地质聚合物中常用的矿渣激发剂及激发机理

矿渣是钢铁厂冶炼生铁时的副产物,也是制备地质聚合物材料的主要原料之一.由于矿渣具有一定的潜在活性,需要通过利用一定的激发剂来激发.因此,主要介绍了国内目前在利用矿渣制备地质聚合物材料时常用的激发剂种类,重点阐述了常用的碱性激发剂及复合激发剂及其激发机理,对今后利用矿渣制备地质聚合物的研究和应用具有一定的理论指导作用.     

养护温度对赤泥-矿渣碱激发胶凝材料强度和水化产物的影响

以赤泥、矿渣为主要原料,通过掺入激发剂制备得到赤泥-矿渣胶凝材料,研究了不同养护温度对该胶凝材料强度的影响,并通过XRD、FTIR、SEM分析了养护温度对其水化产物组成及微观结构的影响。结果表明:在20~60℃内,提高养护温度,赤泥-矿渣胶凝材料的早期强度大幅度提高,经40℃和60℃养护的试样3 d抗压强度较20℃养护的分别提高54.9%和100.2%;养护温度对反应产物种类没有影响,仍为非晶态凝胶。     

激发剂组成对碱激发-矿渣水泥砂浆变形及力学性能的影响

系统研究了不同模数和含固量的Na_2SiO_3/NaOH复合激发剂溶液对水胶比为0.55的碱激发-矿渣水泥砂浆凝结时间、化学收缩、自收缩和抗压强度的影响,并使用XRF,XRD,MBET等分析方法表征分析了矿渣样品。结果表明,矿渣主要由无定形态SiO_2组成,具有较高的反应活性。与同水胶比水泥砂浆相比,尽管具有相近的7 d化学收缩,然而碱激发-矿渣水泥砂浆的自收缩和抗压强度均远大于水泥砂浆。不同激发剂组成对碱激发-矿渣水泥砂浆的变形及力学性能均有显著地影响,其自收缩随激发剂模数的增大而降低,随含固量的增大先增大后减小。     

无机激发剂对碱矿渣-钢渣胶凝材料抗压强度的影响

为研究几种常用无机激发剂对碱矿渣-钢渣胶凝材料抗压强度的影响,试验选取了水玻璃、NaOH、Na_2CO_3、Na_3PO_4、Na_2SO_4这5种激发剂,在改变激发剂种类和配合比的情况下,探讨其对碱激发矿渣-钢渣胶凝材料体系抗压强度的影响。并通过XRD和SEM作进一步表征。结果表明:在激发剂单掺体系中,水玻璃的效果最好,其所作用的强度最高,28 d强度达55.43 MPa;在以水玻璃为主要激发剂的碱激发剂复掺体系中,碱含量为4.5%的水玻璃与碱含量0.5%的Na_2CO_3的复掺效果相对较好,28 d强度为65.06 MPa,与单掺水玻璃相比,强度提高了约17%,引入的CO_3~(2-)有利于胶凝体系形成沸石类和方解石类水化产物。     

MgO激发剂对碱矿渣抗压强度、水化产物及孔结构的影响

运用XRD、SEM、核磁共振等测试方法研究了MgO碱当量对碱矿渣材料的抗压强度、水化产物及孔结构的影响.结果表明,在试验给定碱当量范围内(3％～11％),碱矿渣砂浆的抗压强度与MgO碱当量近似呈现线性关系.MgO激发矿渣材料的水化产物主要是水滑石、托贝莫来石等C-S-H和方解石,随着龄期增长,水滑石、托贝莫来石型C-S-H结晶程度逐渐提高.随着MgO碱当量增大,碱矿渣砂浆28 d孔结构不断粗化,孔隙率不断降低,最小孔径均大于10 nm.研究结果可为MgO基碱矿渣材料的理论研究提供参考.     

净水型赤泥-矿渣基地聚合物透水混凝土的研究

研究了赤泥掺量、碱激发剂模数及碱当量、集料空隙率等对赤泥-矿渣基地聚合物透水混凝土(RSGPC)力学性能、透水性能和重金属吸附性能的影响规律,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)等微观测试手段,探讨了RSGPC对溶液中重金属离子的吸附机理及重金属离子在RSGPC浆体表面的分布规律.结果表明:RSGPC对重金属离子的吸附性能随赤泥掺量的增加和集料空隙率的降低而增加,而受碱激发剂模数及碱当量的影响不大; RSGPC对重金属离子的吸附作用主要是未水化赤泥颗粒、地聚合物凝胶以及低钙硅比C-S-H凝胶的吸附作用,同时还与透水混凝土表面浆体和溶液中重金属离子的接触时间有关;提高浆体自身的力学性能与吸附性能,是协调透水混凝土强度、透水、净水三者之间矛盾的有效途径.     

矿渣粉煤灰基地质聚合物材料的激发特性研究

为探究不同碱性化学试剂对矿渣、粉煤灰的活性激发效果以制备优质的地质聚合物材料,选取NaOH(NH)、KOH(KH)、Na2CO3( NC)、K2CO3(KC)四种常见的固态碱,以单掺、复合掺两种方式得到了10种不同类型的碱激发剂,并在不同碱激发剂的状态下制备了粉煤灰与矿渣的比值(Fly ash-Slag Ratio,FSR)为0.6、碱掺量(Alkali Content,AC)为6.0％、复合碱组分间的比例n=1.3、胶水比(Binder-Water Ratio,BWR)分别为2.8和3.2的两组净浆试件,测试了标准养护3、7、28 d的静态力学性能,并从综合性能、经济性两方面进行对比研究.结果表明:苛性碱与碳酸盐复合类作为碱激发剂在激发效果方面表现出了“超叠加效应”,成功地解决这两类碱在单独作用时的弊端,能充分发挥矿渣、粉煤灰复合胶凝材料的潜在活性,相对地提高了利用率；从激发的综合性能的角度来讲,NH与KC复合碱方案为最优,但结合经济性评价,权衡性能和成本两方面因素,最佳碱激发剂配制方案为NH与NC的复合碱.由此可见,采用NH与NC复合碱组分可制备性能优越、经济的地质聚合物材料.     

复合激发剂对矿渣水泥强度影响的研究

本文论述了以钠碱(NaOH)、钠盐(Na2SiO3、Na2SO4)作为矿渣水泥的激发剂对矿渣水泥强度影响的试验研究.先分别加入一种激发剂,找出每一种激发剂对水泥强度的影响规律,再把这三种激发剂按照不同比例复合加入进行强度试验,研究结果表明这三种激发剂后,矿渣水泥强度都有不同程度的提高,而复合激发剂效果最好,并得出复合激发荆的最佳设计配比.     

碱矿渣胶凝材料复合激发剂的研究

通过单用水玻璃作为碱矿渣胶凝材料激发剂和采用“水玻璃—碳酸钾—氢氧化钠”复合激发剂对碱矿渣胶凝材料激发的一系列对比试验研究可知,复合激发剂具有良好激发效果。介绍以磨细水淬高炉矿渣配合该复合激发剂的试验应用后,能使碱矿渣胶凝材料激发时限良好,凝结时间灵活可调,力学性能相应得到提高等。     

碱激发钒尾矿-矿渣基地聚合物的研究

以钒尾矿为硅铝质原料、以矿渣为促硬剂、以硅灰和氢氧化钠复合作为碱激发剂制备地聚合物。研究活化钒尾矿和矿渣的比例、激发剂中SiO2和Na2O的比例以及养护温度对地聚合物早期性能的影响。结果表明,在合适的碱性条件下,加入适量的矿渣后,由矿渣中活性Ca形成的水化硅酸钙(CSH)可在地聚合物结构中起到微集料填充的作用,从而提高地聚合物的早期强度。当活化钒尾矿和矿渣的质量比为60∶40,激发剂中SiO2和Na2O的摩尔比为2.0时,在65℃下养护24 h,再在室温条件下放置3 d后地聚合物样品的抗压强度可达到35.1 MPa。随着矿渣所占比例的增大,凝结时间先缩短后延长;随着激发剂中SiO2和Na2O比例的减小,凝结时间先缩短后延长。     

碱渣-矿渣制备地聚合物材料的研究

以碱渣、矿渣、石灰为原料,分别以NaOH、水玻璃、Na_2CO_3为碱激发剂制备地聚合物材料,综合考察了水灰比、碱激发剂种类、矿渣掺量对碱渣-矿渣地聚合物强度的影响。结果表明:随着水灰比的增大,碱渣-矿渣地聚合物强度不断降低;Na_2CO_3对反应没有激发作用,反应产物无强度;碱渣掺量较大时,水玻璃激发效果优于NaOH,NaOH激发产物早期强度大,而水玻璃激发产物后期强度大。在水灰比为0.50,碱渣与矿渣的比例为3∶7,水玻璃作为激发剂时,制备的地聚合物材料7d强度可达到40MPa以上。     

矿渣的活性激发剂

综述了近年来国内外关于矿渣结构的观点,矿渣潜在活性的激发方法及其激发机理。分别介绍了矿渣的物理激发、化学激发和复合激发方法,提出了矿渣活化技术的发展方向。     

矿渣微粉和激发剂对水泥性能的影响

将低混合材掺量的P.O 42.5R级水泥作为母水泥,掺入S75矿渣微粉制得混合水泥,系统研究了矿粉掺量及SJ-1激发剂对混合水泥性能的影响。结果表明,无论有无激发剂,随着矿粉掺量增大,混合水泥标准稠度需水量及凝结时间均有所增加,但变化不大;无激发剂情况下,在试验掺量范围内,与母水泥相比,混合水泥的后期强度变化不大,但早期强度却有所降低;掺入激发剂后,混合水泥的后期强度高于母水泥的,早期强度与母水泥相当,但明显大于对应的不掺激发剂的混合水泥。     

地质聚合物胶凝材料用矿渣微粉优选试验研究

从化学组成、微观结构等方面对不同产地的矿渣微粉性能进行了对比分析,并就矿渣微粉对胶砂力学性能影响进行了研究,给出了矿渣微粉用于制备地质聚合物胶凝材料的关键指标。     

碱赤泥矿渣胶凝材料性能的研究

本文用水玻璃激发赤泥和矿渣而得到了高强的无机胶凝材料———碱赤泥矿渣胶凝材料。研究了赤泥掺量、水玻璃品种和掺量以及磷酸钠的掺量对这种胶凝材料强度的影响。通过正交试验确定了其最佳的质量配比。使用XRD分析了碱赤泥矿渣胶凝材料水化过程中的水化产物     

水玻璃种类对聚合物改性碱激发矿渣性能的影响

从水化过程、力学性能、收缩性能等方面系统研究了2种水玻璃对苯丙乳液（SA乳液）改性碱激发矿渣（AAS）性能的影响及其作用机理,以期指导SA乳液在AAS中的应用.结果表明：钾水玻璃（PWG）加速矿渣水化进程的能力强于钠水玻璃（SWG）;SA乳液不影响AAS的水化进程,不会阻碍水化硅酸钙/水化硅铝酸钙的生成,但会抑制水滑石的生成;SA乳液显著降低了AAS的抗压强度,并且对PWG激发AAS的影响强于SWG激发AAS;AAS的抗折强度随着SA乳液掺量的增加呈先增大后减小的趋势,在SWG与PWG激发AAS中,SA乳液的最佳掺量分别为2.5%与5.0%;PWG激发AAS在14 d内的总变形量高于SWG激发AAS,SA乳液可显著降低硬化浆体的总收缩量.     

酸性矿渣复合激发剂试验研究

根据酸性矿渣微粉组成成分及结构,采用单掺试验得到单一组分激发剂,然后掺杂试剂进行试验,分析试块早期抗压强度,得出最有效的复合激发剂掺量范围;采用正交试验得到不同龄期各组分的最优配合比;最后,分析其经济效益。     

激发剂对粉煤灰基地聚合物抗压强度的影响

研究不同激发剂对以粉煤灰为原料制备的地聚合物抗压强度的影响．研究结果表明：不同浓度的NaOH和KOH溶液对粉煤灰的激发效果较差,粉煤灰基地聚合物的抗压强度较低．碱溶液和K2SiO3溶液复合可提高激发效果,提高粉煤灰基地聚合物的抗压强度．激发效果最好的是K2SiO3溶液;随着K2SiO3溶液浓度的提高,粉煤灰基地聚合物的抗压强度逐渐提高;当K2SiO3浓度为2mol／L时,粉煤灰基地聚合物28d抗压强度达到最大;继续增大K2SiO3浓度,粉煤灰基地聚合物28d抗压强度反而下降,由此可以推测相应的地聚合反应是一个定量的反应过程．     

碱性激发剂在地质聚合物混凝土中的应用

作为一种新型减碳环保材料,地质聚合物混凝土（GC）在建筑工程中有着广阔的应用前景。有效的活化剂是制备GC的必要条件之一,使用碱激发剂活化粉煤灰、矿渣等原材料制备GC是目前最普遍的活化方式。虽然通过碱激发可以制备出力学性能、凝结时间以及其他工作性能良好且符合规范标准的GC,但碱性激发剂在GC的应用中也存在一些局限。本文回顾了国内外碱性激发剂在GC中应用的研究进展,将不同碱性激发剂所制备的GC在抗压强度、抗折强度、凝结时间等力学和物理性能方面进行对比,提出碱激发剂在GC应用中存在的局限及未来的发展趋势。     

碱激发剂对碱矿渣混凝土高温后抗压强度的影响研究

研究了激发剂碱浓度和模数对碱矿渣混凝土经高温作用后抗压强度的影响.结果表明,对于水胶比为0.45的碱矿渣混凝土,当水玻璃模数低于1.5时,随着碱浓度的增加,碱矿渣混凝土高温后的残余抗压强度先提高后降低,碱浓度为6％时最高;而当模数为2.0时,碱浓度为8％的残余抗压强度最高.当碱浓度低于6％时,水玻璃模数与碱矿渣混凝土高...