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。     

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。     

碱激发矿渣-粉煤灰胶凝材料研究进展

概述了碱激发胶凝材料的历史沿革、分类和碱矿渣-粉煤灰胶凝材料的研究进展。将碱激发体系由传统的中、高碱度范围延伸至低碱度范围,提出了碱激发矿渣-粉煤灰胶凝材料水化机理模型的分类方法,及其胶凝材料的定位、存在问题和今后的研究方向。     

粉煤灰对碱激发矿渣胶凝材料耐盐酸腐蚀性能的影响

为了研究粉煤灰对碱激发矿渣胶凝材料耐盐酸腐蚀性能的影响,对不同粉煤灰掺量下碱激发矿渣砂浆在pH=1的盐酸环境中浸泡14 d、28 d和60 d后的外观、质量损失、腐蚀深度、抗压强度和耐蚀系数进行了研究,通过X射线衍射和化学滴定方法对其机理进行了分析.结果表明:碱激发矿渣砂浆在盐酸溶液中浸泡后表面被严重腐蚀,质量与强度损失均很大.粉煤灰的掺入使试块表面被腐蚀情况明显变好,质量与强度损失也明显减少,但粉煤灰的掺入会降低碱激发矿渣砂浆的强度,增大其腐蚀深度.XRD与化学分析的结果表明碱激发粉煤灰中可被盐酸溶出的物质含量较少,因而掺入粉煤灰可以提高碱激发矿渣胶凝材料的耐盐酸腐蚀性能.     

碱激发矿渣胶凝材料的试验研究

影响碱激发矿渣胶凝材料性能的因素有很多,该文系统地探讨了水玻璃模数、水玻璃掺量、水灰比、养护条件及复合粉料比例等因素对碱激发矿渣胶凝材料凝结时间和强度的影响规律.结果表明:碱胶凝材料凝结时间主要取决于溶液中碱离子浓度;水玻璃模数为1.4,掺量为8％时,碱胶凝材料强度最高;提高养护温度有助于抗压强度的增长,普通硅酸盐水泥与水玻璃配合,可作为复合激发剂使用.     

NaOH激发粉煤灰基胶凝材料的水化产物

以粉煤灰为原料,NaOH为激发剂,制备出高抗压强度的粉煤灰基碱激发胶凝材料,研究养护条件对粉煤灰基碱激发胶凝材料抗压强度的影响。用x射线衍射分析不同龄期粉煤灰基碱激发胶凝材料的矿物组成,并用带能谱分析的扫描电镜观察不同龄期材料的微观形貌和区域元素组成。结果表明：蒸汽养护可以显著提高材料的抗压强度：粉煤灰中的玻璃相参加材料的水化反应,莫来石、石英等晶相则为惰性物质,不参加反应：在水化过程早期,粉煤灰基碱激发胶凝材料的气孔内会形成钠系菱沸石的前驱体,蒸汽养护1d后长大为表面呈十字交叉状的1pm左右颗粒,随着时间延长,这些颗粒可长至5μm左右,交错重叠充满整个气孔内壁,形成致密的空间网状结构,使材料强度得到提高。     

石膏-矿渣胶凝材料的碱性激发作用

采用扫描电镜、X射线衍射、差示扫描量热分析-热重分析表征了碱激发石膏-矿渣胶凝材料的水化产物.研究表明:添加质量分数为0.5%的碱性激发剂时,石膏-矿渣胶凝材料的各项强度和耐水性能最好.碱激发石膏-矿渣胶凝材料的水化产物主要为二水石膏(CaSO4·2H2O)、水化硅酸钙凝胶(C-S-H)以及少量的钙矾石(ettringite,AFt)和莱粒硅钙石[Ca5(SiO4)2(OH)2].C-S-H凝胶含量越高,材料的强度越高、耐水性能越好.     

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.     

碱激发多组分胶凝材料的综述

介绍几种典型的碱激发多组分胶凝材料的组成及性能，并引用许多数据以说明这些胶凝材料所达到的水平。同时指出在该领域中存在的问题以及将来应采取的对策。     

电石渣激发矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的作用机制

为探究矿渣、粉煤灰及电石渣的资源化利用,以电石渣作为碱激发剂,研究了矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的水化产物组成及强度特征。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重-差示扫描热(TG-DSC)、扫描电子显微镜及能谱(SEM-EDS)等微观测试技术,分析了复合胶凝材料的晶体结构、热化学性质以及微观形貌等特性,研究了电石渣激发矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的作用机制。结果表明：电石渣作为碱激发剂时能为矿渣-粉煤灰复合胶凝材料提供初始水化所需要的强碱环境,驱动矿渣和粉煤灰发生水化反应。随着矿渣掺量的增加,复合胶凝材料的强度发展呈先增加后减小的变化趋势,在粉煤灰与矿渣掺量质量配比为4∶6、外掺电石渣质量分数为4%时,复合材料浆体经4 d常温养护+32 h高温蒸汽养护后抗压强度达到25.9 MPa;矿渣-粉煤灰复合胶凝体系中水化产物分布不均,主要组成为水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化硅铝酸钙等凝胶。电石渣作为矿渣-粉煤灰体系的碱激发剂使用时效果良好。     

矿渣胶凝材料砂浆弹性模量研究

为了研究矿渣胶凝材料配比对水泥砂浆抗裂性能的影响,对不同掺量下矿渣胶凝材料的抗折强度和抗弯拉弹性模量进行了测试,并分析了矿渣胶凝材料弹性模量的影响机理.试验结果表明:矿渣胶凝材料具有弹性模量小,抗裂性能好等优点.其最佳掺量为矿渣72％～74％,石灰石4％.随着抗折强度的增加,矿渣胶凝材料弹性模量降低.     

矿渣微粉-糊精灰浆复合胶凝材料的试验研究

用矿渣微粉代替部分石灰,并对36组不同组分的矿渣微粉-糊精灰浆复合胶凝材料的力学性能和耐水性能进行试验研究.结果 表明,添加激发剂和砂含量为900 g时都可提高复合胶凝材料强度,且抗压强度随糊精浓度的增加而提高,矿渣微粉替代率为35％时28 d抗压强度较高,矿渣微粉替代率为25％时90 d抗压强度提高显著,当矿渣微粉替代率为25％、糊精浓度为16％、砂含量为900 g并添加激发剂时复合胶凝材料强度最好,其28 d抗折和抗压强度分别为0.62 MPa和3.95 MPa,90 d抗折和抗压强度分别为1.21MPa和8.31 MPa,且耐水性能达到27 d.用矿渣微粉代替部分石灰,可以提高糊精灰浆力学强度和改善耐水性能.     

碱矿渣水泥基胶凝材料的碳化特征研究

抗碳化性能是混凝土耐久性的重要方面.以水玻璃与氢氧化钠(NaOH)为碱组分,粒化高炉矿渣为胶凝材料,研究了碱矿渣水泥的抗碳化性能,并分析了碱矿渣水泥易于发生碳化的主要原因.结果表明:与硅酸盐水泥相比,碱矿渣砂浆的碳化程度较大,碳化未引起碱矿渣水泥石干燥收缩的增加.碱矿渣水泥基胶凝材料硬化体碳化程度较大的主要原因是其水化产物不存在Ca(OH)2、硬化体孔溶液的高碱性及较大的干燥收缩.     

29Si固体核磁共振技术在水泥基材料定量分析中的应用

29 Si固体核磁共振技术是目前研究水泥基材料定量分析的有效工具之一,在水泥化学领域应用广泛.从现代分析测试技术入手,突出了29 Si固体核磁共振技术在水泥化学中的优势,并结合29 Si固体核磁共振定量分析技术和数据,从硅酸盐水泥熟料矿物组分、硅酸盐水泥水化过程量化表征及硅灰掺入的其他水泥基材料的定量分析等方面综述了29 Si固体核磁共振技术在水泥基材料定量分析中的应用,总结了29 Si固体核磁共振技术在水泥基材料领域定量分析存在的问题并展望了核磁共振技术在水泥基材料领域的发展趋势.     

硅钙渣制备碱激发胶凝材料的实验研究

采用正交实验法对硅钙渣制备碱激发胶凝材料的配比进行了研究,探讨了水玻璃模数及其掺量、硅钙渣用量对碱激发胶凝材料强度的影响.正交实验结果表明,水玻璃掺量是影响强度的主要因素,硅钙渣用量和水玻璃模数是影响强度的次要因素;硅钙渣制备碱激发胶凝材料优化配合比为:硅钙渣70％、矿渣微粉30％、水玻璃掺量5％、水玻璃模数2.40;微观形貌分析表明,随着水玻璃模数的逐渐提高,反应产物C-(A)-S-H凝胶的数量逐渐增多,试样密实程度逐渐增高;当模数超过2.40后,随模数的增高,水玻璃溶液的粘度增大,试样制备过程中引入的气泡难以排出,从而导致试样密实程度降低.     

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.     

矿渣基低温陶瓷胶凝材料固化铁尾矿基础研究

以尾矿堆存为背景,在前期实验基础上选定了矿渣基低温陶瓷胶凝材料为固化剂,研究该固化剂对铁尾矿的固化处理效果,并通过对原尾矿与尾矿固化体进行XRD、SEM表征探究铁尾矿的固化机理.研究结果表明:对浓度为55％的尾矿浆体,当固化剂掺量在5％ ～6％时,固化体7d强度最高可达0.49 MPa,且遇水不泥化,尾矿固化体具有较高的抗剪强度,渗透系数小于10-4 cm/s,达到安全堆存的要求;而当固化剂掺量在10％～14％时,固化体具有较高前期和后期强度,7d最高可达1.8 MPa,28 d强度为2.9 MPa,可以满足筑坝要求.     

碱矿渣胶凝体系的水化特性及机理分析

通过测定矿渣胶凝材料体系不同龄期的化学结合水含量,结合SEM分析,研究了碱矿渣胶凝材料的水化特性以及水化产物的微观形貌.结果表明:随着水化时间的增加,水化程度呈现不断增长的趋势,水化时间为1d时,水化程度为40.37％;水化初期,小颗粒形状的凝胶体在矿渣周围形成,凝胶间不断组合生长为C-S-H凝胶,随着水化时间的增加,胶凝体系逐渐致密.水化产物的Ca/Si、Ca/(Si+ Al)、Na/(Si+ Al)的质量比比值趋于稳定,表明碱矿渣-钢渣复合胶凝体系已形成稳定的水化产物.     

碱激发粉煤灰/钢渣胶凝材料的制备

以低钙粉煤灰和钢渣为主要原料制备碱激发胶凝材料,对比了碱激发粉煤灰和碱激发粉煤灰-钢渣复合胶凝材料的力学性能,研究了原料配比、水玻璃模数和早期养护温度对力学性能的影响,并对比了两种胶凝材料的水化产物.结果 表明,钢渣与粉煤灰质量比为1∶2,水玻璃模数为1.4,早期养护温度为80℃时,复合胶凝材料的抗压强度最高,且优于纯粉煤灰组的强度.钢渣的掺入促进了体系中生成较多的钠系菱沸石,为胶凝材料提供了更高的强度.