碱–磷渣–粉煤灰胶凝材料的性能与硬化浆体结构(英文)

为充分利用磷渣和粉煤灰两种工业废渣生产高性能胶凝材料,研究了不同磷渣/粉煤灰配合比的碱–磷渣–粉煤灰胶凝材料性能,并用扫描电子显微镜和压汞仪分析了硬化浆体的细观结构和孔结构。结果表明:碱–磷渣–粉煤灰胶凝材料的凝结时间正常,在粉煤灰掺量为0～30%(质量分数)范围内,随粉煤灰的掺量的增加,碱–磷渣–粉煤灰胶凝材料的凝结时间略有延长。与普通硅酸盐水泥相比,碱–磷渣胶凝材料的抗压强度较高,其3d和28d抗压强度分别可达到30.9MPa和98.8MPa,但其抗折强度相对较低。掺加粉煤灰后碱胶凝材料的抗压强度降低,而抗折强度提高。碱–磷渣–粉煤灰胶凝材料的耐蚀性和抗冻性能均显著优于硅酸盐水泥,其干缩比硅酸盐水泥的大。用部分粉煤灰取代磷渣粉可一定程度减小干缩。碱–磷渣–粉煤灰胶凝材料硬化浆体的结构非常致密,其孔隙率和平均孔径均小于普通硅酸盐水泥硬化浆体。     

碱-磷渣胶凝材料的结构与性能研究

本文研究了以NaOH和硅酸钠溶液激发磷渣制备碱胶凝材料，并对硬化碱磷渣水泥石孔结构及其水化程度进行了研究。结果表明：硅酸钠的激发效果明显优于NaOH,28d的抗压强度比NaOH高约20MPa，并且其28d硬化浆体总孔隙率仅为2.65%，有利于提高其耐久性能。     

碱磷渣-绿色胶凝材料干缩性的研究

本文主要以工业废渣—磷渣（钢渣作为细集料）为主要原料,通过球磨机将磷渣细磨至一定细度作为胶凝材料原料粉,添加固体或液状化学激发剂而制备出的一类绿色胶凝材料。针对此类胶凝材料干缩率较大的缺点,通过掺加自制的膨胀剂AG、SG、CaO等有效地降低了碱磷渣胶凝材料的干缩性; 另外,随着MgO系膨胀剂掺量的增加,有一定的补偿干缩效果,但其补偿干缩效果相对于钙矾石系的膨胀剂较差; 减缩剂-A对于碱磷渣胶凝材料的干缩有一定的效果,但相对于钙矾石系的膨胀剂产生的补偿效果较差。     

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。     

复合化学激发磷渣基胶凝材料性能及微观结构分析

以磷渣(PS)为主要原料,配合矿渣(BFS)和氢氧化钙(LM)制备磷渣基胶凝材料。在m(PS)∶m(BFS)∶m(LM)=70∶20∶4的条件下,采用正交实验研究复合化学激发剂(CA)复合配比对磷渣基胶凝材料力学性能的影响,同时采用XRD、SEM/EDS和TG/DTG等手段分析材料的物相组成及微观形貌。正交实验结果表明,CA对材料力学性能影响的强弱顺序为:水玻璃> Na₂SO₄> NaCl> NaOH,最佳质量分数配比为0. 15%Na OH、0. 2%Na Cl、0. 5%Na₂SO₄、0. 3%水玻璃;该配比下材料抗压强度达最大值为66. 9 MPa,与未添加CA的空白样相比强度增长50%以上。XRD、SEM/EDS和TG/DTG分析表明,磷渣基胶凝材料主要水化产物为C—S—H和C—A—S—H,添加CA可提高体系水化反应程度及增加C—S—H和C—A—S—H生成量,进而提高材料强度。     

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。     

碱激发镁渣胶凝材料的研究

通过改变碱掺量,碱激发剂种类,水玻璃的模数,研究了碱激发剂对镁渣复合胶凝材料性能的影响。表明加入一定的激发剂能显著提高了镁渣的活性,也提高了镁渣胶凝材料的性能;凝结时间随着碱掺量增加而变短,水玻璃的激发效果要优于KOH,NaOH;模数为1.2水玻璃在掺量为10%的激发作用最好,胶凝材料力学性能也最强。     

水泥-矿渣复合胶凝材料硬化浆体的微观结构

利用压汞法、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了两种不同养护条件下水泥-矿渣复合胶凝材料硬化浆体的微观结构.结果表明:常温养护3d龄期时,随着矿渣的掺入和掺量的增加,硬化浆体的孔隙率越大,大孔含量越多;硬化浆体微观形貌显示,掺矿渣试样的反应程度比纯水泥试样更低,密实程度较差.水化后期,复合胶凝材料的水化程度虽然比纯水泥试样低,但复合试样的孔隙率更低,孔径细化.纯水泥试样中水化硅酸钙(C-S-H)凝胶的微观形貌呈单向分布的纤维状,而复合胶凝材料试样中矿渣反应生成的C-S-H凝胶呈三维分布的箔片状,能更有效的隔断和填充连通的孔隙.在高温养护条件下,掺矿渣复合胶凝材料硬化浆体早期和后期孔隙率均较低,高温激发了矿渣早期的活性.     

碱激发磷渣地聚物复合胶凝材料的制备及其力学性能研究

以磷渣为原料,通过改变磷渣粉磨时间以及碱激发剂掺入量的方式,在蒸汽养护条件下,能够制备出具有较好力学性能的磷渣地聚合物胶凝材料.实验结果表明,碱激发剂为4.2%时,所制备的胶凝材料的力学性能最优,强度能够达到50 MPa;粒度和SEM分析表明,随着磷渣粉的细度提高,材料的力学性能得到进一步改善.玻璃电极法和XRD分析表明,随着体系碱性的增强,磷渣粉的活性不断增大、水化反应更充分,致使非结晶体的水化物转化为稳定的水化硅酸钙以及碱金属水化铝硅盐,从而形成力学性能优良的地聚复合胶凝材料.     

高镁镍渣-磷石膏基复合胶凝材料的制备与性能评价

采用机械研磨的方式将高镁镍渣（HMNS）和磷石膏（PG）筛分至不同粒度,评价了掺不同粒度高镁镍渣和磷石膏复合胶凝材料的力学性能,并对强度形成机制进行了分析。评价了各种配比下浆体的抗压强度和体积稳定性,并分析了其作用机制。试验表明：以HMNS∶PG∶富钙硅质材料ZL=5.4∶3.6∶1配比制得试样的28 d抗压强度为4.43 MPa;室温环境下养护56 d,SP6线性收缩为1.02×10-3 mm/mm,体积稳定性优良;水化产物Ca(OH)2更少,Ca（OH）2与HMNS-PG体系反应生成了CSH凝胶和AFt,结构更为稳定。     

矿渣、粉煤灰和硅灰对硬化水泥浆体孔隙率的影响

本文用3种不同的试样制备方法和3种测孔方法分别测定了加矿渣、粉煤灰和硅灰等掺合料的硬化水泥浆体孔隙率。结果表明,试样制备方法和孔隙率测定方法一样,都会影响孔隙率的测定结果,掺加掺合料以后,这种影响更为显著。     

碱–磷渣–粉煤灰混凝土力学性能和耐久性(英文)

研究了用碱激发磷渣_粉煤灰胶凝材料(atkali activated phosphor slag fly ash cement,AAPFC)制各的混凝土的力学性能和耐久性,并用扫描电子显微镜观察了形成的水泥石与骨料的界面结构.结果表明:相对于硅酸盐水泥混凝土,AAPFC混凝土具有强度高,弹性模量较低的特点;其抗冻性和抗氯离子渗透性显著优于硅酸盐水泥混凝土,但抗碳化性不及后者.硅酸盐水泥混凝土中水泥石与骨料界面上存在大量定向排列的Ca(OH)2,造成弱结合,而AAPFC混凝土中水泥石与骨料问结合紧密.     

矿渣-粉煤灰混合材料水化产物、微观结构和性能

用X射线衍射仪和扫描电子显微镜等对矿渣、粉煤灰混合材料的水化产物、硬化体微观结构及强度进行了检测和分析,确定了水化产物的组成及微观结构特点,揭示了矿渣粉煤灰材料的水化作用特点及强度特征.结果表明:矿渣在激发剂作用下使玻璃体首先发生表面水解,产生水化反应,进而引发粉煤灰的火山灰作用;混合材料的水化产物组分以水化硅酸钙凝胶为主,硬化体具有与油井水泥相类似的网络状微观结构;随养护时间增长,混合材料后期强度持续增加.     

粉煤灰与水泥浆体间界面的形貌特征

用ＳＥＭ和ＥＤＳ研究了粉煤灰掺入水泥后与水泥浆体间所形成界面的形貌特征，结果表明，在水泥水化初期，粉煤灰表面呈三种状态：（１）被ＣＳＨ单层膜包裹；（２）被ＣＨ－ＣＳＨ双层膜包裹；（３）嵌入块状ＣＨ晶体内，在水泥水化后期，粉煤灰颗粒表面层已完全与水泥水化产物发生反应，且形成若干层反应物，呈致密的粒状或环状凝胶体。     

快硬硫铝酸盐水泥浆体-矾土集料界面的微结构

用XRD层析技术、SEM/EDAX和DTA等手段测定了矾土集料-硬化硫铝酸盐水泥浆体界面区的组成、微结构及形貌,同时用XRD线宽法测定了界面区中AFt晶体尺寸及其分布。研究发现,在矾土界面区中,AFt主要以胶体形态富集,C(?)H_2以晶体形态富集,界面区的厚度为70μm左右。为此,提出了矾土集料界面区微结构的形成机理。     

碱磷渣水泥的力学性能及微观结构

研究了以硅酸钠作为激发剂制备的碱磷渣水泥的特点及硅酸钠的模数、掺量和磷渣的比表面积对碱磷渣水泥性能的影响.结果表明:硅酸钠模数为1.2～1.5时碱磷渣水泥的抗压强度最高,并且其抗压强度随着硅酸钠掺量和磷渣比表面积的增加而增大,其后期强度稳定增长.碱磷渣水泥的主要水化产物是水化硅酸钙、方沸石、水化硅铝酸钙.     

水泥和粉煤灰及其硬化体中Cr(Ⅵ)的溶出行为

调查分析了我国部分地区水泥、水泥熟料和粉煤灰,发现这些材料中均含有一定数量的可溶性六价铬离子Cr(Ⅵ).研究了水泥、粉煤灰硬化体中Cr(Ⅵ)在标准溶出实验条件、酸性环境中以及碳化后的溶出行为,探讨了硬化体中Cr(Ⅵ)的溶出机理.结果表明:水泥水化产物对Cr(Ⅵ)具有很好的固化作用,但样品在受到碳化影响或在酸性环境条件下,Cr(Ⅵ)溶出量将明显增多.自水泥、粉煤灰硬化体中溶出的Cr(Ⅵ),除部分来自于孔溶液外,主要来自于硬化体本身各组分的溶出.     

混合材料微粉对水泥砂浆性能的影响

用不同掺量的矿渣粉及粉煤灰对水泥砂浆流动性和抗压强度进行了试验研究。结果表明：矿渣粉和粉煤灰都可以提高砂浆的流动性,它们对水泥砂浆的流动度及抗压强度的影响与水泥品种及砂浆配合比有关。     

高贝利特水泥熟料出窑颗粒度、显微结构组成和水泥性能关系的研究

通过XRD，EDS和岩相等分析，研究了工业化高贝利特硅酸盐水泥熟料的出窑颗粒度（结粒），组成，显微结构及物理性能之间的关系及作用机理。分析表明，结粒越大，熟料的C3S含量越高；在致密度相近的条件下，当结粒大于5mm，结粒越小，出窑熟料冷却载快，α'-C2S形成数量越多，主导矿物B矿的显微结构和对应水泥的性能越好。试验表明：当熟料结粒尺寸在5－15mm时，高贝得特水泥的强度性能最好，此时B矿呈细交叉双晶条纹结构，固溶的杂质离子数量最多；对于结粒相近的熟料，疏松熟料的C3S较致密熟料低，而且一般不出现α'-C2S，在结粒较大时，还会出现少量γ－C2S，因此对应水泥的性能低于致高密高贝利特熟料制成的水泥。