矿渣硫酸盐复合胶凝材料用于土固结的实验研究

为摸索出一种固结土的新方法,以解决目前固结土中存在的部分问题,通过化学分析、无侧限抗压强度、固结土与水泥土及石灰土对比试验和SEM电镜分析试验等一系列实验,研究矿渣硫酸盐复合胶凝材料固结土的反应机理.实验结果表明,此固化剂的掺入,使固结土空隙体积减小,密实度提高,增强了固结土的水稳性,提高了土体的强度,在固结黄土方面具有普遍性,是一种比较理想的土壤固化剂.     

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...     

镍铁合金矿热炉渣辅助胶凝材料的制备与性能

镍铁合金矿热炉渣大量堆存,数量越来越多,已经严重影响镍行业的可持续发展。通过粉磨,镍铁合金矿热炉渣被机械活化,可用其制得辅助胶凝材料,实现了对镍铁合金矿热炉渣的综合利用。用其等质量取代水泥10%～40%,随着掺量增加,水泥标准稠度用水量逐渐降低,胶砂流动度逐渐提高;胶砂抗压强度逐渐降低,抗折强度先增加,掺量超过10%后逐渐降低,折压比逐渐升高。试验结果表明,镍铁合金矿热炉渣可以用作辅助胶凝材料,并具有提高抗折强度、增塑减水等作用。     

水泥-石灰石粉胶凝材料在硫酸盐侵蚀下的破坏机理

采用5%硫酸钠溶液,对水泥-石灰石粉胶砂试件进行长期浸泡腐蚀试验,测试试件强度,并对试件进行XRD分析和SEM观察.研究结果表明:在硫酸盐侵蚀下,试件劣化是因产生石膏而不是钙矾石造成的;侵蚀反应还造成水化产物碳铝酸钙分解,促使试件腐蚀破坏;水泥-石灰石粉胶凝材料的破坏主要是由石青膨胀和水化产物分解共同造成的;在硫酸盐腐蚀环境中,不宜采用石灰石粉作混合材的复合水泥以及用石灰石粉作掺合料的混凝土.     

精炼渣-转炉渣-矿渣-脱硫石膏胶凝材料组成优化及协同作用机理研究

为解决精炼渣大量堆存问题,提高转炉渣大掺量时固废基胶凝材料的强度,对精炼渣、转炉渣、矿渣和脱硫石膏材料组成进行了优化研究.首先,通过正交试验考察精炼渣、转炉渣、矿渣和脱硫石膏对胶凝材料抗压强度的影响,并进行回归分析;然后,建立非线性回归模型,优化胶凝材料配合比;最后,采用XRD,SEM和TG-DSC等表征方法分析精炼渣...     

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。     

Hydration kinetics of cementitious materials composed of red mud and coal gangue

To elucidate the intrinsic reaction mechanism of cementitious materials composed of red mud and coal gangue (RGC), the hydration kinetics of these cementitious materials at 20°C was investigated on the basis of the Krstulovi?–Dabi? model. An isothermal calorimeter was used to characterize the hydration heat evolution. The results show that the hydration of RGC is controlled by the processes of nucleation and crystal growth (NG), interaction at phase boundaries (I), and diffusion (D) in order, and the pozzolanic reactions of slag and compound-activated red mud–coal gangue are mainly controlled by the I process. Slag accelerates the clinker hydration during NG process, whereas the compound-activated red mud–coal gangue retards the hydration of RGC and the time required for I process increases with increasing dosage of red mud–coal gangue in RGC.     

碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的性能研究

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-粉煤灰胶凝材料的性能.结果表明:碱-磷渣-粉煤灰胶凝材料的凝结时间正常,在掺量为0~30%(质量分数)范围内,随着粉煤灰掺量的增加,碱-磷渣-粉煤灰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而抗折强度相对较低;掺加粉煤灰后碱-磷渣胶凝材料的抗压强度降低,但抗折强度提高.碱-磷渣胶凝材料的抗冻性和耐蚀性均优于普通硅酸盐水泥,但其干缩较大,用部分粉煤灰取代磷渣粉可一定程度减小干缩.     

利用烧结脱硫灰-高炉矿渣-水泥熟料制备胶凝材料

为了解决炼铁高炉矿渣、脱硫副产物大量堆积产生的环境问题,实验中利用钢渣、脱硫灰及水泥熟料制备复合胶凝材料.在加水预处理的条件下,随着脱硫灰掺量的增加,胶凝材料的强度呈先增加后变小的趋势,当脱硫灰的氧化温度为550℃、氧化时间为30 min以及掺量为5％时所制得的胶凝材料可获得较好的反应性能.该胶凝材料强度能够达到GB 1344-1999中52.5R水泥强度的要求.     

含硅锰母合金烧结钢机理研究

研究了Ｆｅ－６．５％ＳＭ－０．４％Ｃ合金,在１２００℃,分别保温不同时间的烧结过程,分析了烧结水淬试样的金相组织及合金元素Ｍｎ的吸收电子像,结果表明,随着烧结时间的延长,Ｍｎ元素有良好的扩散均匀性,烧结过程可大致分为固－固两相、固－液两相、瞬时液相和固相烧结。     

早强剂对钢渣胶凝材料早期强度的影响

研究了若干早强剂对新余钢铁公司热闷钢渣早期强度的影响。结果表明:硫酸钠和半水硫酸钙对钢渣有一定激发作用,但28天强度下降明显,甲酸钙、三乙醇胺、醋酸钠和尿素对钢渣几乎没有激发效果,将它们两两复掺后仍然没有激发效果。将半水石膏/亚硝酸钠(1%/0.67%,质量分数,以下同)和尿素(0.22%)复掺后,使钢渣3天强度有一定提高,并且钢渣的28天强度下降幅度比掺半水石膏/亚硝酸钠(1%/0.67%)的钢渣强度要小11%。     

赤泥基似膏体充填材料水化特性研究

以赤泥、煤矸石等工业固废为主要原料制备赤泥基似膏体充填材料,采用X射线衍射分析、傅氏转换红外线光谱分析、热重--示差扫描量热分析和扫描电子显微镜--能谱分析等测试手段研究赤泥基似膏体充填材料的水化特性.结果表明,本试验条件下,赤泥基似膏体充填材料的最优配比为编号E03试验,即胶结料:赤泥:煤矸石:添加剂质量比为1:16:5:11,固相的质量分数为70%,28 d单轴抗压强度为5.49 MPa.赤泥基似膏体充填材料不同龄期的水化产物主要为斜方钙沸石(CaAl2 Si2O8·4H2O)和钙矾石(AFt),随着水化反应的进行,水化产物的数量明显增多,且钙矾石由水化初期的针状逐渐转变为棒状,有助于充填体强度的发展.     

Crystallization characteristics of iron-rich glass ceramics prepared from nickel slag and blast furnace slag

The crystallization process of iron-rich glass-ceramics prepared from the mixture of nickel slag (NS) and blast furnace slag (BFS) with a small amount of quartz sand was investigated. A modified melting method which was more energy-saving than the traditional methods was used to control the crystallization process. The results show that the iron-rich system has much lower melting temperature, glass transition temperature (T_g), and glass crystallization temperature (T_c), which can result in a further energy-saving process. The results also show that the system has a quick but controllable crystallization process with its peak crystallization temperature at 918℃. The crystallization of augite crystals begins from the edge of the sample and invades into the whole sample. The crystallization process can be completed in a few minutes. A distinct boundary between the crystallized part and the non-crystallized part exists during the process. In the non-crystallized part showing a black colour, some sphere-shaped augite crystals already exist in the glass matrix before samples are heated to T_c. In the crystallized part showing a khaki colour, a compact structure is formed by augite crystals.     

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.     

粒度分布对大掺量矿渣、钢渣胶凝体系抗压强度影响的灰色关联分析

为了能够更好地大量利用矿渣、钢渣制备高强建筑材料,实验采用灰色关联分析方法研究了矿渣、钢渣的粒度分布对大掺量矿渣、钢渣胶凝体系抗压强度的影响.矿渣和钢渣掺量分别占胶凝材料总质量的50%和30%,水胶比为0.34.研究表明：粒度小于8.39μm的矿渣、钢渣颗粒对其胶凝体系3 d和28 d抗压强度均起到增强作用,大于8.39μm的矿渣、钢渣颗粒对抗压强度起到削弱作用.为了提高大掺量矿渣、钢渣胶凝体系28d抗压强度,应当主要增加5.03～8.39μm矿渣、钢渣颗粒数量.     

基层用固废基胶凝材料配合比优化设计

为探究采用固体废弃物全部代替水泥用作公路基层胶凝材料的可能性,对不同配合比三掺料(矿渣粉(SP)、粉煤灰(FA)、脱硫石膏(FGD))与四掺料(SP,FA,FGD和钢渣粉(SS))胶砂试件进行了28 d抗压强度(R₂₈)试验,分析胶凝材料水化反应机理,构建R₂₈预测模型并求解最佳配合比,根据最佳配合比制作胶砂试件与净浆试件并进行试验。结果显示：三掺料体系中单因素显著性排序为FA>SP,FA与SP存在交互作用,最佳配合比为w(SP)∶w(FA)∶w(FGD)=35∶55∶10;四掺料体系中单因素显著性排序为SP>SS>FA,交互作用显著性排序为(SP+FA)>(FA+SS)>(SP+SS),最佳配合比为w(SP)∶w(FA)∶w(SS)∶w(FGD)=43.8∶24.1∶22.5∶9.6。根据最佳配合比制作的三掺料胶砂试件R₂₈不满足规范要求,四掺料试件所有指标均满足规范要求并优于P·S·A 32.5级水泥,四掺料胶凝材料可替代水泥用于公路基层。     

Experimental investigation of dynamic mechanical properties of foamed magnesium oxysulfate cementitious material

With the rapid reutilization of solid waste materials, it is imperative to investigate the properties of composite materials formed by the addition of solid waste materials. Basic foamed magnesium oxysulfate cementitious material(FMOCM) with and without solid waste materials were studied and compared. This study focused on the internal structures and quasi-static and dynamic mechanical properties of FMOCM. The results showed that the internal cavity structure of the FMOCM underwent significant changes, and the pore sizes became smaller owing to the addition of recycled materials and wood flour, which greatly improved the quasi-static strength of the FMOCM. It was found that the FMOCM had obvious strain rate effects. By comparing the dynamic strength factors, the dynamic strength of the regular FMOCM almost doubled, and the addition of solid waste materials weakened the strain rate effect. Only when the strain rate was lower did the FMOCM with solid waste materials show better toughness compared to the more serious fracture of the regular FMOCM. Furthermore, this study demonstrated the broad application prospects of solid waste materials in magnesium oxysulfide cementitious materials.     

铁氧化物对炼铅水淬炉渣粉磨性能及胶凝活性的影响

粉磨与特定激发剂的激发是炉渣胶凝材料技术的主要手段.研究表明:炼铅水淬炉渣的易磨性较差,在比表面积相近时,其粉磨单位电耗是高炉矿渣对应值的1.56倍;除铁炉渣的易磨性较未除铁炉渣的易磨性差,相同研磨时间内,除铁炉渣的比表面积普遍低于未除铁炉渣的对应值,在发生粉末结团与颗粒焊接现象前,除铁炉渣的极限比表面积为500m2/kg,未除铁炉的极限比表面积为550m2/kg;铁氧化物对炼铅水淬炉渣胶凝活性的影响在于其存在降低了炉渣胶凝材料中胶凝活性成份的含量,在激发剂足够多时,除铁炉渣的试块强度高于未除铁炉渣的试块强度,若激发剂数量不能满足需求,则除铁炉渣的试块强度低于未除铁炉渣的试块强度.     

电石渣-高炉矿渣胶凝材料碳化后力学性质与微观特性

为研究典型工业固废胶凝材料碳化后性质变化,本文选用电石渣和高炉矿渣作为原材料,选定碳化时间和电石渣-高炉矿渣掺量比作为影响因素开展正交试验,并设置普通养护的对照组,开展了无侧限抗压强度、应力-应变曲线分析、X射线衍射、扫描电子显微镜试验。结果表明：碳化时间的延长和掺量比的降低均对试样的无侧限抗压强度提升有显著影响,掺量比的影响程度大于碳化时间;且能使应力-应变曲线的峰值应变产生右移的趋势,试样脆性明显提升。未碳化时试样中的主要产物为C-S-H,碳化后为CaCO3,可以有效填充试样中的孔隙,宏观上表现为无侧限抗压强度的提升。建议材料的碳化时间和掺量比可根据实际情况需要,分别控制在2~4 d的区间内和3:2。