激发剂对钢渣早期活性影响的研究

在水泥熟料中掺加不同掺入量、不同比表面积的钢渣,再加不同量的芒硝、水玻璃、木质素磺酸钙作为激发剂,测定其3 d、28 d抗压抗折强度,研究各种激发剂对钢渣水化活性的影响,并通过XRD、SEM等测定研究其水泥胶砂试样的结构。试验结果表明,掺入外加剂后,对钢渣水化活性有较大影响,比表面积为475.7 m2/kg、掺入10%钢渣、3%芒硝、2%水玻璃、0.6%木质素磺酸钙对钢渣水化活性激发效果最好。     

碱性激发剂对钢渣早期激发作用的研究

钢渣可以用作为水泥混合材料,对水泥性能无不良影响。激发剂对掺入钢渣的水泥早期强度有增强作用。较高强度试样的最佳配比为3 d抗压强度:掺入钢渣10%(细度500 m2/kg)、明矾4%、芒硝4%,与空白试样相比,3 d抗压强度提高了12%。在此试验中各个因素对强度的影响大小为:钢渣掺入量>钢渣细度(比表面积)>芒硝掺量>明矾掺量。     

不同激发剂对钢渣活性影响的研究

本文选用水玻璃、氢氧化钠、硫酸钠、硅灰、铝酸钠以及复合激发剂,系统研究了不同类别激发剂对钢渣活性的影响和激发机理.利用SEM和XRD对不同激发剂制备的钢渣胶凝材料水化产物进行了微观表征和矿物相分析,比较了不同龄期活性激发钢渣胶凝材料的抗压强度.结果表明:激发剂能促使钢渣水化产物中水化硅酸钙凝 胶含量增加,促进钙矾石晶体生成,破坏钢渣中玻璃体网络结构,增大钢渣水化浆体的密实度.硅灰作为激发剂对钢渣活性的激发效果最好,制备的水泥试块28 d抗压强度能达15.9 MPa.     

钢渣复合激发剂的实验研究

由于钢渣具有潜在的胶凝性活性,本文采用机械和化学相结合的方法对钢渣的活性进行激发,研究了四种碱性激发剂对钢渣活性影响及变化规律,得到了复合激发剂的最佳组成,对其激发机理进行了探讨,对消除钢渣对环境的危害意义重大.     

几种激发剂对钢渣活性的影响

钢渣水化速率慢是限制其应用的主要因素,通过不同掺量和细度的钢渣与芒硝、水玻璃、木质素磺酸钙三种激发剂的反应情况,研究各种激发剂对钢渣水化活性的影响。实验结果表明,(1)掺入激发剂后,对钢渣水化活性有较大影响;(2)试验条件下钢渣比表面积为475.7m2/kg时,掺入10%钢渣、3%芒硝、2%水玻璃、0.6%木质素磺酸钙对钢渣水化活性激发效果最好。     

激发剂对钢渣基掺合料性能的影响研究

本文以钢渣基掺合料(steel slag based admixtures, GKF)为研究对象,在单因素试验的基础上,通过正交试验探索了激发剂Na₂SO₄、硅渣和脱硫石膏三类激发剂复配最佳方案,最优质量配比为Na₂SO₄ 2.0%,硅渣0.5%,脱硫石膏1.5%。研究表明,在最佳复合激发剂掺量及配合比下,用50%的GKF替代P·Ⅰ 42.5制备的胶砂试件在3 d、7 d和28 d活性分别为77.3%、85.9%和96.6%,与未加激发剂组相比,活性分别提高量了24.2%、25.4%和22.4%。借助XRD、SEM对其水化物矿物结构及微观形貌分析,结果表明,复合激发剂有助于GKF的水化,提高试件C-S-H和AFt的含量,使其结构更加紧密。     

利用激发剂改性钢渣粉煤灰复合水泥活性的研究

以钢渣、粉煤灰、水泥熟料为主要原料,掺入少量激发剂,制备了早强钢渣粉煤灰复合水泥。研究了复合水泥组分和不同激发剂对水泥性能的影响,并通过SEM分析了激发剂对复合水泥硬化浆体结构的影响。结果表明,当钢渣粉煤灰复合水、尼的组成范围为熟料30％、钢渣35％～40％、粉煤灰25％～35％、石膏50％时,掺入激发剂2．75％,性能指标达到国家标准42．5复合水泥要求;掺入激发剂可进一步提高钢渣、粉煤灰的水化活性,加快复合水泥的水化速度,提高水泥的力学性能,缩短复合水泥的凝结时间。     

钢渣碳化砖的碱激发-碳化协同效应影响因素

以钢渣为主要原料制备了钢渣碳化砖,分析了其在碱激发条件下的碳化效果影响因素。结果表明,钢渣因含有f-CaO、硅酸二钙等可碳化组分而表现为更高的CO_2吸收量,是适宜的原材料。Na_2CO_3激发能力恰当且可提升碳化效果,是适宜的激发剂。掺用Na_2CO_3时,碳化强度随钢渣用量增加而增大,但钢渣用量达到1 800 kg/m~3时CO_2吸收量显著下降;强度几乎不受钢渣细度影响,CO_2吸收量随钢渣细度增加而增加,但细度超过440 m~2/kg时CO_2吸收量增加变缓;碳化砖的强度随骨料用量增加而增大,但CO_2吸收量变化不明显。占钢渣7%～13%的水用量可使试样具有足够好的碳化效果,但水用量为11%、13%时CO_2吸收量下降。7%水用量时钢渣砖碳化后强度增长20.0 MPa以上,在0.75%Na_2CO_3对钢渣的激发作用并协同碳化作用条件下,可使强度再增长10.0 MPa、CO_2吸收量再增加1%以上;然而当Na_2CO_3用量超过1%,增强作用变弱、CO_2吸收量下降。钢渣碳化砖的适宜配比为:钢渣(比表面积440 m~2/kg)1640 kg/m~3,骨料328 kg/m~3 (占钢渣的20%,下同),水115 kg/m~3 (7%),Na_2CO_3 13.12 kg/m~3 (0.75%)。该配比制备的试样碳化后其抗压强度、CO_2吸收量可分别达到39.2 MPa、9.15%。在碳化过程中生成更多且沉积于孔洞的碳酸钙,获得更致密基体,是碱激发协同碳化增强的主要原因。     

不同处理方式及激发剂下钢渣的活性分析*

通过活性对比实验和分析,对钢渣的胶凝性能进行深入的研究,结果表明:钢渣中游离氧化钙的高低会影响其活性,应控制其含量小于6%;钢渣中石膏的添加可以提高20%的活性指数,酸性激发剂—硅铝烧结料可提供钢渣所需的玻璃相以及硅铝成分;添加20%~25%的水泥熟料可弥补钢渣中极缺的硅酸三钙(C3S);18~20d的水化条件同样可以实现游离钙的消化,从而提高其活性。滚筒法处理可以提高钢渣活性的稳定。     

钢渣活性激发技术的研究现状和进展

钢渣是冶炼过程的附带产品,化学成分与硅酸盐水泥大体相同,具有潜在的胶凝活性.但由于钢渣的活性较低,抑制了钢渣的大规模应用.本文综述了目前激发活化钢渣的主要方式:物理激发、化学激发和热力学激发.     

加速碳酸化条件下钢渣块体体积安定性的研究

通过开展加速碳酸化将钢渣硬化为结构材料的研究,具有利用废渣和CO2废气的双重意义.针对钢渣碳酸化过程中可能存在的体积安定性问题,测定了不同细度、碳化反应时间对硬化试块空隙率、体积变化及力学强度的影响,利用质量损失计算了碳酸化后空隙率,利用XRD分析了产物的类别,利用SEM观察了硬化产物的显微形貌及生长位置,采用压蒸法对碳酸化后硬化钢渣试块的安定性进行了测试.结果表明了钢渣坯体碳酸化过程会降低块体的空隙率,钢渣在粉磨8 h,碳酸化7 d的条件下,总空隙率仅为16.67％,空隙率降低了10.17％,压蒸后,并未出现裂纹和损坏,体积安定性良好.同时钢渣中C2S、C3S、Ca(OH)2、f-CaO、MgO是易被碳化的矿物,而Ca2(Al,Fe)2O5、FeO矿物难以被碳化.分析指出,钢渣坯体中足够的空隙,以及CaCO3在空隙(非原地)中生长机制是碳酸化钢渣无体积安定性问题的根本原因.     

Effect of Carbonation on Alkali-Activated Slag Paste

Carbonation on waterglass- and NaOH-activated slag pastes was analyzed and compared with carbonation in Portland cement pastes to determine possible differences. Thermogravimetry-differential thermal analysis (TG/DTA), Fourier-transform infrared spectrometry, and nuclear magnetic resonance were used to determine the effects on the main reaction products. According to the TG/DTA results, carbonate precipitation following carbonation is much more intense in Portland cement pastes than in alkali-activated slag pastes. This may be attributed to the fact that in Portland cement paste both the portlandite and the C–S–H gel can be carbonated, whereas in alkali-activated slag pastes, only the C–S–H gel is carbonated directly. In both systems, carbonation leads to the formation of CaCO₃, Si-rich C–S–H gel, silica gel, and alumina. The carbonation of waterglass-activated slag pastes is not altered by the presence of either of the organic additives used in the study.     

碳化养护对钢渣混凝土强度和体积稳定性的影响

当前国内外对钢渣的利用率不高,急需拓展经济、高效的钢渣利用途径。以钢渣粉为主要胶凝材料组分,用钢渣砂、钢渣石为集料配制混凝土,采用CO_2进行养护,研究碳化养护对钢渣混凝土强度和体积稳定性能的影响。结果表明:经碳化养护后,混凝土抗压强度显著提高,碳化14 d强度提高3.2~5.3倍,最高可达65.3 MPa,且碳化时间越长,试件碳化深度越大、pH值越低、碳化程度越高,混凝土强度也越高。碳化过程中生成碳化产物方解石Ca CO_3(碳酸钙镁Ca_xMg_(1–x)CO_3),使混凝土结构更加致密,吸水率降低。钢渣砂和钢渣石作集料也可被碳化,碳化后钢渣砂、钢渣石混凝土强度高于天然砂、天然石混凝土强度,混凝土体积稳定性得到明显改善。     

不锈钢渣碳化影响因素及其机理研究

为开发γ-C₂S不锈钢渣碳储存的潜力,最大限度地提高不锈钢渣的综合利用率。通过研究主要碳化参数(如液固比、成型压力、CO₂分压)对不锈钢渣碳化性能的影响规律来评估不锈钢渣的CO₂储存能力,以期能够提供更佳的不锈钢渣碳化过程。利用XRD、SEM/EDS、DSC/TG分析对不锈钢渣碳化产物组成及微观形貌进行表征,并探索其碳化机理。结果表明,较佳碳化参数为成型压力为2.50 MPa,液固比为10%,CO₂分压为0.3 MPa。较佳碳化条件下每千克不锈钢渣可固化储存CO₂气体约123.6 g。不锈钢渣碳化过程以γ-C₂S碳化反应为主,碳化产物中出现了片状、颗粒状的CaCO₃,随碳化时间延长,晶体逐渐长大为团簇状。因此,利用不锈钢渣储备碳及制备碳化制品是可行的。     

温度对精炼渣碳酸化效果影响分析

为了有效改善精炼渣的安定性及致密性问题,采用正交试验探讨精炼渣碳酸化过程,以温度为单一影响因素,考察碳酸化粒度分布,结合XRD,SEM,FT-IR,TG-DTA等手段对精炼渣碳酸化效果进行探讨。结果表明,精炼渣碳酸化各因素主次关系为:粒径>CO₂通气量>反应温度>转速>液固比;碳酸化后精炼渣中f-CaO、Ca₂SiO₄、Ca₃SiO₅、12CaO·7Al₂O₃消失,CaCO₃晶型增加明显,且以方解石为主;不同温度(20 ℃、40 ℃、60 ℃、80 ℃)碳酸化后精炼渣总的热分解失重百分率分别为:35.26%、35.24%、34.36%和27.29%。     

钢渣活性激发技术研究现状

从物理、化学和热力激发等方面介绍了目前钢渣活性激发的方法,并阐述了各种方法的激发机理。今后的研究方向应着重于多种方式相结合的激发方法。     

钢渣安定性与活性激发的研究进展

钢渣是炼钢过程中产生的废渣,高碱度钢渣中含有较多的C3S和C2S,因而具有一定的胶凝活性,可用于生产钢渣水泥.但高碱度钢渣中游离氧化钙含量较高,使钢渣水泥的安定性不良.必须对钢渣进行适当的处理,解决其安定性问题,并通过机械或化学的方法激发其活性.本文对钢渣膨胀的诱因与抑制措施、活性激发等问题进行了详细的探讨.     

不同条件对钢渣碳酸化反应的影响及动力学分析

钢渣碳酸化捕集固定CO2既可实现CO2的减排,又能改善钢渣的安定性,具有很好的发展前景.以转炉钢渣为原料,系统研究了不同气氛、温度、升温速率下钢渣的碳酸化反应.通过热重实验,分析了不同升温速率下钢渣碳酸化反应的速率和温度区间,计算了CO2和水蒸气气氛下钢渣碳酸化反应的活化能;利用XRD分析了不同条件下钢渣碳酸化试样中碳酸钙和游离氧化钙含量的变化规律.结果表明,不同气氛下钢渣碳酸化反应受温度的影响不同.单一CO2气氛下,钢渣碳酸化反应速率随着温度的升高而加快,在600～700℃范围内,碳酸化率达到最高;CO2和水蒸气同时通入时,钢渣碳酸化反应更易进行,在400℃已有明显碳酸化反应,随温度升高在600℃左右碳酸化率达到最大温度升高到700℃后,碳酸钙的分解反应明显加快,游离氧化钙增多.同时通入CO2和水蒸气的气氛下,在400～500℃时,钢渣碳酸化反应的活化能为2.35 kJ·mol-1.     

钢渣助磨剂的助磨效果研究

以南京梅山钢铁厂钢渣为研究对象,对一种新型钢渣助磨剂的助磨效果进行了研究.结果表明:钢渣的主要化学成分为CaO、SiO2、Al2O3和MgO等,其中CaO含量高达36.8%.钢渣中只存在无定形类玻璃态物质,无矿物晶体相.助磨剂对粉磨的促进效果主要体现在粉磨前期(30 min以内).粉磨20 min时,加助磨剂的钢渣粉磨...     

早强剂对钢渣胶凝材料力学性能的影响

研究了不同早强剂品种、掺量对钢渣浆体强度的影响。结果表明：单掺任何早强剂品种后的钢渣浆体强度均高于未掺早强剂的钢渣浆体强度;当钢渣中掺有无水氯化钙,掺量为1．0％时,其28d抗压强度可达到15．0MPa;钢渣浆体中掺有三乙醇胺,掺量为1．0％时,其28d抗压强度可达到8．0MPa;当钢渣中掺有复合型早强剂,掺量为1．5％时,其抗压强度可达到18．0MPa;复合型早强剂激发钢渣活性效果好于单纯的无机早强剂或有机早强剂。