从粉煤灰中制备聚硅酸铝铁絮凝剂及应用研究

以粉煤灰、废钢渣为原料制备了高效絮凝剂———聚硅酸铝铁,确定了制备PAC的最佳反应条件,并对其进行了处理废水实验。结果表明,由粉煤灰为原料制得的产品聚硅酸铝铁(PAFSi)比聚合硫酸铁(PFS)处理废水效果更佳。     

钢渣和石灰改良膨胀土的工程特性研究

在天然膨胀土中添加钢渣和石灰以改良工程性质。对改良后膨胀土进行界限含水率、压实性、膨胀性以及承载比试验,研究钢渣和石灰作为添加剂对膨胀土工程特性的影响。结果表明,随着钢渣/石灰掺量的增加,液限、塑限等界限含水率降低,最优含水率下降而最大干密度增加;掺钢渣和石灰后,改良土的膨胀性能显著降低,承载比明显增加。相同条件下,钢渣对膨胀土工程特性的改良作用优于石灰,而两者结合使用时效果更佳。这是由于钢渣除了与膨胀土发生离子交换,产生絮凝作用外,还可生产C-S-H等胶凝物质,加入石灰可以激发钢渣胶凝物质的反应。     

AC-13级配钢渣沥青混合料粘弹塑本构模型研究

为了研究钢渣沥青混合料非线性粘弹塑性变形特性,提出Schapery模型与改进Swchartz模型组合的积分型粘弹塑本构模型。采用钢渣替换AC-13级配中粒径2.36 mm以上的石灰石粗骨料,制作得到钢渣沥青混合料试件。设计并开展一系列的单轴压缩蠕变实验,通过应力递增蠕变回复实验,获得不同应力条件下材料的弹性、粘弹性应变和粘塑性应变,进而拟合确定本构模型参数。利用0.4 MPa、1.0 MPa下的蠕变回复实验验证模型有效性。结果表明,模型不仅能准确刻画钢渣沥青混合料蠕变过程中的弹性、粘弹性与粘塑性变形,还可用于预测不同应力水平下钢渣沥青混合料蠕变变形规律。     

钢渣热焖工艺及其对水泥性能的影响

本文研究了不同的热焖压力和时间对钢渣活性的影响和钢渣的不同掺量对水泥性能的影响.热焖工艺主要改善的是钢渣的膨胀性,熟料的7 d膨胀率为0.034％,未热焖的钢渣掺入15％和35％时膨胀率分别增加155.9％和311.8％,而1 MPa 1 h热焖后,相比于未热焖的情况,钢渣掺入15％和35％时分别降低77.0％、89.3％,钢渣掺量25％时,其3 d、7 d、28 d 抗压强度分别增加8. 0 MPa、3.6 MPa、2.7 Mpa,分别提高21.1％ 、11. 3％ 、6. 1％.     

激发剂对钢渣碳化率的影响研究

钢渣的低活性制约了其有效利用,在钢渣粉中分别掺入磷石膏、Na2CO3和Na2SO4作为激发剂,分别制成试块后测试其抗压强度,并利用XRD、综合热分析进行分析,讨论激发剂种类及其掺量对钢渣碳化的影响。研究结果表明:磷石膏的内掺掺量为2.5%时,可提升钢渣碳化率,其钢渣粉碳化固结体试件强度最大,且每公斤钢渣混合料(磷石膏掺量为2.5%)在经过碳化反应后可碳化并储存155 g的CO2。Na2CO3掺入量为1%时,其钢渣粉净浆试块在碳化后强度达到最大值65.7 MPa,其强度提升了58.7%。Na2SO4掺入量为1%时,试件强度为60.3MPa,其强度提升了45.7%。     

钢渣复合取代矿粉、砂和石用作混凝土掺合料与骨料及其性能分析

用风淬渣粉取代矿粉、电炉渣砂取代混合砂、电炉渣石取代碎石制备混凝土,分析了混凝土的内照射指数、外照射指数、f-CaO含量、沸煮膨胀值、比表面积、密度、含水率、容重、含泥量、泥块含量、坍落度、抗压强度及其化学组成、矿物组成与微观形貌,研究了钢渣的安全性与稳定性及风淬渣粉取代矿粉、电炉渣砂取代混合砂、电炉渣石取代碎石与钢渣复合取代矿粉、砂和石对混凝土性能的影响。结果表明,风淬渣粉、电炉渣砂和电炉渣石的安全性与稳定性满足国标要求,可用于混凝土。当风淬渣粉取代20wt%矿粉、电炉渣砂取代10wt%混合砂和电炉渣石取代20wt%碎石时,混凝土的性能最优。钢渣复合取代矿粉、砂和石的比例合适,可改善混凝土的界面结构密实度,尤其能提高混凝土养护后期的强度。     

转炉钢渣的组成、矿物形貌及胶凝特性

借助XRD、SEM/EDAX、DTA等测试手段,对硅酸盐矿物含量低的转炉钢渣的组成、矿物形貌及水化产物进行了系统的研究,讨论了这种钢渣的胶凝特性及其应用途径。     

模拟钢渣垂直潜流人工湿地的除磷性能分析

为确定钢渣作为垂直潜流人工湿地基质的可行性,开展了静态吸附和钢渣人工湿地去除生活污水中磷的试验研究。结果表明钢渣对污水中磷的吸附平衡时间较长,吸附速率较快;当温度降低时,钢渣的磷吸附容量对吸附平衡浓度的依赖性也随之降低,最大理论吸附量减少了81.79%,而其吸附强度却有所增加;当处理生活污水时,在0.5 m3/(m2.d)的负荷下对TP的平均去除率达91.90%,吸附方式包括物理吸附和化学吸附;磷的最大解吸量占最大吸附量的0.75%,因而在人工湿地的应用中应注意磷解吸形成的二次污染。     

激发剂对钢渣-矿粉胶凝材料力学性能的影响及机理分析

研究了氢氧化钙、石膏、硫酸钠三种激发剂对钢渣-矿粉胶凝材料力学性能的影响,并结合XRD图谱分析了激发剂对钢渣-矿粉胶凝材料水化产物的影响机理。试验结果表明,三类激发剂中,硫酸钠能更好的激发钢渣-矿粉的活性,当硫酸钠的掺量为1.5%时,3d强度为18.0MPa,7d强度达到22.5MPa,28d强度达到25.8 MPa。XRD分析表明,掺入硫酸钠后,钢渣-矿粉胶凝材料的水化产物主要为C-S-H凝胶、棒柱状AFt晶体及少量的Ca(OH)2晶体,激发剂掺量的不同,水化产物数量不同,合适掺量的激发剂有助于激发体系的水化活性,提高体系的力学性能。     

MnO_(2)掺杂对重构钢渣矿物形成及水化性能影响

针对钢渣胶凝活性低、稳定性差等问题,引入钙、铝等调节组分对钢渣进行重构,并添加不同比例的MnO_(2),利用XRD、EDS、水化热以及活性指数等方法分析,研究MnO_(2)掺杂对重构钢渣矿物形成及力学性能的影响。结果表明:在高温时,掺入MnO_(2)可改善重构钢渣的易烧性,增加掺量效果显著;MnO_(2)的掺入促进了C4AF矿物的形成,降低f-MgO的含量,对C_(2)S的形成影响较小,Mn^(3+)易取代C4AF中的Fe^(3+)形成固溶;MnO_(2)对重构钢渣水化有明显的促进作用,表现为加速期提前,诱导期缩短;胶凝活性指数随着MnO_(2)掺量的增加呈先增大后减小的趋势,当掺量为2.0%时胶凝活性最好,90 d抗压强度为104.95 MPa,活性指数接近100%。