利用钢渣和粉煤灰制备常温养护土聚水泥的实验研究

以钢渣为主料和辅料制备了常温养护的土聚水泥,讨论了养护条件和钢渣掺量对粉煤灰基土聚水泥抗压强度的影响.研究表明:用钢渣制备的土聚水泥有凝结速度快,养护温度低的特点.对于掺人钢渣的粉煤灰基土聚水泥,由于碱性激发剂在水中会稀释流失,常温保湿是较泡水更好的养护方法.钢渣含量增加,粉煤灰基土聚水泥的早期强度增大,但28 d强度减小.粉煤灰中钢渣含量为10%时,常温养护土聚水泥强度超过34.14 MPa.     

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。     

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)。     

脱硫石膏钢渣无熟料水泥对软土固化效果的研究

利用脱硫石膏钢渣无熟料水泥固化软土,既可以充分利用工业废渣,又能减少水泥的用量,保护自然资源.通过研究在不同掺入比和不同龄期时固化土的无侧限抗压强度,分析了掺入比、龄期对固化土强度的影响.试验结果表明,脱硫石膏无熟料水泥固化早期强度较低,与水泥相比不同掺入比时随龄期的增长固化强度变化较大.当脱硫石膏钢渣无熟料水泥的掺入比较水泥的掺入比大5％时,在龄期达到28 d以后,其固化强度与水泥土的固化强度相当.     

掺粉煤灰对不同水泥品种钢渣混凝土基本力学性能试验研究

通过粉煤灰替代部分普通硅酸盐水泥和高抗硫水泥的试验,结果得出两种水泥配制钢渣混凝土抗压、抗折强度均随着粉煤灰掺量的增加呈递减趋势;但是当粉煤灰掺量一定时,两种水泥品种配制钢渣混凝土都表现出抗折、抗压强度随着龄期的增长而提高。在粉煤灰掺量相同情况下,两种水泥品种钢渣混凝土相同龄期的抗压强度均表现普通硅酸盐水泥钢渣混凝土高于高抗硫水泥钢渣混凝土;其抗折强度则大多表现出高抗硫水泥钢渣混凝土比普通硅酸盐水泥钢渣混凝土的高。     

钙对粉煤灰基土聚水泥性能的影响研究

采用正交试验优化设计制备了粉煤灰基土聚水泥,并进一步研究了钙对粉煤灰基土聚水泥性能的影响。研究表明：硅铝比是影响粉煤灰基土聚水泥强度发展的重要因素,碱铝比次之,水碱比最小;土聚水泥的最佳配比为硅铝比4.6,碱铝比0.8-1.1,水碱比6.0-7.2;不同种类以及掺量的钙质组分对土聚水泥的强度发展影响很大,体系中的钙应控制在适宜范围。     

无熟料胶凝材料胶砂与混凝土性能的试验研究

以矿渣、粉煤灰、钢渣、铁尾矿微粉、熟石灰、脱硫石膏等为原材料研究无熟料胶凝材料的制备及其胶砂、混凝土性能。结果表明：无熟料胶凝材料标准稠度用水量在28.5%～30.5%之间,初凝时间均大于150 min,终凝时间在200～460 min之间;不掺加水泥的无熟料胶凝材料,早期钢渣含量较高的通用胶砂抗压强度较高,其专用胶砂抗压强度也较高且56 d时可达50 MPa;掺入不超过胶凝材料5%的P·Ⅰ型硅酸盐水泥的无熟料胶凝材料,钢渣含量较低、石膏含量较高的通用和专用胶砂抗压强度都相对较高,较优组别专用胶砂抗压强度28 d可达35 MPa, 56 d达到45 MPa;选用胶砂强度较优的胶凝材料配比进行混凝土试验,无熟料胶凝材料混凝土工作性能良好,28 d抗压强度满足C20～C25混凝土强度要求,56 d满足C25～C30混凝土强度要求。     

钢渣-粉煤灰复合胶凝材料的试验研究

以钢渣、粉煤灰等固体废物,掺加少量的普通硅酸盐水泥、脱硫石膏,辅以适量化学激发剂,研制开发新型复合胶凝材料。试验表明,少量水泥能够有效地激发出钢渣-粉煤灰体系潜在的活性,单掺水泥的钢渣-粉煤灰体系最优配比为:钢渣/粉煤灰=6:4,水泥掺量为15%;对于复掺水泥和脱硫石膏的钢渣-粉煤灰体系来说,最优配比为钢渣/粉煤灰=6:4,水泥掺量为15%,脱硫石膏掺量为10%。合适的化学激发剂可以较好地提高复合胶凝材料的性能,复合胶凝材料在自然养护的条件下比标准养护条件下强度增长更快。     

复合碱激发剂协同处理高钙粉煤灰研制土聚水泥

采用复合碱激发剂协同处理高钙粉煤灰研制土聚水泥,试验确定了复合碱激发剂的模数和掺量、养护温度和养护时间,并研究了高钙粉煤灰基土聚水泥的抗压强度、反应产物和微观形貌。试验结果表明:复合碱激发剂适宜的模数为1.5,掺量为Na2O当量10%;适宜养护条件为75℃养护8h,然后在23℃室温养护至所需龄期,其28d抗压强度达63.4MPa;碱激发高钙粉煤灰过程中体系内同时生成土聚水泥凝胶和水化硅酸钙凝胶,并有类沸石矿物生成,反应产物与未反应的粉煤灰颗粒胶结成较为密实的高钙粉煤灰基土聚水泥硬化浆体。     

高标号钢渣矿渣水泥试验研究

实验结果表明,使用外加剂N(或M)可以大幅度提高钢渣矿渣水泥的强度,3d抗压强度可增加5.0MPa, 28 d抗压强度可提高7.0 MPa,同时,硬石膏或烧石膏在促进水泥水化硬化方面要优于二水石膏。并且在钢渣 矿渣总量达70%的情况下,成功制备出42.5等级的优质水泥。     

Microstructural and compositional change of NaOH-activated high calcium fly ash by incorporating Na-aluminate and co-existence of geopolymeric gel and C–S–H(I)

This study explores the reaction products of alkali-activated Class C fly ash-based aluminosilicate samples by means of high-resolution synchrotron X-ray diffraction (HSXRD), scanning electron microscope (SEM), and compressive strength tests to investigate how the readily available aluminum affects the reaction. Class C fly ash-based aluminosilicate raw materials were prepared by incorporating Na-aluminate into the original fly ashes, then alkali-activated by 10 M NaOH solution. Incorporating Na-aluminate reduced the compressive strength of samples, with the reduction magnitude relatively constant regardless of length of curing period. The HSXRD provides evidence of the co-existence of C–S–H with geopolymeric gels and strongly suggests that the C–S–H formed in the current system is C–S–H(I). The back-scattered electron images suggest that the C–S–H(I) phase exists as small grains in a finely intermixed form with geopolymeric gels. Despite providing extra source of aluminum, adding Na-aluminate to the mixes did not decrease the Si/Al ratio of the geopolymeric gel.     

粉煤灰基地聚物的性能影响因素及其凝胶产物研究进展

粉煤灰基地聚物材料因绿色、低碳等优点受到建材行业关注。本文基于地聚物的形成及优势,分析了粉煤灰作为硅铝基材的优点,着重阐述了激发剂离子、养护方式和钙组分对粉煤灰基地聚物材料性能的影响,综述了粉煤灰基地聚物材料的凝胶产物变化及其反应机理研究进展。目前含钙固废作为添加物逐渐应用于改性粉煤灰基地聚物中,因此明确凝胶产物组成和反应机理将为粉煤灰基地聚物材料性能优化提供理论指导。     

Waste stabilization/solidification of an electric arc furnace dust using fly ash-based geopolymers

The stabilization/solidification (S/S) of a carbon steel electric arc furnace (EAF) dust containing hazardous metals such as Pb, Cd, Cr or Zn using geopolymerization technology is described in this paper. Different reagents such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium silicate, potassium silicate, kaolinite, metakaolinite and blast furnace slag have been used. Mixtures of EAF waste with these geopolymeric materials and class F fly ash have been processed for studying the potential of geopolymers as waste immobilizing agents. Compressive strength tests and leaching tests for determining the efficiency of heavy metal immobilisation have been carried out. Comparison of fly ash-based geopolymer systems with classic Portland cement stabilization methods has also been accomplished. Compressive strength values far better than those achieved by hydraulic S/S methods were easily obtained by geopolymer solids at 28 days. Regarding leachability, the geopolymer S/S solids also manifested in general a better behaviour, showing very promising results.     

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.     

海工水泥原料组成的优化试验研究*

根据国家标准对海工水泥原材料组成的要求,本文以粉煤灰、矿粉、硅灰为混合材与硅酸盐水泥熟料、石膏复合,通过水泥砂浆物理性能试验、抗渗性能试验、抗硫酸盐侵蚀试验和混凝土氯离子扩散系数试验,优化、确定了海工水泥合理的原材料组成范围。试验结果表明,当熟料掺量≥33%,硅灰掺量≤3%时,所制备的海工水泥的力学性能满足国家标准42.5级海工水泥的要求;以33%的熟料、7%的石膏、17%的粉煤灰、40%的矿粉和3%的硅灰制备的海工水泥具有较好的早期、后期强度和良好的耐久性能。XRD和SEM分析结果表明,与普通硅酸盐水泥相比,海工水泥水化体系中AFt含量多,可提高水泥石的致密度,减小孔隙率,使水泥硬化体具有优异的力学性能和耐久性能。     

利用工业废渣制备复合水泥的研究

采用分别粉磨再混合的方式,利用正交试验方法,研究了熟料、矿渣及粉煤灰的不同细度组合对复合硅酸盐水泥物理性能的影响。结果表明,熟料细度是影响复合水泥3d强度的决定因素;影响水泥28d强度的主次因素依次为:矿渣细度、熟料细度、粉煤灰细度。得到了复合水泥3种主要组分的细度最佳控制参数为:熟料420m2/kg,矿渣500m2/kg,粉煤灰400m2/kg。并对复合水泥水化各龄期的试样进行了SEM分析。     

粉煤灰基地聚混凝土性能的研究

通过正交试验,以原状低钙粉煤灰为原料,在碱性激发剂作用下,制备了地聚混凝土.探讨了碱激发剂种类、粉煤灰细度,以及养护制度等因素对制备地聚混凝土的影响.