钢渣水泥抹面砂浆性能研究

本文研究了钢渣、矿渣、石膏和粉煤灰对钢渣水泥抹面砂浆性能的影响。结果表明:钢渣水泥复合材料抗压强度和抗折强度随着钢渣掺量的增加而呈减小的趋势;矿渣(20%)复配改性钢渣水泥复合材料,28d最佳抗压强度和抗折强度(49.2MPa和6.8MPa)分别较未掺矿渣的提高了3.3%和16.2%;当脱硫石膏掺量在3%时,可提高钢渣-水泥-矿渣力学性能;当增塑剂掺量控制在0.4%,水泥抹灰砂浆施工性能较好,砂率在1:4时,钢渣水泥抹灰砂浆28d抗压强度可达到13.5MPa(满足M10等级要求),当砂率为1:5时,钢渣水泥抹灰砂浆28d抗压强度可达到7.5MPa(满足M5等级要求)。     

低热钢渣矿渣硅酸盐水泥的研制(Ⅱ):低水化热优势配料方案和水泥最佳综合性能区

采用水泥3d、7d早期水化热与28 d抗压强度函数关系的分析方法,获得低热钢渣矿渣硅酸盐水泥比矿渣水泥早期水化热低的优势配料参数为:＜ 35 MPa、35～50 MPa、＞50 MPa三个28 d抗压强度段,混合材总量分别为80％～90％、60％ ～ 70％、30％ ～ 45％,钢渣掺量分别为20％～ 45％、10％～20％、5％～10％.设定水泥水化热权重12、力学强度权重12、工作性权重9,量化评定低热钢渣矿渣硅酸盐水泥综合性能.32.5强度等级满意度高分区在Ⅱ型区:矿渣掺量35％ ～45％,钢渣掺量15％～40％.42.5强度等级满意度高分区在Ⅰ型区:矿渣掺量25％～35％,钢渣掺量10％～15％.     

矿渣-钢渣复合水泥的性能研究

试验利用矿渣和钢渣作为配制复合水泥的辅助性胶凝材料,研究了矿渣、钢渣细度和复合比例对复合水泥强度的影响,并从颗粒堆积和复合胶凝效应的角度探讨了矿渣-钢渣在复合水泥中的作用机理。试验结果表明：在矿渣与钢渣组成的复合体系中,矿渣细度决定了复合水泥的强度,矿渣越细,复合水泥强度越高;在辅助性胶凝材料掺量一定的情况下,矿渣占的比例越高,复合水泥的强度越高;在适宜的复合比例下,用矿渣和钢渣混合配制的复合水泥28d抗压强度高于纯水泥的28d抗压强度。     

矿渣沸石基水泥的试验研究

研究了矿渣沸石基水泥中原料组成含量对水泥的强度、凝结时间及标准稠度等性能的影响规律,并探讨了该水泥体系的水化机理。研究结果表明,以30%的沸石、25%的熟料、34%的矿渣、6%的钢渣和5%的石膏,可以制备出3d抗压强度达15.3MPa、28 d抗压强度达42.8 MPa的矿渣沸石基水泥。该水泥的主要水化产物为C-S-H凝胶和水化硫铝酸钙。     

矿渣、钢渣对水泥强度、孔结构和压蒸膨胀率的影响

通过在硅酸盐水泥中加入不同掺量矿渣粉以及不同掺量和细度的钢渣粉,研究了矿渣和钢渣对水泥强度,孔结构和压蒸安定性的影响.实验结果表明:矿渣与熟料的比例是控制特定钢渣掺量的水泥28 d抗压强度的决定性因素,熟料和矿渣按照1:1混和的水泥具有最高强度,影响水泥28 d最高抗折强度则是矿渣掺量.加入钢渣增大了水泥的孔隙率,而加入矿渣则可以减少试块孔隙率;矿渣能够明显细化浆体的孔结构,钢渣矿渣水泥的28 d抗压强度主要受到大于50 nm孔隙含量的影响.水泥压蒸膨胀率随着钢渣掺量增加而增加,矿渣能够显著改善钢渣水泥的压蒸安定性.     

钢渣-杂填土基层材料的性能研究

将钢渣、矿渣微粉与废弃混凝土碎料混拌制备钢渣-杂填土基层,并对其性能开展研究。体积安定性试验表明,矿渣微粉具有明显抑胀作用,掺入50%(质量分数,下同)钢渣、50%杂填土以及外掺钢渣质量30%矿渣微粉的试件的10 d高温水浴膨胀率仅为1.32%,而未掺矿渣微粉的试件3~5 d膨胀率均超过2%限值。7 d无侧限抗压强度和28 d劈裂强度正交试验表明:7 d无侧限抗压强度、28 d劈裂强度影响因素大小顺序为钢渣、水泥掺量、混凝土碎料占比、土壤固化剂;各组试件中7 d无侧限抗压强度、28 d劈裂强度最大值分别为12.41 MPa、2.24 MPa;钢渣-杂填土基层最佳配比为50%钢渣、50%杂填土(m(混凝土碎料)∶m(素土)=6∶4),外掺钢渣质量40%的矿渣微粉、5%水泥、0.018%固化剂,此时试件具有良好的水稳定性。强度影响因素试验表明,矿渣微粉对试件强度的增幅影响最大。X射线衍射及扫描电子显微镜分析表明,在矿渣微粉和土壤固化剂的作用下,钢渣中f-CaO被有效消解,团聚体与混凝土碎料、钢渣颗粒的密实包裹阻止了内部水分的挥发和外部自由水的侵入,既保证了钢渣-杂填土基层的强度,又有效抑制了膨胀。     

磨细矿物掺合料对水泥硬化浆体孔结构及砂浆强度的影响

采用压汞法研究了钢渣、矿渣、粉煤灰单掺或复掺对水泥硬化浆体孔结构的影响.同时还研究了掺合料单掺或复掺对水泥砂浆抗压强度的影响.结果表明:掺合料单掺或复掺对早期水泥硬化浆体的孔结构有一定的劣化作用;水化后期,矿渣与钢渣均明显降低了水泥硬化浆体的孔隙率,矿渣与粉煤灰均明显降低了水泥硬化浆体的中值孔径并改善了水泥石的孔径分布,掺合料复掺对改善水泥硬化浆体的孔结构有积极作用,尤其是掺合料三元复合可取得最佳的效果.3种掺合料降低水泥硬化浆体孔隙率能力的大小顺序为:矿渣>钢渣>粉煤灰.3种掺合料降低水泥硬化浆体孔径并改善孔径分布能力的大小顺序为:矿渣>粉煤灰>钢渣.掺合料降低了水泥砂浆早期的抗压强度,却增加了水泥砂浆90 d的抗压强度.掺合料的活性大小顺序为:矿渣>钢渣>粉煤灰.     

提高磷石膏基水泥早期性能的研究

通过磷石膏预处理和添加超细硅酸盐水泥熟料的方法,对提高磷石膏基水泥早期性能进行了研究,并通过XRD、SEM对其水化过程和机理进行了探讨。结果表明,磷石膏经钢渣预处理,或采用超细熟料粉作为碱性激发剂,均能显著改善磷石膏基水泥的早期强度和凝结特性,两种措施同时采用时,能制备出3d抗压强度超过10MPa,28d抗压强度达49MPa以上的磷石膏基水泥。钢渣固结或固化了磷石膏中缓凝的可溶性杂质,超细粉磨使熟料自身水化加快并同时促进了矿渣水化,是磷石膏基水泥早期水化性能提高的原因。     

常温养护粉煤灰基土聚水泥的实验研究

在常温养护条件下,分别制备了钢渣基土聚水泥和掺入钢渣与石膏的粉煤基土聚水泥,讨论了钢渣和石膏掺量对粉煤灰基土聚水泥抗压强度的影响：随钢渣或石膏含量增加,粉煤灰基土聚水泥的早期强度增大,但28d强度减小,粉煤灰中钢渣或石膏含量为10％时,土聚水泥抗压强度均超过32．5MPa。     

利用废弃混凝土制作再生水泥的研究

以废弃混凝土为主要原料,添加部分矿渣、钢渣及脱硫石膏,即可直接粉磨生产免煅烧再生水泥。该水泥中废弃混凝土的掺量可达40%~50%,3d抗压强度大于10MPa,28d抗压强度可达20~40MPa。XRD和SEM分析表明,废弃混凝土再生水泥的水化产物主要是钙矾石和C-S-H凝胶,有部分废弃混凝土参与了水化反应,其余部分被水化产物所包裹,起骨架作用。     

利用钢渣研制复合硅酸盐水泥的正交试验研究

通过正交试验进行了利用钢渣配制复合硅酸盐水泥的初步研究。研究结果表明,将钢渣单独粉磨后与矿渣微粉复合掺入硅酸盐水泥,再适当地辅以掺加石膏和激发剂,可获得性能良好的具有较高强度的复合硅酸盐水泥。     

钢渣对硬化水泥浆体结构形成的影响研究

研究了钢渣对水泥强度及体积膨胀率的影响,采用SEM和EDXA分析了水化产物的形貌和微区化学成分,并用XRD对水化产物的矿物组成进行了分析研究。研究结果表明,钢渣的掺入会降低水泥净浆的早期抗压强度,但随钢渣水化的进行,掺钢渣的水泥浆体7d以后的强度增长较快,至120d时净浆抗压强度已与纯硅酸盐水泥相近。掺钢渣的水泥的体积膨胀率比纯硅酸盐水泥的体积膨胀率大,钢渣水泥的体积膨胀率主要取决于钢渣中的fCaO含量。掺钢渣水泥的主要水化产物组成和形貌与纯硅酸盐水泥无明显差别,所不同的是C-S-H凝胶中有较多的铁相。掺钢渣水泥的水化产物主要有C2SH(C)、AFt和Ca(OH)2。     

助磨剂在钢渣复合水泥中的应用

研究通过掺加助磨剂粉磨钢渣的方法,提高钢渣微粉的细度和活性,达到高效利用钢渣目的.结果表明,随着钢渣掺量的增加,钢渣复合水泥的抗折强度呈先上升后下降趋势,掺量为30％时抗折强度最高.钢渣复合水泥的28 d抗压强度直线下降,3 d抗压强度先增加后再下降,30％掺量时强度最高,达4.75 MPa.结合实际经济效益,最终确定钢渣复合水泥的配比为熟料-65％、钢渣-30％、石膏-5％,助磨剂A掺量为0.1％时效果最好,相比无助磨剂的钢渣复合水泥,细度降低了49.0％,且28 d抗压强度提高了6 MPa.     

鞍钢钢渣矿渣制备人工鱼礁混凝土复合胶凝材料

以81.5％的矿渣、5％的钢渣、12.5％的脱硫石膏以及1％的水泥熟料,制备出了28 d抗压强度为56.75 MPa的低碱度胶凝材料,该胶凝材料可用于制备低碱度人工鱼礁混凝土.通过改变钢渣和脱硫石膏的掺量,研究了其掺量变化与试件强度的影响关系.实验结果表明:在该体系中,当钢渣掺量小于5％时,胶砂试块的强度随着钢渣的增加而提高;当钢渣掺量大于5％时,胶砂试块的强度随着钢渣掺量的增加而降低,并在钢渣掺基大于20％时快速下降.脱硫石膏的掺量对胶砂试块的强度影响更为显著;当脱硫石膏掺量达到12.5％时,与不含脱硫石膏的试样相比,抗压强度和抗折强度分别提高了168％和176％.利用XRD和SEM分析净浆的水化过程,结果表明,体系在早期水化主要生成AFt相和C-S-H凝胶,并对强度的增长起了主要作用.     

利用钙铝渣和低品位铝矾土制备贝利特硫铝酸盐水泥的研究

根据硫铝酸盐水泥的成分特点,将钙铝渣与低品位铝矾土、石灰石、天然石膏等原料配合,在1320℃下烧制出了物理力学性能良好的贝利特硫铝酸盐水泥熟料。测试结果表明,该贝利特硫铝酸盐水泥3d和28d抗压强度分别可达28.9MPa和42.4MPa,且凝结性能正常。     

以电炉还原渣重构转炉钢渣的胶凝性能

用电炉还原渣在高温重构的转炉钢渣作高活性钢渣胶凝材料,并探讨重构钢渣的水化进程、水化产物和力学性能。试验结果表明：重构钢渣的水化热曲线在水化13-35h都有不同程度的放热峰存在,而未重构钢渣水化72h未见任何放热峰。SEM照片清晰显示相较于未重构铜渣,重构钢渣水化产物数量更多,水化浆体结构更为致密。随着水化龄期的延长,重构钢渣水化XRD图谱中硅酸盐矿物特征峰明显降低,无定形的C—S—H含量提高。重构过程有效改善了钢渣的后期强度,掺重构钢渣水泥的抗压强度的活性指数最高达104．0％。     

钢渣的冷却和处理方式对水硬活性的影响

分析几种不同钢渣的化学成分和矿物组成，测试钢渣作混合材的水泥凝结时间和物理力学强度，结果表明：热泼法形成的块状钢渣内外部分的矿物成分和活性不同。冷却至室温的钢渣块喷水后，7d抗压强度损失 44.6%，28d抗压强度损失29%，湿热处理的钢渣比空气中冷却的钢渣活性低，湿热处理冷却速度越快，形成的硅酸盐矿物减少，钢渣活性越低。     

激发条件对脱硫石膏-矿渣体系水硬强度的影响

利用正交实验研究了硅酸盐水泥和其他两种矿物组分复合激发对脱硫石膏-矿渣体系强度的影响,用SEM、XRD分析了水化样品的微观结构.研究结果表明:硅酸盐水泥等多组分复合激发下,脱硫石膏-矿渣体系在水中标准条件养护,3 d抗压强度达17 MPa以上,28 d抗压强度达58 MPa以上.复合激发剂3种组分的优化组合为6:6:5,复合激发剂的用量为脱硫石膏-矿渣体系质量的17%左右.脱硫石膏-矿渣体系在复合激发条件下的水化产物主要是钙矾石和C-S-H.大量钙矾石、石膏晶体相互交叉连生,未水化石膏、矿渣颗粒所填充其间,在C-S-H凝胶的胶结下,形成了较为致密的晶胶搭配构成的微观结构.