常見爐渣水泥復合膠凝材料性能綜述

研究了不同細度和不同摻量的礦渣和粉煤灰對粉煤灰-礦渣-水泥(fsc)復合膠凝材料強度的影響.借助激光衍射粒度儀測定了礦渣和粉煤灰的粒徑.測定了fsc復合膠凝材料的水化熱,分析了其水化進程.結果表明:礦渣細度對fsc復合膠凝材料強度影響較大,礦渣越細,fsc復合膠凝材料強度越高;通過優(yōu)化礦渣、粉煤灰的顆粒級配,可發(fā)揮出它們的"疊加效應";當粉煤灰和礦渣總摻量(質(zhì)量分數(shù))為50%,而礦渣摻量在33%以上時,可配置出52.5r復合水泥.

研究礦渣摻量對礦渣-水泥復合膠凝材料體系水化反應動力學過程的影響。結果表明:復合膠凝材料體系的水化放熱速率隨礦渣摻量增加和水化溫度的降低而下降;非蒸發(fā)水含量隨礦渣摻量的增加呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢,當?shù)V渣摻量為30%時,非蒸發(fā)水含量達到最大值;復合膠凝材料體系的抗壓強度隨礦渣摻量的增加而降低,且復合膠凝材料體系抗壓強度在28d前增幅較大,在28d后增長趨于平緩。從sem照片上可以看出,礦渣摻量不超過30%的復合膠凝材料體系中,部分凝膠與晶體緊密結合在一起,試樣微觀界面結構較為致密。

采用sem,xrd,tg-dsc等微觀測試手段,探討摻高鈦礦渣-水泥復合膠凝材料體系的水化機理。研究結果表明:高鈦礦渣主要由結晶性強的穩(wěn)定礦物組成,水化活性低;高鈦礦渣顆粒分散并填充水泥顆粒,明顯改善漿體結構。水化反應早期,硬化漿體結構疏松,水化產(chǎn)物較少,有大量未被反應的穩(wěn)定晶相。反應后期,ca(oh)2參與二次水化反應,強度穩(wěn)定增長。

主要采用xrd、dta/tg、sem、mip及等溫微量量熱儀研究了華新硅酸鹽水泥以及摻有活化煤矸石細粉水泥膠凝體體系的水化性能和微觀結構,試驗證明煅燒后的煤矸石具有火山灰活性。摻有活化煤矸石細粉的水泥漿體結構較疏松,孔隙較多,但隨著齡期的增長,漿體結構變得越來緊密,其主要的水化產(chǎn)物亦為水化硅酸鈣凝膠、鈣礬石和ca(oh)2晶體。

以廢渣黃石膏10%、水泥90%、高效減水劑1.2%～2.0%為原料配制的膠結材膠砂,其抗壓、抗折強度滿足p.o42.5水泥的強度指標要求,其凝結時間及安定性合格;采用配比為黃石膏30%、水泥70%、高效減水劑1.2%～2.0%,可配制c30混凝土,其抗?jié)B性能達到p12抗?jié)B等級要求;對制備的不同齡期膠砂及混凝土試塊進行xrd分析,結果表明:黃石膏-水泥復合膠凝材料的水化產(chǎn)物,主要是c-s-h凝膠、鈣礬石及二水石膏。c-s-h凝膠、鈣礬石及二水石膏相互膠結在一起,形成致密的硬化體,從而產(chǎn)生強度。

石膏復合膠凝材料是由石膏與礦渣或粉煤灰、水泥等原材料配制而成的新型膠凝材料,水泥對其性能有很大影響,摻量過少不能有效激發(fā)礦渣活性,摻量過多易引起安定性不良。通過ph值測定和水化產(chǎn)物的xrd圖譜并結合宏觀試驗結果,分析了水泥在石膏復合膠凝材料水化過程中的作用及機理。結果表明,水泥除自身水化外,主要為石膏復合膠凝材料體系提供鈣離子和礦渣水化需要的堿性環(huán)境,能夠加快礦渣活性的激發(fā)速度,縮短石膏復合膠凝材料的凝結時間;水泥摻量少,自身水化產(chǎn)物少且對礦渣激發(fā)不充分,不足以形成致密的網(wǎng)狀結構,摻量過多,鈣礬石生成量大,會因膨脹而破壞已形成的結構,導致強度和耐水性能降低;水泥的最佳摻量范圍為7%~10%。

以脫硫石膏和粉煤灰作為礦渣粉的激發(fā)劑和填料,制備成復合膠凝材料。研究了脫硫石膏和粉煤灰的摻加量對復合膠凝材料的漿體流動性能和硬化體力學強度進行了研究,發(fā)現(xiàn)流動性能隨著粉煤灰摻加量的降低而下降,3d強度隨著脫硫石膏的摻加量的增大而下降,7d強度則當脫硫石膏摻加量為20%時強度最高。同時還研究了3種常用堿激發(fā)劑naoh、koh和na2sio3對其流動性能和力學強度的影響。naoh、koh對流動性能的作用相似,隨著加入量的增大而增大,而na2sio3則相反。3d強度隨naoh和koh的摻量增大而增大,14d強度相反;na2sio3的3d激發(fā)作用不明顯,14d強度則低于不摻入任何其他激發(fā)劑時的強度。

研究得出了使粉煤灰-氟石膏-水泥復合膠凝材料(ffc膠凝材料)強度達到較大值的氟石膏、粉煤灰和水泥之間的較佳用量比例關系.結果表明:隨氟石膏用量的增加,ffc膠凝材料的干縮變小;ffc膠凝材料具有良好的體積安定性;當水泥和粉煤灰用量相等時,ffc膠凝材料的強度大于粉煤灰-磷石膏-水泥復合膠凝材料(fpc膠凝材料)的強度.

通過正交試驗對水泥—磷渣—膨脹劑復合膠凝材料灌漿砂漿的配合比進行了優(yōu)化研究。試驗結果表明:磷渣摻量為25%所得灌漿砂漿的各項性能不僅符合《水泥基灌漿材料》(jc/t986-2005)規(guī)定的技術要求,而且可以有效降低灌漿砂漿的生產(chǎn)成本。

利用粒化高爐礦渣、電石渣等工業(yè)廢渣生產(chǎn)建筑膠凝材料分析了復合激發(fā)劑對電石渣/礦渣建筑膠凝材料(cmsc)力學性能的影響。試驗表明,電石渣取代率在10%～15%,復合激發(fā)劑摻量約2%時對礦渣的激發(fā)效果最好。對在復合激發(fā)劑下的cmsc進行了xrd和sem微觀分析,并對其水化反應的機理也進行了初步探索。

鎳鐵礦熱爐渣復合膠凝材的研究

研究了水泥-粉煤灰復合膠凝材料在等水膠比條件下的化學結合水、水化產(chǎn)物與硬化漿體顯微結構,探討了礦物外加劑c和激發(fā)劑d的摻入對水泥-粉煤灰復合膠凝材料體系的影響規(guī)律。研究結果表明:礦物外加劑c、激發(fā)劑d的加入促進摻粉煤灰的水泥漿體早期的水化速度,改善了水泥石的孔結構,增大了水泥石的密實度,提高了硬化水泥石的早期抗折強度和抗壓強度。

對石膏、水泥及粉煤灰等膠凝材料進行復合改性研究,結果表明,石膏-水泥-粉煤灰系復合膠凝材料在適宜的配比下,可以制作耐水性好、強度高以及干燥收縮率低的新型墻體材料。通過對試件硬化體微觀晶體形貌的觀測研究,分析了石膏-水泥-粉煤灰系復合膠凝材料耐水性能改善的機理。

以81.5%的礦渣、5%的鋼渣、12.5%的脫硫石膏以及1%的水泥熟料,制備出了28d抗壓強度為56.75mpa的低堿度膠凝材料,該膠凝材料可用于制備低堿度人工魚礁混凝土。通過改變鋼渣和脫硫石膏的摻量,研究了其摻量變化與試件強度的影響關系。實驗結果表明:在該體系中,當鋼渣摻量小于5%時,膠砂試塊的強度隨著鋼渣的增加而提高;當鋼渣摻量大于5%時,膠砂試塊的強度隨著鋼渣摻量的增加而降低,并在鋼渣摻量大于20%時快速下降。脫硫石膏的摻量對膠砂試塊的強度影響更為顯著;當脫硫石膏摻量達到12.5%時,與不含脫硫石膏的試樣相比,抗壓強度和抗折強度分別提高了168%和176%。利用xrd和sem分析凈漿的水化過程,結果表明,體系在早期水化主要生成aft相和c-s-h凝膠,并對強度的增長起了主要作用。

礦渣復合膠凝材料微結構與膠砂抗壓強度的關系

通過調(diào)節(jié)初始加水量控制鋼渣的碳酸化效果(碳酸化質(zhì)量增加率),利用膠砂強度試驗法測定碳酸化鋼渣的活性指數(shù),以及分析硬化漿體礦物相和微觀形貌,研究碳酸化鋼渣水泥水化活性。結果表明:隨著初始加水量的增加,碳酸化質(zhì)量增加率先增加后降低;鋼渣中的游離氧化鈣(f-cao)含量經(jīng)碳酸化后,由3.92%降至1.11%;加水量為19%的鋼渣經(jīng)碳酸化后,生成15.95%的caco3;碳酸化質(zhì)量增加率相同時,加水量為11.8%的碳酸化鋼渣3、28d活性指數(shù)較21%加水量的分別高49%和5%。在初始加水量為19%時,碳酸化鋼渣3、28d活性指數(shù)為最大值,較未碳酸化鋼渣水化活性可提高97%和16%;碳酸化生成的caco3與水泥中的c3a反應生成水合碳鋁酸鈣。

添加劑對石膏基復合膠凝材料的作用 作者：石宗利，應俊，高章韻，shizong-li，yingjun，gaozhang-yun 作者單位：湖南大學材料科學與工程學院,湖南長沙,410082 刊名：湖南大學學報(自然科學版) 英文刊名：journalofhunanuniversity(naturalsciences) 年，卷(期)：2010,37(7) 參考文獻(9條) 1.陳燕;岳文海;董若蘭石膏建筑材料2003 2.edingersethegrowthofgypsum[外文期刊]1973(18) 3.churakovsv;petermstructureofthehydrogenbondsandsilicadefectsinthetetrahedraldouble chainofxonotli

通過測試摻用再生微粉漿體的化學結合水、水化熱和抗壓強度,研究了再生微粉摻量及不同強度廢棄混凝土制備的再生微粉對水泥水化性能的影響。結果表明,再生微粉對漿體化學結合水和抗壓強度的影響趨勢相近;隨著再生微粉摻量的增加,漿體化學結合水越來越小,摻用強度高的廢棄混凝土制備的再生微粉漿體各齡期化學結合水均明顯高于強度較低的廢棄混凝土制備的再生微粉漿體;摻用再生微粉降低了漿體最大放熱量,且隨著摻量的增加,延緩了其達到最大放熱量的時間,摻用高強度廢棄混凝土制備的再生微粉的漿體最大放熱量大于摻用強度較低廢棄混凝土制備的再生微粉漿體,但對漿體達到最大放熱量的時間影響不大。

堿激發(fā)膠凝材料具有水化產(chǎn)物穩(wěn)定、孔隙率低、強度高及耐久性好等優(yōu)點。文中采用粉煤灰替代部分礦渣,研究了堿礦渣-粉煤灰快硬復合膠凝材料的膠凝特性,重點探討了該體系的凝結時間、抗折及抗壓強度性能。

本文闡述了石膏水泥火山灰質(zhì)復合膠凝材料的基本原理和主要性能,并介紹了其制品的實際開發(fā)、生產(chǎn)情況。

研究礦渣微粉摻量和堿性激發(fā)劑用量對脫硫石膏-礦渣微粉復合體系性能的影響。結果表明:礦渣微粉摻量為20%時脫硫石膏-礦渣微粉復合體系物理力學性能較好,抗壓強度、抗折強度和軟化系數(shù)分別為11.2mpa、4.6mpa和0.42。采用硅酸鈉作為復合材料的激發(fā)劑,當堿性激發(fā)劑用量為1%時,能夠有效激發(fā)礦渣微粉潛在活性,提高復合體系性能,7d抗壓強度達12.3mpa,軟化系數(shù)為0.56;28d抗壓強度達12.6mpa,軟化系數(shù)為0.59。

介紹用化工廢石膏等工業(yè)廢渣研制新型復合膠凝材料的實驗情況,研究減水劑、明礬石和煅燒廢石膏對這種新型復合膠凝材料的改性作用。研究結果表明,將鈦石膏、粉煤灰、礦渣和少量硅酸鹽水泥或熟料,選擇合適的激發(fā)劑和適宜的工藝措施,可以配制生產(chǎn)高性能新型復合膠凝材料,其強度甚至可以達到525#礦渣硅酸鹽水泥的強度指標