攀钢钢渣细粉对水泥胶凝性能的影响

为探究攀钢转炉钢渣作为水泥掺加料、实现钢渣高效资源化利用的可行性,以攀钢转炉钢渣和四川峨胜水泥熟料为原料,研究了不同粒度、不同掺量钢渣细粉对水泥胶凝性能的影响。结果表明：在钢渣细粉掺加量一定的情况下,掺入的钢渣细粉粒度越细,水泥的标准稠度需水量越大、初凝和终凝时间越长、水泥胶砂的强度和活性指数越高;在钢渣细粉粒度一定的情况下,水泥胶砂的强度随着钢渣细粉掺入量的增加而降低,当钢渣细粉掺入量超过钢渣复合水泥质量分数的30%时,水泥胶砂的强度将大幅下降;D₅₀=6.21 μm和D₅₀=3.17 μm的钢渣细粉按30%取代水泥时,钢渣复合水泥胶砂的强度和安定性均满足国家P.S.A 32.5级水泥标准要求。     

钢渣粒径分布对钢渣水泥复合胶凝材料水化性能的影响

从强度和化学结合水含量两个方面,研究了钢渣比表面积对钢渣水泥复合胶凝材料水化性能的影响,并采用灰色关联分析方法探讨了钢渣颗粒粒径分布对钢渣水泥复合胶凝材料水化性能的影响规律,结果表明:16.57~31.39μm范围的钢渣颗粒对其影响最大,并且确定钢渣较佳比表面积为453 m2/kg,同时,增加4.62~31.39μm范围的钢渣颗粒含量,有利于提高钢渣活性,改善复合胶凝材料水化性能。     

钢渣粉粒度对复合胶凝材料水化性能的影响

通过控制不同粉磨时间,控制磨细钢渣的比表面积和颗粒度分布,研究了与磨细石英砂凝结时间对比,不同颗粒度分布的钢渣的活性指数,以及配制成复合胶凝材料中的凝结时间和抗压强度,并进行了卧辊磨大磨实验,结果表明:(1)钢渣使复合胶凝材料早期结构发育缓慢,随着钢渣比表面积的增大,其与水分的接触面积增大,导致复合胶凝材料的凝结时间显著的延长,其早期(1～3d)的结构发育缓慢;(2)卧辊磨与实验室结果差距较大,可能原因为卧辊磨配套选粉机钢渣粉粒度分布窄;(3)将钢渣粉的比表控制在300 m2/kg左右,有利于钢渣磨机的台时产量提高,降低钢渣粉的生产成本,增大钢渣粉在水泥中的掺量.     

钢渣比表面积对钢渣-水泥复合胶凝材料安定性的影响

钢渣中含有C_3S、C_2S胶凝活性物质,因此经粉磨后,具有用作胶凝物质掺合料的潜质。但是钢渣的安定性差是制约其利用的最重要限制因素之一。本文分别采用沸煮和压蒸方法研究钢渣的比表面积对钢渣-水泥复合胶凝材料净浆安定性的影响;用灰色关联度分析法研究钢渣掺量与比表面积对钢渣-水泥复合胶凝材料净浆安定性的影响程度;通过SEM分析钢渣不同比表面积时,钢渣-水泥复合胶凝材料净浆的微观形貌。研究结果表明,钢渣-水泥复合胶凝材料净浆可以通过提高钢渣的比表面积改善其安定性。钢渣掺量10%时,相较于钢渣比表面积454.99 m~2/kg的钢渣-水泥复合胶凝材料净浆,钢渣比表面积为598.43 m~2·kg的钢渣-水泥复合胶凝材料净浆沸煮膨胀率降低了72.14%,压蒸膨胀率降低了51.40%。灰色关联分析得出与比表面积相比,钢渣掺量对钢渣-水泥复合胶凝材料净浆膨胀率的影响更大。限制钢渣的掺量仍是预防钢渣-水泥复合胶凝材料体积膨胀的主要方法。SEM微观结构分析表明,随着钢渣比表面积的增加,钢渣-水泥复合胶凝材料净浆逐渐趋于致密,此结论与膨胀率评价结果一致。     

黄磷渣改性对水泥复合胶凝材料性能的影响

本文通过石灰和偏高岭土复掺方法对黄磷渣水泥进行改性研究,用混合正交试验方法研究不同掺量的偏高岭土和石灰复合对水泥性能的影响,结果表明:当黄磷渣掺量在30%时,偏高岭土与石灰复合改性对胶凝体系的早期力学性能有显著增强效果,同时缩短磷渣水泥的凝结时间,使其达到P·O42.5水泥的性能要求。利用30%磷渣、6%偏高岭土和2%石灰的最佳配比作为水泥混合材,改性后的磷渣水泥早期水化过程加快,减少Ca(OH)2_量,提升其早期强度。     

钢渣对镍渣碱激发胶凝材料抗压强度的影响

以工业废渣镍渣和钢渣为主要原料制备碱激发胶凝材料。研究钢渣掺量对镍渣碱激发胶凝材料抗压强度的影响,结合X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等测试方法,对碱激发反应产物的微观性能进行分析。结果表明,随着钢渣掺量的增大,镍渣碱激发胶凝材料的抗压强度逐渐增大。钢渣掺量为50%时,50℃养护7 d的风冷镍渣碱激发胶凝材料和水淬镍渣碱激发胶凝材料的抗压强度分别较未掺钢渣试样提高279.2%和73.6%。掺入钢渣使得体系碱度增大,有效促进了镍渣碱激发反应过程的进行;反应产物相互填充,体系结构的致密性改善,有利于提高胶凝材料抗压强度。     

钢渣矿渣掺合料对水泥性能的影响

研究了钢渣的掺入量对水泥浆体性能的影响,以及钢渣单掺和钢渣与矿渣复掺对水泥胶砂强度的影响。结果表明:钢渣的掺入可以改善水泥浆体的流动性,凝结时间随钢渣掺量增加而延长。单掺钢渣时,水泥胶砂强度下降明显。钢渣与矿渣复掺会相互激发、相互促进水化,水泥胶砂强度变化不大,且钢渣在复合粉中的比例为20%,替代水泥量为50%时,28 d强度已超过基准样。     

钢渣—矿渣基胶凝材料特性研究

以钢渣和矿渣为主要原料,以水泥为碱性激发剂,以盐石膏为氯盐和硫酸盐复合激发剂,制备钢渣—矿渣基胶凝材料。实验结果表明,钢渣、矿渣、水泥和盐石膏的配比为40∶50∶5∶5时,其胶凝材料28 d的强度能够达到20.2 MPa。5%的水泥和5%的盐石膏足以激发钢渣—矿渣基胶凝材料。钢渣—矿渣基胶凝材料的抗压强度是随着矿渣含量的增加而增加。这种材料固废利用率95%,可用于强度要求不高的大体积充填工程。     

钢渣—矿渣复合胶凝材料的制备及胶凝活性激发试验研究

为了提高钢渣和矿渣的高附加值利用率以及钢渣在胶凝材料中的掺量,研究了钢渣与矿渣掺量、质量比和胶凝活性激发方式对复合胶凝材料抗折、抗压强度的影响,并采用X射线衍射、扫描电镜和热重分析等检测手段探究了钢渣—矿渣复合胶凝材料的水化机理。结果表明:钢渣矿渣掺量为80%、钢渣矿渣质量比为5∶5、钢渣粉磨时间为80 min(比表面积为509 m²/kg)时,钢渣—矿渣复合胶凝材料的28 d抗折强度为7.3 MPa、抗压强度为31.3MPa;选取Na OH、Na₂CO₃、Na₂SO₄和水玻璃为激发剂对胶凝材料活性进行激发,只有水玻璃提高了复合胶凝材料的活性,且当水玻璃模数为2、Na₂O当量为4%时,其28 d抗折强度为8.4 MPa、抗压强度为43.0 MPa。分析水玻璃激发胶凝材料的水化产物发现:其微观形貌紧实致密,生成的C—S—H凝胶、Ca(OH)₂和Aft相互交织,提高了胶凝材料的强度。     

硅藻土对水泥铜尾矿粉胶凝材料性能的影响

针对铜尾矿粉-硅酸盐水泥力学强度差的问题，本文拟将硅藻土加入到该胶凝体系中，硅藻土以0.5%，1.0%，1.5%和2.0%等质量替代铜尾矿粉-水泥，测试了复合胶凝材料的流动度、凝结时间、吸水率、孔隙率、体积密度、力学性能和微观性能。结果表明，随着硅藻土掺量的增加，净浆的流动度降低，凝结时间缩短，吸水率和孔隙率减小，体积密度增大，砂浆的抗压强度和抗折强度增加。净浆养护28 d后，硅藻土的加入使得净浆中的SiO₂和Ca(OH)₂晶体含量减少，C-S-H(水化硅酸钙)凝胶增多，整体比较致密。      

还原钢渣用于水泥混合材的试验研究

未经急冷处理的转炉钢渣直接作为水泥掺合料使用,其强度偏低,采用熔分还原技术,钢渣中的全铁还原度达到了86%,提高了其易磨性,同时降低了f-CaO含量,并按20%的掺入量后符合各项技术要求.     

钢渣基多固废掺合料制备水泥砂浆及其力学性能研究

为解决钢渣粉作为单一掺合料的活性指数低的问题,将钢渣与粉煤灰、锂渣、磷渣复掺制备钢渣基多固废水泥砂浆。通过力学性能测试,讨论掺合料配合比对二元、三元钢渣基多固废掺合料活性的影响。利用XRD、SEM手段对典型掺合料水化产物及微观形貌进行分析。结果表明:钢渣早期和后期均表现出较低的活性,锂渣具有良好的早期活性,而磷渣早期强度较差;二元掺合料中钢渣-锂渣活性最高且大于两者单掺,钢渣、锂渣在碱性环境下发生水化并提供不同的活性组分,有利于砂浆强度的提升;三元掺合料中钢渣-磷渣粉-锂渣复掺比例为5∶1∶4时,砂浆抗压强度最高,28 d砂浆抗压强度37.21 MPa。钢渣、锂渣发生水化反应的同时,磷渣中硅酸盐玻璃体在碱性环境激发下解离出活性Si O2,生成了更多的C—S—H等水化产物,三者具有一定耦合作用。     

低水泥高掺量钢渣碱激发混凝土的试验研究

通过改变钢渣粉、矿渣粉等矿物掺合料的比例,研究碱激发大掺量钢渣混凝土的力学性能,并采用X射线衍射和扫描电镜等测试手段对其微结构进行分析。结果表明,激发剂与减水剂、胶凝体系、粗细骨料之间在合理加料、搅拌顺序下,和易性满足要求同时可以制备出钢渣掺量达60%、矿渣掺量为15%、硅灰掺量为5%、水泥掺量仅为20%、强度等级可达C30的混凝土;微观分析表明,优化后的混凝土胶凝体系28 d水化产物结构致密,且孔隙较少,后期强度发展较好。     

冷却温度和处理方式对钢渣反应性能的影响

分析了冷却温度和处理方式对首钢钢渣反应性能的影响,并测试了以钢渣、矿渣以及水泥熟料为主要原料的胶凝材料的力学性能.随着水淬温度的升高,钢渣反应性能呈现降低后升高的趋势.水淬处理过程中由于部分易水化物质的反应而使钢渣的反应性能变差,随炉冷却钢渣中大量结晶物质的生成又使钢渣的反应性能变差.相对而言,在空气中冷却处理所得钢渣的反应性能较好.另外,还研究了钢渣掺量对胶凝材料力学性能的影响,在钢渣掺量为20%～30%的实验条件下,可制得性能较好的胶凝材料.     

基于多元非线性回归优化制备碱钢渣胶凝材料

以钢渣作为研究对象，采用水玻璃、氢氧化钠与氢氧化钙三元复合活化剂，制备碱钢渣胶凝材料。基于均匀设计和多元非线性回归法研究了各因素对碱钢渣胶凝材料力学性能的影响。结果表明，各因素对性能影响的主次顺序为：3 d时钢渣用量＞氢氧化钠用量＞水玻璃用量＞氢氧化钙用量，7 d时钢渣用量＞水玻璃用量＞氢氧化钠用量＞氢氧化钙用量，28 d时钢渣用量＞水玻璃用量＞氢氧化钙用量＞氢氧化钠用量；28 d碱钢渣胶凝材料的优化制备方案为：钢渣用量为225 g，水玻璃用量为22.5 g，氢氧化钠用量为9.0 g，氢氧化钙用量为13.2 g；优化制备模型选择正确，其相对误差仅为2.19%。     

某铅锌尾矿粒度与其作水泥混合材性能的灰色关联

水泥混合材中尾矿的掺量和粒度分布对水泥性能有一定影响。为了提高掺加尾矿的水泥混合材的性能,以福建尤溪某铅锌尾矿为主要掺加料,以灰色关联分析为手段,研究了有无减水剂情况下铅锌尾矿粒度分布对水泥混合材胶砂流动度和胶砂试块抗压强度的影响。结果表明:提高尾矿细度有利于提高水泥胶砂的流动度和胶砂试块的抗压强度;在尾矿掺量为30%时,胶砂流动度与胶砂试块的抗压强度均与尾矿中+8.39μm粒级负相关,与-8.39μm粒级正相关,其中与8.39~4.24μm粒级关联度最大,与4.24~2.15、2.15~1.09及1.09~0μm粒级的关联度依次减小;要提高该铅锌尾矿水泥混合材的性能,在尾矿掺量为30%时,应尽量增加-8.39μm粒级的产率,尤其应增加8.39~4.24μm粒级的产率,并尽量降低+8.39μm粒级的产率。     

无熟料钢渣矿渣水泥在热养护条件下的强度发展

为了探讨以鞍钢钢渣与矿渣为主要原料生产无熟料钢渣矿渣水泥的可能性,以鞍钢钢渣与矿渣质量比A、矿渣与钢渣梯级混磨细度B、Ca(OH)2与石膏质量比C、热养护温度D为影响试件不同龄期强度的4因素进行了正交试验,并对胶凝材料的XRD图谱和净浆试块的SEM照片进行了分析。结果表明:1A、B、C、D分别为1∶2、480m2/kg、2∶1和35℃的情况下,试件的抗压强度最高,养护3,7,28 d的抗压强度分别为18.36,26.89和45.32 MPa,这4个因素对试件强度影响的主次顺序为DABC。2体系的早期强度主要来源于C-S-H凝胶,及少量的钙矾石相;体系后期强度的增强主要依赖于钙矾石相的生成。