钢渣矿渣基全固废胶凝材料的化学活化

为了促进钢铁冶金渣的高附加值应用,以钢渣、矿渣和脱硫石膏为原料制备胶凝材料,研究了不同掺量CaO或Na2SO4对胶凝材料的化学活化作用,并利用XRD、SEM对掺入激发剂胶凝材料的水化产物进行了分析.结果表明,掺入少量CaO或者 Na2SO4的胶凝材料净浆试块早期抗压强度会有一定的提高,后期强度变化不大;但当Na2SO4掺量超过2%时,净浆试块的抗压强度会降低.掺入激发剂对胶凝材料的水化产物种类不会造成影响,其水化产物主要包括钙矾石(AFt)、水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和氢氧化钙(CH).     

工业固废制备低碳胶凝材料的研究进展

以工业固废制备水泥熟料、全固废无熟料胶凝材料以及固废基碱激发胶凝材料是当前水泥行业节能减排与碳达峰的主要研究方向,是我国绿色循环发展的大势所趋。本文从固废制备水泥熟料、固废制备全固废胶凝材料以及固废基碱激发胶凝材料3个方面介绍目前的研究进展,具体分析了其制备工艺、原材料的选择以及种类的情况,以期为固废利用和水泥行业的节能减排提供参考。     

碱—矿渣胶凝材料水化机理及动力学特征

根据试验分析了碱－矿渣胶凝材料水化形成强度的条件和过程及其水化动力学特征，并据此提出碱－矿渣胶凝材料水化机理假说。     

碱矿渣胶凝材料水化产物的试验研究

本研究旨在较为系统全面地研究分析碱矿渣胶凝材料的水化产物及特性.研究采用不同碱浓度和模数的水玻璃制备碱矿渣胶凝材料,利用X-射线衍射(XRD)、热重-差示扫描热分析(TG-DSC)、能谱仪(EDS)等技术手段研究了碱矿渣胶凝材料水化产物及特性.结果 表明,碱矿渣胶凝材料中水化产物主要为低Ca/Si的C-S-H凝胶和C-A-S-H凝胶,同时也包含了水滑石类物相,但含量所占比例较少.碱矿渣胶凝材料水化产物对碱金属离子有较强的结合能力.以上结果为进一步阐明该材料的水化机理提供了理论依据.     

全固废胶凝材料在预应力孔道压浆材料中的应用

以矿渣、钢渣、脱硫石膏为主要原料制备全固废胶凝材料,采用合理比例化学激发、物理磨细等手段检测其胶砂强度发现28天抗压强度能达到P.042.5水泥的强度等级。在预应力孔道压浆体系中要求超低的水胶比0.26～0.28,在此水胶比的限制条件下全固废胶凝材料可以替代水泥进行使用,最终强度大于50MPa,满足孔道压浆材料的技术指标。试验结果表明,石家庄周边辛集奥森钢铁有限公司提供的矿渣、钢渣,西柏坡电厂收集的脱硫石膏在比例为35:50:15时,所配制的孔道压浆材料工作性能和力学性能达到最优,每吨压浆材料降低成本165元。     

一类新的胶凝材料

硅酸盐水泥由于在生产过程中消耗很大的资源和能源、排放出较多的污染环境的物质以及某些性能上的缺陷,使它面临可持续发展的挑战,笔者在以前的文章中已有阐述,同时提出应该积极开发新的胶凝材料,以弥补硅酸盐水泥的不足之处,多年前还对碱激发胶凝材料的物理化学原理作过综合介绍。近年来国内外对这一类材料的研究和开发逐渐增多,并初步形成研究的热点之一,所发表的文章除综述外,其它均属对某种单一的原料经碱     

硅酸盐固废胶凝材料固镉的试验研究

以硅酸盐矿冶固废为原料制备胶凝材料,进行固镉试验,并借助XRD和IR对水化产物进行了基础研究.结果 表明,在钢渣掺量不超过30％,Cd2+浓度不高于30 mg/kg时,固镉试样28 d龄期Cd2+浸出质量浓度低于饮用水5 μg/L的限值.XRD和IR测试结果表明,胶凝材料水化产物主要为AFt、Friedel盐和C-S-H凝胶.胶凝材料固镉试样中存在着多种协同作用,是其固镉效率较高的主要原因.     

水玻璃激发矿渣胶凝材料的研究

研究了用水玻璃激发磨细粒化高炉矿渣时，水玻璃的模数、掺量和Ca(OH)2掺量对矿渣胶凝材料强度的影响。用经过碱性处理的原状矿渣作集料，可明显提高低模数水玻璃激发矿渣胶凝材料基体的抗压，抗折强度和韧性，并提高基体的耐久性和耐硫酸盐侵蚀性。     

弱碱激发矿渣胶凝材料的研究

本文重点介绍了在“弱碱激发高炉矿渣胶凝材料”的组成及材料性能方面的试验研究情况。     

利用钢渣、矿渣制备低碳型胶凝材料

以钢渣、矿渣和脱硫石膏为主要原料,添加少量激发剂制备低碳型胶凝材料,试验确定了制备该产品的最佳物料配比:矿渣41.75%,钢渣41.75%,800℃锻烧的脱硫石膏10%,硅酸盐水泥熟料5%,激发剂Ⅱ1.5%.产品达到GB175-2007<通用硅酸盐水泥>42.5复合硅酸盐水泥标准要求.     

基于响应面法的矿渣基全固废胶凝材料配比优化

为促进钢铁冶炼废渣的高值化应用,以高炉矿渣、钢渣、脱硫石膏为原料制备全固废胶凝材料,开展矿山充填料浆配合比优化研究.在探究试验原料物化性质的基础上,借助Design-Expert软件中的Box-Behnken设计17组配合比试验.以钢渣、石灰、脱硫石膏掺量为自变量,以充填体28 d抗压强度为响应值,构建响应面多项式回归...     

常见炉渣水泥复合胶凝材料性能研究综述

矿渣、钢渣是常见炉渣,炉渣作为工业冶炼后的残余产物占据着大量优质的土地资源,严重污染着周边环境.为了解决炉渣的使用问题,一种方法是将经过处理的炉渣掺入到水泥的生产中,代替部分水泥,制成炉渣水泥复合胶凝材料;另一种方法是将炉渣作为碎石掺入到混凝土的制作过程中,但这种效果并不理想.研究表明,炉渣水泥复合胶凝材料几乎与水泥性能相当,展现出了许多优异的性能.这种方法不仅解决了炉渣使用的问题,还减少了因为炉渣堆积和水泥生产带来的环境污染,因此炉渣水泥复合胶凝材料的研究成为了国内外关于水泥研究的热点之一.将从多方面介绍炉渣水泥复合胶凝材料在国内外研究的现状以及未来的发展展望.     

工业固体废弃物作为合成微晶玻璃原料的开发和利用

概述了以工业废渣、尾矿尾砂、冶炼炉渣等工业固体废弃物为原料制备微晶玻璃的研究现状.对固体废弃物作为制备微晶玻璃原料的前景进行了展望,指出利用页岩残渣制备微晶玻璃的研究将开辟页岩残渣综合利用的新途径.     

湿选钢渣尾泥制备充填胶凝材料试验研究

钢渣尾泥是转炉钢渣经过湿磨磁选后排出的二次废渣,堆存量大且难以实现大规模资源化利用。以钢渣尾泥为主要原料,协同其他工业固废制备胶凝材料可用于矿山充填。本文开展了钢渣尾泥基充填胶凝材料配合比正交试验、充填材料力学性能测试,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)等多种微观测试手段对钢渣尾泥基胶凝材料的水化机理进行分析。结果表明,钢渣尾泥掺量为55%(质量分数,下同),矿渣掺量为30%,脱硫石膏掺量为15%,胶砂质量比为1:4,料浆浓度为72%时,所制备的充填材料28 d抗压强度可达4.78 MPa,满足矿山充填材料性能的要求。钢渣尾泥基胶凝材料的水化产物主要为C-S-H凝胶和钙矾石,以及少量的Ca(OH)₂,体系内水化产物C-S-H凝胶和钙矾石晶体的数量随着水化龄期的增加而明显增长。     

硅钙渣制备碱激发胶凝材料的机理研究

以水玻璃为激发剂,硅钙渣、矿渣微粉为原料制备得到了碱激发胶凝材料.分别采用XRD、IR、TG-DSC、ESEM等手段研究了试样不同龄期的反应产物及微观形貌特征.结果表明:主要反应产物为低Ca/Si比的C-(A)-S-H凝胶;这些C-(A)-S-H凝胶粒子相互分叉搭接,形成致密的三维蜂窝状网络结构;随着龄期的延长,硅钙渣中的β-C2S逐渐参与碱激发反应,产物C-(A)-S-H凝胶的聚合程度增大,基体致密程度提高.     

钢渣-煤基固废可控低强度材料制备及热力学分析

利用NaOH、Na₂SO₄协同碱激发煤矸石(CG)、钢渣(SS)、粉煤灰(FA)制备无水泥可控低强度材料(CLSM)。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)分析了CLSM的微观结构和相组成。结果表明,Ca/(Ca+Si)的摩尔比与材料的7 d、28 d无侧限抗压强度比值存在线性关系,当Ca/(Ca+Si)摩尔比大于0.407时,7 d即可达到28 d无侧限抗压强度的70%以上,该材料具有早强特性。当粉煤灰质量掺量在40%以下时,CLSM工作性(流动性)满足ACI规范要求,不同质量配比的SS/FA改变了CLSM体系中反应产物的相组成,产物中钙矾石与水化硅酸钙(C-S-H)凝胶的密实嵌合结构为材料力学性能提供了微观结构基础。最后,基于吉布斯自由能最小化方法,模拟了水化产物中两种晶型水化硅酸钙的生成量。     

利用工业固体废弃物制备微晶泡沫玻璃的研究现状及展望

工业固体废弃物在一定程度上属于可以重新利用的资源,其综合利用问题一直备受国内外学者关注.分析了利用工业固体废弃物制备微晶泡沫玻璃的可行性.综述了以粉煤灰、煤矸石、废玻璃、高炉渣、尾矿和油页岩渣等工业固体废弃物为原料制备微晶泡沫玻璃的国内外研究进展,以期为相关科学研究工作和工业化生产提供参考和借鉴.总结了目前利用工业固体废弃物制备微晶泡沫玻璃亟待解决的问题.     

水泥-粉煤灰-矿粉-偏高岭土四元胶凝材料氯离子固化机理研究

本文在水泥、粉煤灰和矿粉组成的三元胶凝材料基础上掺入第四元矿物掺合料偏高岭土,利用X射线衍射(XRD)和热重分析(TGA/DTG)定性分析了四元胶凝材料水化产物与氯离子固化能力的关系,并在此基础上利用TGA/DTG和Rietveld外标法定量分析不同形态氯离子固化量。研究表明,掺入偏高岭土能够增加体系早期水化反应速率,促进粉煤灰和矿粉早龄期水化,增加了四元胶凝材料水化AFm相(单硫型水化硫铝酸钙)和C-S-H凝胶含量。同时也增加了体系中铝钙摩尔比,使得单硫型硫铝酸钙(Ms)在碳酸盐存在的条件下更加倾向于转化为半碳型碳铝酸钙(Hc)。氯离子等温吸附结果表明,AFm相含量与氯离子固化能力呈正相关。Rietveld外标法结果表明,掺入偏高岭土后四元体系的氯离子化学固化能力提高,物理吸附能力降低,与三元体系相比,氯离子化学固化量提高了94.16%,物理吸附量降低了7.62%,TGA/DTG定量结果表明Rietveld定量分析具有可行性。     

钒铁渣对水泥基材料的性能影响研究

通过收缩试验和正交试验研究了钒铁渣对水泥基材料的补偿收缩性能、力学性能和抗裂性的影响规律.研究结果表明,钒铁渣对水泥基材料有明显的补偿收缩和提高抗裂性作用;综合考虑抗折、抗压强度和抗裂性等性能,钒铁渣和粉煤灰掺量宜为20％和10％,水泥基材料具有较好的力学性能及抗裂性;水胶比对抗裂性的影响较小.