高钛重矿渣再生混凝土耐久性试验研究

将再生高钛重矿渣粗、细骨料按50%、75%、100%的取代率取代高钛重矿渣粗、细骨料制备强度等级为C20、C25、C30的高钛重矿渣再生混凝土并测定其28 d强度,采用抗氯离子渗透试验、快速冻融试验、抗硫酸盐干湿循环侵蚀试验研究其耐久性能。试验结果表明:再生混凝土实测强度随再生骨料取代率的增大而减小,各个强度等级混凝土的实测强度均能达到设计强度,但强度富余小;再生混凝土D_(RCM)值随骨料取代率及强度等级的提高而降低,最小及最大D_(RCM)值分别为2.3×10~(-12) m~2/s和3.3×10~(-12) m~2/s,耐久性推荐水平分别为好和较好;再生混凝土抗冻性能随再生骨料取代率及强度等级的提高逐渐增强,但仅有再生骨料取代率为75%、100%的C25再生混凝土及取代率为100%的C30再生混凝土达到100次冻融循环的抗冻等级;30次硫酸盐干湿循环侵蚀对再生混凝土的强度影响很小,在同一强度等级下,再生混凝土抗硫酸盐侵蚀性能随再生骨料取代率的升高而减小,强度等级越小,减小幅度越大。     

一种高钛型高炉渣复合掺合料的研究及应用

以高钛型高炉渣、转炉钢渣和石灰石尾料等废旧资源为原料,制备了各项指标均满足建筑行业标准JG/T486-2015《混凝土用复合掺合料》Ⅱ级磨细要求的高钛型复合掺合料,并确定了性能优异、经济的高钛型复合掺合料配比。将该高钛型复合掺合料按照1∶1比例全部代替粉煤灰在C30-C50的普通泵送矿渣混凝土中进行工业应用试验,效果良好。该产品的成功开发可缓解攀西地区今后因粉煤灰掺合料资源紧张对混凝土生产的影响。     

高钛重矿渣纤维混凝土力学性能试验研究

考虑纤维掺量、水胶比和粉煤灰掺量3个主要因素,采用正交试验设计20组高钛重矿渣纤维混凝土试件,结合SEM分析研究纤维掺量、水胶比等因素对高钛重矿渣纤维混凝土力学性能的影响。试验结果表明:水胶比对高钛重矿渣混凝土的抗折与抗压强度影响最大;玄武岩纤维可以显著提高高钛重矿渣混凝土抗折强度,塑钢纤维可以明显提高高钛重矿渣混凝土抗压强度。当水胶比为0.32,玄武岩纤维掺量1 kg,粉煤灰掺量5%时,高钛重矿渣纤维混凝土抗折强度为5.61 MPa,比未掺纤维的高钛重矿渣混凝土提高10%。当水胶比为0.34,塑钢纤维掺量2 kg,粉煤灰掺量5%时,高钛重矿渣混凝土的抗压强度为60.45 MPa,达到GB50010—2010《混凝土结构设计规范》规定的C55等级。     

宝钢钢渣微粉及其胶凝材安定性和相容性研究

在研究宝钢钢渣微粉的化学成分及其矿物相组成X射线分析的基础上,通过压汞法测定了矿渣微粉与钢渣微粉的孔结构数据,分析了钢渣微粉孔结构特性和分布情况,比较了矿渣与钢渣微粉显微的照片形貌;对掺30%钢渣微粉的钢渣水泥进行了压蒸法安定性试验;以不同厂家水泥为基准,并采用四种不同类别的外加剂,对掺加30%钢渣粉进行了凝结时间和强度、塑性扩张度等水泥及外加剂相容性对比试验,提出了宝钢钢渣微粉可以作为水泥混凝土掺合料利用的技术可行性。     

高钛重矿渣隧道喷射混凝土力学性能试验研究

利用高钛重矿渣作为骨料制作高钛重矿渣隧道喷射混凝土。试验表明，在粉煤灰、钢纤维掺量一定的情况下，0.34～0.4的水胶比范围内，高钛重矿渣隧道喷射混凝土的适宜水胶比为0.38。掺加波浪型钢纤维可以增强高钛重矿渣隧道喷射混凝土的力学性能，降低高钛重矿渣隧道喷射混凝土回弹率。高钛重矿渣隧道喷射混凝土水化产物主要为C-S-H凝胶和钙矾石，C-S-H凝胶和钙矾石填充在高钛重矿渣碎石和高钛重矿渣砂之间的缝隙，将钢纤维包裹形成较为密实的整体，提高了高钛重矿渣隧道喷射混凝土抗折强度和劈裂强度，降低了高钛重矿渣隧道喷射混凝土的回弹率。     

转炉钢渣用于生产泡沫混凝土材料

当钢渣微粉代水泥的掺量在40%时,其各项性能符合JC/T1062-2007《泡沫混凝土砌块》标准要求.泡沫混凝土干体积密度主要取决于泡沫用量,而随着粉煤灰或钢渣取代水泥量的变化,泡沫混凝土干体积密度变化不大.粉煤灰和钢渣复掺后,掺和料掺量达到50%时,泡沫混凝土强度可以满足一定的工程要求。     

高钛重矿渣混凝土破坏机理及数值模拟

进行了高钛重矿渣混凝土和普通混凝土配合比试验设计,分别制作了4组混凝土立方体试块和棱柱体试块并进行强度测试,通过PFC离散元软件标定了高钛重矿渣混凝土与普通混凝土试件的细观力学参数,模拟了高钛重矿渣混凝土和普通混凝土棱柱体试件受压破坏,分析了高钛重矿渣混凝土棱柱体试件破坏现象和破坏机理。研究结果表明,高钛重矿渣骨料内部的孔洞会削弱骨料的强度;高钛重矿渣骨料的粗糙表面会提高界面过渡区的粘结强度;高钛重矿渣混凝土破坏形态与普通混凝土破坏形态不一致,高钛重矿渣混凝土破坏时形成的破坏面会穿越骨料与硬化砂浆,而普通混凝土破坏时形成的破坏面会沿着界面过渡区穿越硬化砂浆。     

矿渣-硅灰协同强化钢渣水化反应机理

 强化钢渣水化过程、激发钢渣胶凝活性对提高钢渣资源利用率具有重要意义。选取矿渣、硅灰作为复合激发剂,采用正交试验设计方法,研究钢渣粒度、矿渣与硅灰添加量对钢渣胶凝活性的影响,并针对钢渣胶凝试块3 d、28 d水化产物进行表征分析以揭示矿渣、硅灰协同强化钢渣水化的机理。正交试验结果表明,硅灰由于其高反应活性能够有效促进钢渣3 d龄期的水化,而矿渣中玻璃相的潜在活性使其对钢渣28 d龄期的水化影响更加显著,当硅灰添加量为2%、矿渣添加量为15%时,钢渣的3 d、28 d胶凝活性分别提高18.34%、28.26%;XRD、TG-DTA和SEM分析结果表明,硅灰的晶种效应、火山灰效应和微集料填充效应与矿渣中活性相对较高的铝氧四面体在钢渣高碱性的液相体系中能够协同强化水化反应,使复合胶凝体系中生成更多的C-S-H凝胶和AFt晶体,C-S-H凝胶紧密包裹AFt晶体,两者交错生长形成复杂密实的网络结构,从而提高胶凝材料的力学性能,达到激发钢渣胶凝活性的目的。将钢渣、矿渣、硅灰复合掺合料应用到混凝土中,结果表明,当复合掺合料替代水泥20%时混凝土力学性能和抗碳化性能均得到最大限度提升,其中3 d、28 d力学性能相比纯水泥混凝土分别提高31.53%、25.88%,3 d、28 d抗碳化性能相比纯水泥混凝土分别提高18.75%、24.11%。     

半干法烧结烟气脱硫副产物用于矿渣微粉的试验研究

对半干法烧结烟气脱硫副产物的理化性能进行了分析,研究了不同掺入比例脱硫副产物矿渣微粉及其用于配置C30混凝土的性能。结果表明:脱硫副产物掺入比例不超过3%,矿渣微粉性能除7d活性略低,其他均满足国家标准要求;掺入比例为2%,矿渣微粉掺入比例25%时配置C30混凝土性能最优;通过机理分析,掺入2%脱硫副产物的矿渣微粉,其水化产物与水泥水化产物相近,为钙矾石和CSH凝胶。     

影响钢渣微粉力学性能微观机理探讨

钢渣微粉的利用代表目前钢渣资源化利用的最高水平.文章着重对影响钢渣微粉作为商品混凝土掺合料的力学性能的因素进行了分析,采用对比研究的方式对原料(矿物相和化学成分)、细度、微观孔结构等因素对钢渣微粉力学性能的影响进行了全面的剖析,最后对钢渣微粉与矿渣微粉复合后的力学性能影响机理进行了探讨.     

钢渣对高炉矿渣混凝土活性影响的试验研究

研究了不同配比钢渣对高炉矿渣混凝土活性的影响。结果发现,钢渣微粉掺量不大于20%(质量分数)的复合粉,活性指数能满足S95级矿渣微粉标准,不降低产品性能。在胶凝材料中复合粉质量分数为20%～40%时,使用20%的钢渣微粉与80%的矿渣微粉复合,7天的活性指数达到75%以上,28天的活性指数达到98%以上,效果好于单纯使用矿渣微粉。     

盐冻作用下高钛重矿渣混凝土耐久性试验研究

考虑水胶比、粉煤灰掺量、复合盐溶液浓度三个因素,采用正交试验,研究不同因素对高钛重矿渣混凝土耐久性影响。试验结果表明：复合盐溶液浓度对高钛重矿渣混凝土的质量损失率和动弹性模量影响最大。在水胶比和粉煤灰掺量一定的情况下,随着冻融循环的次数增加,高钛重矿渣混凝土试块质量损失率逐渐增大,呈现指数函数变化趋势。随着冻融循环的次数增加,高钛重矿渣混凝土试块的动弹性模量快速减小,呈现负指数函数变化趋势。复合盐冻融循环下的高钛重矿渣混凝土试块的质量损失与动弹性模量的衰减的主要原因有两方面,一是NaCl 和 Na₂SO₄ 物理结晶产生的结晶拉力破坏;二是 Cl^-与高钛重矿渣混凝土水化产物发生化学反应产生氯铝酸钙,SO₄^2-与水化铝酸钙发生化学反应,产生钙矾石,导致高钛重矿渣混凝土试块内部结构劣化。     

钢渣尾泥制备超高性能混凝土

采用机械活化与多固废协同反应技术,利用钢渣尾泥的胶凝性质与细集料特性,协同其他工业固废制备超高性能混凝土(简称UHPC),实现钢渣尾泥的高掺量、高附加值利用。探讨了钢渣尾泥掺量、矿渣与石膏质量比、单方用水量、养护温度等对超高性能混凝土强度性能的影响。结果表明,在钢渣尾泥掺量60%、矿渣和脱硫石膏的质量比4、单方用水量210 kg、养护温度50℃、钢纤维体积掺量5%时,UHPC试块28 d抗压强度可达140 MPa以上,抗折强度可达35 MPa以上。借助X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重-差热分析(TG-DSC)测试方法,研究了钢渣尾泥-矿渣-脱硫石膏体系的水化硬化特性,随着反应的不断进行,水化产物钙矾石和C-S-H凝胶强度物质的生成数量不断增长。     

钢铁渣“零排放”与节能减排

2008年我国钢渣产生量约6500万吨,利用率约10％,高炉渣的产生量约1．6亿吨,利用率约80％,与国家提出2010年冶炼渣利用率达86％的计划指标相差很多。本文阐述为实现钢铁渣“零排放”应采取的技术路线。大力推广用立磨矿渣介绍了等量取代10％～40％水泥配制混凝土,可提高混凝土强度、增大坍落度,可泵性好、抗渗性好、水化热低、抗冻性好的试验结果。阐述了钢渣利用率低主要是因钢渣中含有f—CaO、f-MgO造成安定性不好。而采用钢渣余热自解处理工艺可使钢渣稳定性良好,并介绍了工艺流程和技术特点和应用实例。提出了利用卧式辊磨生产钢渣,细度在400m^2／kg以上时,吨产品电耗仅为32kW·h。钢渣粉取代10％～30％水泥配制混凝土,同样可提高混凝土强度改善耐久性。本文用试验数据说明钢铁渣复合粉是混凝土最佳掺合料。克服单一掺合料的缺点,两种渣粉性能取长补短更加完美。同时介绍了钢渣“零排放”的其他利用途径。生产钢铁渣粉是钢铁渣最佳利用途径,同时对节能降耗、污染减排起一定作用。若全国钢铁渣均生产钢铁渣粉应用,每年节省1084亿kW·h的电。节省标准煤0．22亿吨。节省石灰石资源1．98亿吨,少排1．47亿吨的CO^2。     

地聚合物混凝土配比及力学性能研究

混凝土是巷道支护过程中的重要建筑材料,然而混凝土在巷道施工中常常出现质量问题,为了不影响正常生产,需要对其进行修补。地聚合物混凝土凝结时间快,早期强度高,界面结合能力强,耐高温性和抗冻性强,耐腐蚀性良好,具有用作修补材料的潜力。以粉煤灰和矿粉为原料,Na₂SiO₃溶液和NaOH为碱激发剂制备地聚合物胶砂,研究不同的碱激发剂模数（1.0、1.2、1.4）和掺量（10%、15%、20%）对不同龄期胶砂力学性能的影响。结果表明：当碱激发剂模数为1.2,碱掺量为15%时,胶砂强度达到最大值。设计正交试验,研究了不同水胶比（0.45、0.50、0.55）、粉煤灰掺量（30%、50%、70%）和砂率（30%、35%、40%）对不同龄期地聚合物混凝土的工作性能和力学性能的影响。结果表明：粉煤灰掺量对抗压强度影响最为显著,水胶比次之,而砂率对强度发展几乎没有影响。最优的配合比为水胶比为0.50,粉煤灰掺量为50%,砂率为35%。     

含钢渣的低熟料混凝土耐久性及水化机理研究

研究了不同钢渣掺量对C40低熟料胶凝材料混凝土的碳化、电通量、抗冻等耐久性的影响,结果表明,钢渣掺量为15%时,混凝土碳化深度最小,抗碳化等级为T-Ⅳ;抗氯离子渗透和抗冻性能在钢渣掺量为10%时最佳,分别达到Q-Ⅴ和F275等级。采用XRD、IR和SEM等手段分析了10%钢渣掺量的低熟料胶凝材料水化机理,结果表明,胶凝体系主要水化产物是水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和钙矾石(AFt);水泥熟料和钢渣先后水化,产生的OH-维持体系的碱性环境,使矿渣中的硅(铝)氧四面体逐渐解离,在SO2-₄的共同作用下形成C-S-H凝胶和AFt;矿渣和钢渣的水化相互促进,使胶凝体系在后期仍然产生大量水化产物,为混凝土后期强度和密实度的提高起到了重要作用。     

粉煤灰混凝土的试验研究

文章对掺粉煤灰混凝土的系列配合比进行设计,经对粉煤灰掺量分别为20%、25%、30%的系列粉煤灰混凝土配合比进行试验,其中掺量为25%的粉煤灰混凝土其工作性能效果最佳。粉煤灰混凝土的优点是混凝土的工作性能好,混凝土坍落度损失小,适用于商品混凝土及远距离运输,提高工程质量,节约水泥,降低混凝土成本,节约资源等。     

钢渣/粉煤灰掺杂比例对水泥力学性能的影响

以钢渣和粉煤灰为主要原料,辅以废玻璃、石灰石、石膏,通过高温烧结附加水淬法制备水泥熟料.系统地研究了原料的矿物学特征,确定了水泥的配方组成与煅烧温度,并研究了煅烧温度、保温时间、钢渣掺杂比例、粉煤灰掺杂比例、钢渣/粉煤灰复合掺杂比例对水泥结构及物化性能的影响.通过XRF、XRD对其成分和矿物组成进行分析,测定抗压强度、抗折强度对其力学性能进行评价.结果表明:经XRD分析可知,水泥熟料主要由硅酸三钙C3S、硅酸二钙C2S、铝酸三钙C3A等组成;随着钢渣掺杂比例增加,水泥的抗压强度和抗折强度都是先增大后减小,钢渣掺杂量(质量分数)为15%时水泥试件的抗压强度最优,达到64.25 MPa;掺杂量为12.5%时抗折强度达到最优,为7.17 MPa;随着粉煤灰掺杂比例增加,水泥的抗压强度和抗折强度也是先增大后减小,掺杂量为6%时水泥试件的抗压、抗折强度达到最优,分别为58.91 MPa和6.46 MPa;以转炉钢渣/粉煤灰的混合物为掺合料制成水泥试样,当钢渣掺量为10%、粉煤灰掺量为3%时,水泥试样的抗压强度、抗折强度最强,7d养护后分别达到36.62 MPa和5.98 MPa,符合国家要求的相关标准.     

矿渣-粉煤灰基高性能混凝土专用胶凝材料

通过优化配比组分、粒级设计和使用外加剂,制备出一种高掺量矿渣、粉煤灰且使用水泥熟料较少的矿渣-粉煤灰基高性能混凝土专用胶凝材料.研究了物料粉磨方式、石膏掺量、矿渣与粉煤灰的掺量及比例对复合高性能胶凝材料体系强度的影响,并通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)微观分析手段观察其微观结构和水化产物,阐明了复合胶凝材料活性与级配协同优化效应.复合胶凝材料胶砂水胶比为0.36时具有较好的流动度,胶砂试块养护28d抗压强度可以达到58.9MPa,抗折强度达到14.2MPa,并具有良好的抗硫酸盐侵蚀性能,配制的混凝土具有良好的抗碳化性能.     

掺钢铁渣粉混凝土收缩特性及体积安定性探讨

钢铁渣粉是一种新型的固体废弃物综合利用的产品,作混凝土掺合料有利于改善混凝土的工作性,其配制的混凝土后期强度高。试验主要研究了掺钢铁渣粉混凝土的干缩以及通过高温养护研究其体积安定性,并与纯水泥混凝土、掺矿渣粉混凝土和双掺矿渣粉、粉煤灰混凝土作对比,试验结果表明,掺钢铁渣粉的混凝土干缩值低于掺其他掺合料混凝土的干缩值,并且对混凝土安定性没有影响。