(JK)混凝土进行了大量的配比研究,并进行了抗压强度及其他物理力学性能的试验。结果表明,碱矿渣混凝土的物理力学性能、耐久性能均优于或相当于普通混凝土的性能,具有广阔的发展前景。     

碱-矿渣胶凝材料及其缓凝剂的研究进展

综合评述了碱-矿渣及其胶凝材料的研究进展,并对其矿物结构、化学组分以及水化机理进行了介绍。同时,在此基础上对碱-矿渣胶凝材料缓凝剂的研究进行概述和总结,提出当前的研究重点是对缓凝机理以及缓凝效果的研究。     

矿渣碳化硬化过程的研究

将矿渣压制成2 ×2 ×2 cm3的立方体试块,分别在30 ℃、60℃、90℃、120℃条件下于CO2气氛中碳化.对碳化试块的质量、抗压强度变化进行了测定.采用X射线衍射仪(XRD)、热重-差热分析仪(TG-DSC)分析了碳化过程中的物相变化.用扫描电子显微镜(SEM)观察了碳化后产物的微观形貌.结果表明,矿渣试块的抗压强度及质量变化均随碳化温度的增加而增加,且随碳化龄期的延长而增加.矿渣在90℃条件下碳化6h的抗压强度达41.2 MPa,质量增加9.9％,在此条件下1 kg矿渣可固化储存99 g的CO2.矿渣的碳化产物主要为CaCO3,未生成C-S-H凝胶和Ca(OH)2.结果表明了矿渣在固碳的同时亦能硬化形成良好力学强度的块体材料,这是“以废治废”的良好途径.     

激发剂对碱矿渣水泥砂浆中碱-硅酸反应的影响

采用硅酸钠溶液为激发剂制备碱矿渣(AAS)水泥砂浆,在80℃的1 mol/L氢氧化钠溶液中养护以加速碱-硅酸反应(ASR)进程,研究了激发剂碱含量和硅酸盐模数对ASR膨胀破坏的影响.结果表明,AAS砂浆中出现了危险性ASR膨胀破坏.激发剂中Na2 O掺量大于4％(质量分数)时,砂浆在14 d龄期的ASR膨胀率超过0.1...     

掺粉煤灰混凝土的碳化及抗冻性能试验研究

研究了不同水胶比、不同粉煤灰掺量混凝土的碳化及抗冻性能。试验结果表明,随着水胶比和粉煤灰掺量的增加,混凝土碳化深度增加,混凝土碳化深度按方程D=K·tb回归,相关系数大于0.95;碳化深度与粉煤灰掺量及水胶比二元线性回归较好,混凝土抗压强度越高,抗碳化性能越好。水胶比是影响混凝土抗冻性能的主要因素,粉煤灰对混凝土抗冻性能具有不良影响。     

钙铝质矿相对碱激发矿渣氯离子固化能力的影响研究

本文提出了一类改性碱激发矿渣胶凝材料,通过在原材料中掺入额外的钙、铝质矿相(Ca(OH)₂和γ-Al₂O₃),促进材料基体中的Friedel's盐(F盐)在氯离子存在条件下的形成,进而提升胶凝材料的氯离子固化能力。本研究探讨了钙、铝质矿物含量对碱矿渣反应产物组成、氯离子固化量以及力学性能的影响。结果表明,钙、铝质矿相的额外补充可显著提高胶凝材料的氯离子固化能力,同时体系的m(Ca)/m(Al)与该能力的相关性较高。物相分析结果表明,钙质矿相的补充使得反应产物中拥有富余的Ca(OH)₂,在氯盐侵蚀作用下,富余的Ca(OH)₂全部转化为F盐或其他物相,证实了体系氯离子固化能力的增强得益于F盐的形成,即得益于化学固氯能力的提升。抗压强度测试结果,表明钙质矿物的掺入对力学性能存在一定负面影响,而铝质矿相的掺入则能够在一定程度上弥补强度损失。     

粉煤灰掺量对碱激发矿渣砂浆减缩特性研究

研究粉煤灰掺量对碱激发矿渣砂浆的凝结时间、抗压强度、化学收缩和自收缩的影响因素和影响规律.结果表明,加入粉煤灰不仅能有效改善碱激发矿渣砂浆凝结快,收缩变形大的问题,同时也能够解决碱激发粉煤灰砂浆在常温条件下早期强度低和强度发展缓慢等问题.配比不同掺量的粉煤灰,以寻求最佳的掺量,在保证碱激发矿渣砂浆强度的同时提高减缩效果.     

碱矿渣胶凝体系的水化特性及机理分析

通过测定矿渣胶凝材料体系不同龄期的化学结合水含量,结合SEM分析,研究了碱矿渣胶凝材料的水化特性以及水化产物的微观形貌.结果表明:随着水化时间的增加,水化程度呈现不断增长的趋势,水化时间为1d时,水化程度为40.37％;水化初期,小颗粒形状的凝胶体在矿渣周围形成,凝胶间不断组合生长为C-S-H凝胶,随着水化时间的增加,胶凝体系逐渐致密.水化产物的Ca/Si、Ca/(Si+ Al)、Na/(Si+ Al)的质量比比值趋于稳定,表明碱矿渣-钢渣复合胶凝体系已形成稳定的水化产物.     

碱激发材料与硅酸盐水泥在盐湖环境中的性能对比研究

为克服传统硅酸盐水泥材料在盐湖环境中性能劣化严重的不足,通过浸烘循环,对比研究了在清水和模拟盐湖环境下,碱激发矿渣(AAS)水泥和硅酸盐水泥(PC)强度发展和微观结构的变化.实验结果表明:AAS材料具有优异的抗盐湖侵蚀能力,其强度随着养护龄期延长逐渐提高,20次循环之前强度增长迅速,且激发剂含量越高,强度增长约快.养护于盐湖溶液中的PC强度随时间逐渐下降,40次浸烘循环后完全破坏.激发剂含量越高,处于盐湖溶液中的碱激发材料孔隙率越低,扫描电镜结果表明,在材料孔隙中结晶的石膏晶体和氯化钠晶体有效填充了孔隙.盐湖环境使得PC多害孔含量明显增加,但使AAS水泥孔结构得到细化,提高了材料的力学性能.