钢渣-水泥复合胶凝材料的水化放热和动力学研究

通过测定钢渣掺量（质量分数）分别为0、20%、30%、40%的水泥基复合胶凝材料的水化放热速率,根据Krstulovi?-Dabi?动力学模型得到几何晶体生长指数n、反应速率常数K、各阶段转换时的水化度α,进而研究钢渣掺量对钢渣水泥复合胶凝材料水化放热与动力学的影响。结果表明：随着钢渣掺量的增加,各阶段水化放热速率变化趋势不同,钢渣掺量30%和40%时,出现第3放热峰,水化放热量随着钢渣掺量的增加而降低;钢渣掺量0、20%、30%时,水化历程由结晶成核与晶体生长(NG)到相边界反应(I)再到扩散过程(D);钢渣掺量40%时,模拟曲线偏离实际水化速率曲线,水化过程不符合Krstulovi?-Dabi?动力学模型;钢渣掺量0~30%范围内KNG、KI、KD均随着钢渣掺量的增加而降低;相对于钢渣掺量20%试样而言,纯水泥与钢渣掺量30%试样的I过程水化度范围较大;钢渣掺量0~30%的试样,水化12h已经成型,然而相同条件下,钢渣掺量40%的试样仍然不能硬化成型。为避免水化速率过低,钢渣最大掺量应为30%。     

高温养护对钢渣复合胶凝材料早期水化性能的影响

为了探讨高温养护时钢渣复合胶凝材料的早期水化性能,采用了化学结合水的测定、浆体显微观察、X射线衍射分析和孔隙分析等手段进行了研究。结果表明:高温养护能明显缩短复合胶凝材料的水化诱导期,加快其早期反应速率;能够同时促进水泥和钢渣的水化,提高钢渣复合胶凝材料的水化程度。高温养护能改善复合胶凝材料浆体在水化早期形成的孔结构,降低孔隙率,减小粗孔比例;但对水化产物种类的影响很小。     

煤矸石胶凝材料水化产物及聚合度分析

采用XRD,IR和NMR等分析方法研究北京房山煤矸石在水化过程中的物相及29Si聚合度的变化规律.在29Si NMR基础上提出利用相对桥氧数(RBO)评价硅氧多面体聚合度的方法,并用该方法研究煅烧煤矸石在活化及水化前后的RBO变化规律.研究结果表明:煤矸石中的粘土矿物绿泥石和白云母等在活化过程中发生分解,表征硅氧多面体聚合度的指标RBO明显降低;而在水化过程中随着水化龄期的增加,氢氧化钙不断与硅铝质物料中的[SiO4]和[AlO4]四面体发生反应,生成水钙沸石和碳硅钙石,导致RBO升高,浆体材料的结构致密性增加.这表明煤矸石中的[SiO4]聚合度在煅烧活化过程中由高聚合度向低聚合度转变,在水化过程中则由低聚合度向高聚合度转变,聚合度或RBO的变化在一定程度上反映活化效果和胶凝活性的发挥程度.     

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...     

碱激发钢渣矿渣胶凝材料凝结硬化性能研究

通过对胶凝材料强度、水化热的测定和对水化产物种类及表观形貌的分析,探讨了缓凝剂和钢渣掺量对碱激发钢渣矿渣胶凝材料性能的影响,并对其水化特性进行了研究.结果表明:钢渣掺量为40%、矿渣掺量为60%时,外掺6%水玻璃激发剂和1%的K缓凝剂,所制得的胶凝材料的凝结时间和强度可以达到42.5R普通硅酸盐水泥的技术要求;碱激发钢渣矿渣胶凝材料的放热特性与碱激发矿渣胶凝材料类似,具有放热量小的特点;钢渣与矿渣组合有利于胶凝体系水化进程的发展,两者具有相互促进的作用.     

基于再生微粉的复合胶凝体系水化特性研究

为了解基于再生微粉的复合胶凝材料的水化硬化机理,本文将再生微粉和粉煤灰单掺或与硅灰复掺以50%、60%、70%的取代率取代水泥制备水泥净浆试件,研究其抗压强度、水化放热速率、放热量及水化产物的变化规律。结果表明：随着取代率增加,胶凝材料抗压强度降低,取代率为50%时,胶凝材料力学性能最佳,其中复掺再生微粉和硅灰龄期为7d时,其抗压强度达到了29.1MPa;复掺再生微粉和硅灰的早期放热速率与复掺粉煤灰和硅灰基本一致,但加速了二次放热且放热量均低于纯水泥组;通过XRD试验可以发现,随着取代率增大,复掺再生微粉和硅灰的Ca(OH)₂衍射峰逐渐减弱,表明其促进了二次水化,也证明了再生微粉具有火山灰活性,且再生微粉的火山灰活性大于粉煤灰。该结果可为研发生态建筑材料提供理论支撑。     

低碱度钢渣基油井及地热井胶凝材料的研究--Ⅳ富铁低碱度钢渣的水热反应及胶凝性

通过XRD、DTA-TG、SEM和EPMA等手段研究了富铁低碱度钢渣的水热反应、水热产物及其胶凝性.结果表明富铁低碱度钢渣的水热反应产物为水化钙铁石榴子石;富铁低碱度钢渣-石英砂体系的水热反应产物以Fe-tobemorite为主,蒸压强度显著提高;富铁低碱度钢渣-石灰体系的水热反应产物为高碱度的C2SH.     

碳酸盐粉煤灰水泥复合胶凝材料浆体的电学特性

采用循环伏安法和交流阻抗法研究了碳酸盐粉煤灰水泥复合胶凝材料浆体的电阻率和交流阻抗等电学特性.结果表明:碳酸盐掺合料能够提高复合胶凝材料浆体的电阻率,碳酸盐和硅微粉惰性掺合料对复合胶凝材料浆体电阻率的贡献率大于粉煤灰和偏高岭土活性掺合料;碳酸盐掺合料降低了表征浆体C-S-H胶凝中导电离子的电容(Cg);提高了表征复合胶凝材料浆体孔隙率的高频电阻(Rs),即降低了浆体孔隙率;提高了表征浆体水化程度的低频电阻(Rct).     

低水胶比对复合胶凝体系水化特性和动力学影响研究

低水胶比复合胶凝体系的水化机理和水化行为较普通水胶比胶凝体系存在一定差异,该条件下传统的水化结论往往不再适用.以不同低水胶比水泥-粉煤灰-矿渣复合胶凝体系为研究对象,通过测试净浆试件7d水化热,结合水化动力学模型探明了低水胶比、矿物掺合料掺量对其水化行为和水化机理的影响,并通过透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)分析了低水胶比复合胶凝体系的水化产物差异.研究结果表明：水胶比为0.2、粉煤灰-矿渣复掺量小于50%时,复合胶凝体系早期和后期的放热速率无明显差异,此时复掺粉煤灰-矿渣对水泥水化存在一定促进作用,当水胶比增至0.25和0.3时,复掺粉煤灰-矿渣在10～17h抑制了水泥水化;当水胶比由0.3降低至0.2时,胶凝体系最大放热速率呈增大趋势,且水化过程由NG-I-D改变为NG-D,不再经历相边界反应;水化至28d时,水化硅酸钙(C-S-H)的形貌随着水胶比的降低,由纤维状向球状转变.     

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。     

碱磷渣加气混凝土的微观形貌及水化产物

实验以碱激发磷渣活性的方式制备免蒸压加气混凝土,研究测试了加气混凝土的孔隙率并对孔隙进行了微观形貌分析,运用XRD,SEM,DSC-TG和FTIR等测试方法分析了碱激发免蒸压磷渣加气混凝土的水化产物.分析结果表明:表观密度500~800kg/m3的加气混凝土孔隙率在66.79%~77.06%之间,孔隙呈椭圆形,大小比较均匀,相互联通的孔隙较少,孔径大小在0.5~1.5mm之间.碱磷渣加气混凝土的水化产物主要有水化硅酸钙凝胶、白钙沸石和水化硅铝酸钙,部分水化产物碳化生成了CaCO3.     

煅烧锰渣取代水泥胶结料水化机理

本文借助X射线衍射、差热分析等试验手段，分析了煅烧锰渣取代水泥胶结料（简称BMC胶结科）的水化过程和水化产物，剖析了其强度形成和稳定发展的机理．     

矿渣改性硬石膏基胶结材水化硬化研究

通过硬石膏水化率、水化温升、液相离子浓度测定,结合宏观性能试验,对硬石膏基胶结材水化硬化历程,硫酸盐激发剂作用机理,矿渣对硬石膏的改性作用等进行了研究.结果表明:硫酸盐促进硬石膏溶解,提高液相浓度和过饱和度,加快二水石膏晶体成核与生长速率;矿渣水化形成钙矾石与水化硅酸钙等水硬性矿物,使硬石膏硬化体强度与耐水性提高,矿渣水化与硬石膏水化相互促进;采用硫酸盐激发、矿渣改性的硬石膏基胶结材具有强度较高、耐水性较好、干缩率较小的特点,其水化硬化经历了快速溶解反应期、水化潜伏期、加速水化期、稳定水化期和缓慢水化期等5个阶段.胶结材凝结时间取决于潜伏期,加速水化期和稳定水化期是硬化体结构致密和强度发展的主要阶段.     

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....     

钢渣基胶结材料及应用前景

中国在钢渣综合利用方面与日本等发达国家差距较大,尤其是在水泥和混凝土等跨行业领域应用。由于钢渣化学组成与水泥相似,具有一定胶结性能,研究者开发出一种新型钢渣基胶结材料。针对钢渣基胶结材料活性低现状,对钢渣凝胶性能、活性激发技术、配方方案设计、水化机理研究等方面进行了详细的论述探讨。相比掺入结构混凝土应用,钢渣基胶结材料在矿山充填领域具有较大的市场和成本优势,现有钢渣的低膨胀性能够克服体积微收缩,增强充填体后期强度,是钢渣基胶结材料极具可实施性的应用方向。     

石灰钢渣稳定土路床材料性能的试验研究

通过正交试验,以强度为指标,研究了影响石灰钢渣土强度的石灰含量、钢渣掺量、钢渣陈化龄期、钢渣细度4种影响因素.结果表明,对于初期强度,石灰含量影响最大,钢渣影响较小.但对于后期强度,石灰含量虽影响最大,但钢渣掺量的影响明显增强,且钢渣粒径越小,后期强度增长越快.将石灰钢渣土与常用几种路床填料性能对比后发现,石灰钢渣土有...     

高速钢刀具性能与材料选用

刀具是保证加工质量、提高生产效率的一个重要因素，刀具材料的选择是刀具制造的重要组成部分，根据用途和加工对象的不同，针对性地选择刀具材料，在实际加工中会取得良好的技术经济效果。     

钢渣滤料的制备及其吸附除磷性能

将转炉渣破碎、筛分后与粘结剂和造孔剂混合,制备钢渣滤料,并考察其除磷性能。结果表明,制备钢渣滤料的最佳原料配比为钢渣：粘土：淀粉=5：2：1,最佳烧结条件为1100℃,30min;对含磷2～25mg／L的水样,达到吸附平衡的时间随着浓度的升高而延长,反应2h可保证达到吸附平衡;对pH为3—7的废水均具有理想的吸附效果,对碱性废水的吸附效果下降;不同温度条件下钢渣滤料对磷的吸附过程属于单分子层吸附,以化学吸附为主,符合Langmuir模型（线性相关系数R2〉0．98）;且最大吸附量随着温度的上升而增加,升温有利于吸附进行;通过破碎和重新造粒,可有效提高钢渣的除磷效果。     

医疗垃圾焚烧灰电弧炉熔渣的水化特性

为考察医疗垃圾焚烧灰电弧炉熔渣用作水泥掺合料的可行性,研究了熔渣的掺入对普通硅酸盐水泥水化特性的影响.结果表明:熔渣具有潜在的活性,适量掺入熔渣能降低水泥浆体中Ca(OH)2含量,增加水化产物C-S-H的数量,改善水泥浆体微观结构;但若熔渣掺量过多,则水泥熟料相对较少,使熔渣的活性难以完全被激发,导致熔渣水泥强度降低;熔渣水泥早期(7 d)抗压强度较低,但后期强度增加明显,掺渣量10%的熔渣水泥60 d的抗压强度达到普通硅酸盐水泥的103%,熔渣的掺量宜控制在10%左右.     

水泥、粉煤灰综合稳定钢渣在高速公路底基层应用的原材料试验与分析

钢渣传统上是作为治金工业排放的废料,本文介绍了将水泥、粉煤灰综合稳定钢渣作为高速公路底基层的原材料试验,探讨了钢渣作为高速公路路面基层材料的评价标准,并进行了其路用适应性分析。