钢渣-硅灰复合矿物掺合料对混凝土性能的影响

为了提高钢渣作为矿物掺合料在混凝土中的利用率,该文探索了在钢渣中掺入少量硅灰对钢渣性能的改善效果。将钢渣-硅灰复合矿物掺合料混凝土的抗压强度和氯离子渗透性与纯水泥混凝土、钢渣混凝土和矿渣(GGBS)混凝土进行了对比。研究结果表明:在高水胶比(水与胶凝材料质量比)的情况下,复合矿物掺合料混凝土的抗压强度高于钢渣混凝土,但低于矿渣混凝土和纯水泥混凝土;复合矿物掺合料混凝土能够获得理想的渗透性,但复合矿物掺合料对降低混凝土渗透性的能力不及矿渣。在低水胶比的情况下,硅灰的质量分数较低时(4%或7%),复合矿物掺合料混凝土的抗压强度接近矿渣混凝土;硅灰的质量分数较高时(15%),复合矿物掺合料混凝土的抗压强度超过矿渣混凝土。硅灰对钢渣性能的改善效果在混凝土的长龄期时更加明显。     

大掺量冶金渣制备高强度人工鱼礁混凝土的试验研究

通过正交试验研究了用作制备高强度人工鱼礁的钢渣--矿渣--熟料--石膏体系胶凝材料的强度.净浆正交试验表明:钢渣∶矿渣的复合比为5∶3,并与10%的水泥熟料和10%的脱硫石膏复合的胶凝材料具有较高的强度.以优化后的胶凝材料代替水泥,并以热闷法稳定化的钢渣颗粒为骨料,可以制备出抗压强度达到50 MPa以上的人工鱼礁混凝土.利用X射线衍射和扫描电镜分析净浆的水化过程,发现体系在早期水化主要生成AFt相和C--S--H凝胶,在后期钢渣和矿渣的火山灰活性反应对强度的增长起主要作用.     

钢渣和矿渣复合掺合料对混凝土力学性能的研究与分析

通过混凝土力学性能试验,研究了钢渣和矿渣以不同的比例代替水泥掺入混凝土中以及将钢渣和矿渣按照不同的比例配置复合掺合料掺入混凝土中对混凝土抗压强度的影响。研究结果表明:钢渣矿渣都能在合理掺量范围内提高混凝土的抗压强度,且复合掺合料中钢渣矿渣的不同比例对混凝土的影响程度较为接近。     

黄麻纤维在水泥基复合材料中分散性的研究

利用新拌料浆法探究黄麻纤维在水泥基复合材料中的分散性.该研究采用分散剂羧甲基纤维素钠(CMC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC),选取分散剂的质量分数为0.1%~0.3%,并且借助于分散系数、变动系数与差异率的计算和纤维的表面基团分析评价了黄麻纤维在水泥基中的分散效果.结果表明掺入分散剂CMC和HPMC后,黄麻纤维的分散性得到明显改善,且CMC质量分数为0.3%或HPMC质量分数为0.1%时,分散效果较好.同时硅烷偶联剂处理后对黄麻纤维的分散效果较好.     

钢渣-水泥稳定碎石性能及环境影响试验

针对钢渣在半刚性基层中的应用,确定钢渣在水泥稳定碎石中的最佳替代量,并对其力学性能、体积稳定性以及环境影响进行评价。采用扫描电镜(SEM)对钢渣表面的微观结构进行检测,X射线荧光法对其化学元素进行测试,火焰原子吸收分光光度计法(FAAS)对其金属成分进行测定;在不同水泥含量(质量分数,3%、4%、5%、6%)的水泥稳定碎石中掺入不同掺量钢渣(体积分数,0%、30%、50%、75%),开展了无侧限抗压强度、无侧限压缩模量、抗折强度、体积稳定性试验,并对不同水泥含量、颗粒粒径和盐度环境下的重金属析出进行了研究。结果表明:钢渣颗粒具有较好的工程力学性能,能一定程度上改善钢渣水泥稳定碎石的强度、刚度和干缩性能;当钢渣掺量为50%时,整体力学性能最佳;通过醋酸处理或加入硅灰可有效防止钢渣的体积膨胀,但硅灰含量不宜超过4.5%;当水泥含量较少、钢渣粒径较小或周围盐度较高时,钢渣中的重金属析出风险更大,建议采用大颗粒钢渣(粒径4.75 mm)和较高的水泥含量,以降低环境污染风险;在沿海地区,钢渣可能暴露在盐水环境中,应多加关注。通过在生产和应用过程中采取适当的控制措施,钢渣可以作为一种有效的替代骨料,在水泥稳定基层中具有良好的应用前景。     

纳米CaCO3对水泥基材料性能与结构的影响及机理

采用超声波分散方式将纳米CaCO_3掺入水泥基材料,研究了不同掺量纳米CaCO_3对水泥基材料性能与结构的影响,并利用X射线衍射和扫描电镜分析其影响机理.结果表明:掺入纳米CaCO_3后,水泥基材料流动度降低,浆体表观密度增大,抗折和抗压强度提高.纳米CaCO_3掺量为1.5%(质量分数)时,对水泥基材料的力学性能提高最为显著,纳米CaCO_3掺量过多则不利于强度发展.纳米CaCO_3的掺入会加速水泥的水化,早期使水化产物Ca(OH)_2等增加;纳米CaCO_3改善了界面结构和水泥石结构,使水泥基材料的结构变得更加均匀密实.结果显示纳米CaCO_3掺入后对水泥基材料的力学性能与结构有利.     

低掺量粉煤灰基地聚物胶凝材料性能试验研究

为了研究粉煤灰基地聚物胶凝材料的组成对其性能的影响,对C类粉煤灰分别掺入少量（质量分数小于17%）偏高岭土和矿渣粉后,进行了两种地聚物胶砂试块的力学性能试验研究,并与相同配比、相同制作养护条件下的普通硅酸盐水泥胶砂试块进行了比较.试验结果表明：纯粉煤灰（C类）地聚物胶凝材料强度低于P.O 42.5水泥;当外掺料质量分数大于17%时,粉煤灰基地聚物胶凝材料强度超过同龄期（14 d）的水泥;掺入矿渣粉的粉煤灰基地聚物抗压强度高于掺入等量偏高岭土的粉煤灰基地聚物.     

矿渣和层硅-Na_2SO_4复合激发剂对磷渣水泥力学性能的影响

分别研究矿渣和层硅-Na2SO4复合激发剂对磷渣水泥力学性能的影响,用扫描电镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)等方法对磷渣及磷渣水泥性能进行表征.结果表明:矿渣以不同比例掺入磷渣水泥体系中可以一定程度提高磷渣水泥强度,且在磷渣掺量较大的情况下,这种矿渣增长效应更加显著,平均增长率可超过15%.在磷渣水泥体系中掺入适量的层硅-Na2SO4复合激发剂,在高磷渣掺量(60%)条件下,28 d抗压强度提高了5.6 MPa.     

钢渣粉的胶凝性及其对水泥力学性能的影响

钢渣粉作为辅助胶凝材料用于水泥混凝土领域中的潜力很大,研究了钢渣粉自身的胶凝性及其粒径大小、掺入量对钢渣-水泥复合胶凝材料力学性能的影响。结果表明:钢渣粉的浆体强度和水化程度随其粒径减小而显著提高(28 d抗压强度4.0提高到21.5 MPa,Ca(OH)2含量从3.49%提高到5.48%,非蒸发水含量从4.8%提高到10.71%)。含30wt%钢渣粉的复合水泥3 d净浆和胶砂强度均表现出随微粉粒径的减小先增大,后降低(SC-40为拐点),而7 d、28 d强度随微粉粒径的减小而不断增大。钢渣粉的掺量对水泥浆体强度和水化程度的影响显著,水泥各龄期强度和水化程度均随钢渣粉掺量的增加而逐渐降低,且各龄期强度与钢渣粉含量均符合多项式函数关系。     

钢渣作为混合材在复合水泥中的应用

对钢渣作为一种混合材在复合水泥中的综合利用进行了研究,并通过X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、水化热测试、孔结构测试等现代物相检测手段,揭示钢渣复合水泥微观结构与宏观性能之间的内在联系。结果表明:钢渣能显著降低水泥的水化热,降低水泥的标准稠度用水量;钢渣水泥浆体线膨胀率很小,均没有超过0.1%,体积稳定性良好;一定掺量混合材能有效降低浆体孔隙率,改善孔径分布,提高浆体致密度;复合掺加20%钢渣、10%粉煤灰时,水泥的28 d抗折、抗压强度分别达到了8.3、48.9 MPa;钢渣和粉煤灰复合掺加有利于水泥强度发展。     

钢渣-矿渣-脱硫石膏复合胶凝材料的制备及水化机理

加速钢渣水化过程、胶凝活性激发对钢渣综合利用率的提高有重要意义。以矿渣和脱硫石膏为复合激发剂,基于交叉试验的设计方法,对复合胶凝材料的组成进行了优化,分析了复合胶凝材料的综合性能,采用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、扫描电子显微镜(scanning electronic microscopy, SEM)、傅里叶变换红外光谱(Flourier transform-infrared spectroscopy, FT-IR)等测试方法表征了复合胶凝材料的组成及结构,并以此揭示复合胶凝材料协同优化的机理。复合胶凝材料配合比的交叉试验结果表明：钢渣30%、矿渣60%、脱硫石膏10%,水灰比为0.5,28 d抗压强度为40.4 MPa,其他各项性能指标满足GB/T1346—2011要求。通过多项测试手段可以判断出,矿渣在脱硫石膏的激发作用下不断水解,缩短了水化诱导前期和延长了诱导期,提升早期水化反应程度,释放大量热量,生成了generates ettringite (AFt)和C—S—H凝胶。而浆体的pH值上升,促进钢渣水化反应,加速了浆体由液相反应转为固相反应,证明了...     

复合激发剂对铜炉渣活性影响及充填材料制备

为了实现铜炉渣的废物利用,以碱激发方式为主研究铜炉渣制备矿用胶凝材料的可能性.选取生石灰、NaOH和早强剂组成的混合物作为复合激发剂,开展铜炉渣活性激发和充填材料制备试验,并采用X射线衍射和扫描电子显微镜对铜炉渣水化产物进行分析.试验结果表明,各激发剂对铜炉渣活性的影响顺序依次为生石灰>早强剂>NaOH,在复合激发剂的作用下炉渣净浆试样的7和28 d强度分别可以达到1.5和3.0 MPa以上.铜炉渣尾砂充填料28 d强度为1.0 MPa,流动性良好,满足充填材料要求.铜炉渣早期水化产物主要有片状的Ca(OH)2和C-S-H凝胶,随着养护时间的增加,C-S-H凝胶Ca/Si比不断减小,水化产物结构更加致密.养护时间至28 d时,铜炉渣中活性成分基本反应完全.     

一种自修复固化土的抗拉强度试验

固化土在道路工程上运用广泛,其抗压强度高但抗拉强度低,且易产生干缩裂缝导致强度降低.介绍一种具有强度自修复功能的固化剂,并对其开展抗拉(劈裂)强度试验研究.通过室内试验及电镜扫描试验发现,相较于传统的水泥固化土,添加自修复固化剂后,劈裂强度和水稳定性显著提升.养护3d和7d后破坏,水泥土和自修复固化土均具备一定的劈裂强度自修复能力,养护14 d后破坏,自修复效果大部分来源于自修复固化剂,且自修复强度随自修复固化剂掺量的增加而增加.水泥水化反应生成水化硅酸钙胶体(C-S-H),自修复固化剂中的水性聚合物经固化形成均匀的分子网络结构,两者相互搭接,形成了强度更高、孔隙率更小的交互空间结构.     

硫酸亚铁-碱性工业废渣胶凝材料固化/稳定Cr(Ⅵ)污染土的工程强度特性

以室内制备的Cr(VI)污染土为研究对象,以硫酸亚铁(FeSO4)为解毒剂,以碱性工业废渣胶凝材料(简称GFC)为固化剂,研究了GFC-FeSO4配比和养护龄期两种参数作用下修复后工程强度特性,并分析了修复后污染土Cr(VI)残留值和矿物成分的变化。结果表明：GFC-FeSO4在Cr(VI)污染土修复领域具有极高的应用前景,GFC-FeSO4既可有效降低污染土Cr(VI)残留值,又可使Cr(VI)污染土达到满足二次利用所需的强度特性。当养护龄期为28 d时,GFC-FeSO4配比为15 %/5 %时,修复后Cr(VI)污染土的工程强度高于我国主干路基层填料强度限值(4.0 MPa),且Cr(VI)残留值低于建设用地土壤(Ⅰ类)筛选值(3.0 mg/kg)。修复后Cr(VI)污染土的变形模量随工程强度的变化呈线性函数变化。GFC-FeSO4修复Cr(VI)污染土机理为生成了CrxFe1-x(OH)3、AFt、C-S-H和C-A-S-H等沉淀。     

Cemented backfilling performance of yellow phosphorus slag

The experiments on the cemented backfilling performance of yellow phosphorus slag, including physical-mechanical properties, chemical compositions, optimized proportion, and cementation mechanisms, were carried out to make good use of yellow phosphorus slag as well as tackle with environment problems, safety problems, geological hazards, and high-cost issues during mining in Kaiyang Phosphorus Mine Group, Guizhou. The results show that yellow phosphorus slag can be used as the cement substitute for potential coagulation property. Quicklime, hydrated lime, and other alkaline substances can eliminate the high residual phosphorus to improve the initial strength of backfilling body. The recommended proportions (mass ratio) are 1:1 (yellow phosphorus slag:phosphorous gypsum), 1:4:10 (Portland cement: yellow phosphorus slag:phosphorous gypsum), and 1:4:10 (ultrafine powder:yellow phosphorus slag:phosphorous gypsum) with 5wt% of hydrated lime addition, 60wt% of solid materials, no fly ash addition, and good rheological properties. The hydration reaction involves hydration stage, solidifying stage, and strength stage with Ca(OH)2 as the activating agent. The reaction rates of yellow phosphorus slag, Portland cement, and ultrafine powder hydration with the increase of microstructure stability and initial strength.     

工业固废-水泥协同固化工程弃土配比优选

为了推进工业固废资源化,同时有效提高工程弃土的利用率。选用高炉矿渣、钢渣、磷石膏3种常见的工业固废协同水泥,复配聚羧酸减水剂,对工程弃土进行固化处理。通过D-最优混料试验,确定固化剂的最优配合比为高炉矿渣：钢渣∶磷石膏∶水泥∶聚羧酸=59.9∶5∶20∶15∶0.1,在该配方下固化土的7 d无侧限抗压强度达到了5 583 kPa。利用X射线衍射(diffraction of X-rays, XRD)试验和扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)试验对新型固化剂固化土的微观结构进行分析,结果发现固化土中生成大量的丝状物、针状物和絮状物,使孔隙减小,土体结构更加紧密。该研究成果不仅可为工业固废和工程弃土资源化处理提供参考,同时也为工程弃土二次利用提供一定的理论指导,具有较好的工程适用性。     

碱-矿渣水泥浆体的碳化过程研究

针对碱-矿渣水泥水化产物中不存在Ca(OH)2且碳化比较严重的现象,选择水玻璃和NaOH作碱组分,采用X-射线衍射仪和可变真空扫描电子电镜研究了碱-矿渣水泥浆体的碳化产物和微观形貌,结合氮吸附方法分析了碳化对碱-矿渣水泥浆体孔结构的影响.结果表明:碱-矿渣水泥浆体的碳化是CO2直接和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶发生作用的结果,碳化后生成的碳酸钙主要以方解石的形式存在;碳化后,C-S-H凝胶的Ca与Si原子比降低,浆体的比表面积增大,平均孔径降低,而累积孔体积的变化情况和碱组分有关.     

基于HYMOSTRUC3D的固井水泥石孔隙结构演变及力学强度发展规律

固井水泥石微结构发育规律是固井工艺设计和固井质量评价的重要参考依据.以HYMOSTRUC3D软件为基础,建立了水泥水化模型,获取了CH[CH表示Ca(OH)2晶体]含量和抗压强度,并对实验结果进行了对比,模拟结果与实验结果的偏差基本都在10％以内.然后,基于水泥水化模型获取了不同水灰比(W/C,W/C=0.4、0.44、0.5、0.6、0.8、1.0、2.0)和水化龄期对固井水泥浆水化过程中C3S(3CaO·SiO2),C2S(2CaO·SiO2),C3A(3CaO·Al2O2),C4AF(4CaO·Al2O3·Fe2O3),C-S-H(Ca5Si6O16(OH)·4H2O)CH、孔隙率、孔径分布、抗压强度和三维结构等的影响.同时,采用Ryshkewitch方程、Schiller方程和二次线性方程重点讨论了抗压强度与孔隙率的关系.结果表明:在水泥水化过程中,随水化反应的进行,水泥石孔隙率逐渐减小,抗压强度增大;随水灰比增大,粗孔含量增加,细孔占比减小,孔隙率增大,孔径分布变宽,抗压强度减小.采用Ryshkewitch方程、Schiller方程和二次线性方程拟合抗压强度与总孔隙率和毛细孔隙率的相关系数都达到0.92以上,分别为0.96、0.92、0.95和0.98、0.97、0.98;毛细孔隙率是固井水泥石强度发展的主要影响因素.     

镍渣基矿井充填用胶凝材料的制备

以提高矿业固体废弃物综合利用水平,降低矿山充填采矿成本为目的,本文开展了利用水淬镍渣制备矿山井下充填用胶凝材料的研究。分别采用机械活化和化学活化的方法,对水淬镍渣进行了提高其胶凝性能的探讨。以井下充填体的强度指标为评价标准,分析了磨矿细度和激发剂对水淬镍渣活性的激发程度和胶凝性能的影响,对水淬镍渣的化学活化机理进行了分析。研究结果表明,以活化处理的水淬镍渣为主要原料(占原料总量的85%)制备的胶结剂,可以作为水泥的替代品用于矿井充填料的生产。     

复掺不锈钢渣尾泥-矿渣对水泥水化性能的影响

探究不锈钢渣尾泥-矿渣对水泥水化性能的影响,既可解决废渣利用率低且污染环境问题,又能促进建材行业向绿色发展.首先研究了3种原材料的矿物组成和粒度组成,再将两种废渣复掺到水泥熟料中,发现当不锈钢渣尾泥掺量在10％ ～20％,矿渣掺量在10％ ～30％,两者任比例复掺到水泥熟料中,28 d抗压强度均超过了42.5 MPa.综合热分析定量发现两种废渣能相互激发活性,早期水化反应不明显,后期逐渐增强.微观分析发现试样水化产物主要是未水化的C2 S、C3 S和Ca(OH)2,少量的C-S-H凝胶和AFt晶体,并且后期Ca(OH)2的含量是影响强度的主要因素.