常見爐渣水泥復(fù)合膠凝材料性能綜述

研究了不同細(xì)度和不同摻量的礦渣和粉煤灰對(duì)粉煤灰-礦渣-水泥(fsc)復(fù)合膠凝材料強(qiáng)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(fù)合膠凝材料的水化熱,分析了其水化進(jìn)程.結(jié)果表明:礦渣細(xì)度對(duì)fsc復(fù)合膠凝材料強(qiáng)度影響較大,礦渣越細(xì),fsc復(fù)合膠凝材料強(qiáng)度越高;通過優(yōu)化礦渣、粉煤灰的顆粒級(jí)配,可發(fā)揮出它們的"疊加效應(yīng)";當(dāng)粉煤灰和礦渣總摻量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為50%,而礦渣摻量在33%以上時(shí),可配置出52.5r復(fù)合水泥.

研究礦渣摻量對(duì)礦渣-水泥復(fù)合膠凝材料體系水化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程的影響。結(jié)果表明:復(fù)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(dāng)?shù)V渣摻量為30%時(shí),非蒸發(fā)水含量達(dá)到最大值;復(fù)合膠凝材料體系的抗壓強(qiáng)度隨礦渣摻量的增加而降低,且復(fù)合膠凝材料體系抗壓強(qiáng)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(fù)合膠凝材料體系中,部分凝膠與晶體緊密結(jié)合在一起,試樣微觀界面結(jié)構(gòu)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(fù)合膠凝材料體系的水化機(jī)理。研究結(jié)果表明:高鈦礦渣主要由結(jié)晶性強(qiáng)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(jié)構(gòu)。水化反應(yīng)早期,硬化漿體結(jié)構(gòu)疏松,水化產(chǎn)物較少,有大量未被反應(yīng)的穩(wěn)定晶相。反應(yīng)后期,ca(oh)2參與二次水化反應(yīng),強(qiáng)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(xì)粉水泥膠凝體體系的水化性能和微觀結(jié)構(gòu),試驗(yàn)證明煅燒后的煤矸石具有火山灰活性。摻有活化煤矸石細(xì)粉的水泥漿體結(jié)構(gòu)較疏松,孔隙較多,但隨著齡期的增長,漿體結(jié)構(gòu)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(jié)材膠砂,其抗壓、抗折強(qiáng)度滿足p.o42.5水泥的強(qiáng)度指標(biāo)要求,其凝結(jié)時(shí)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(dá)到p12抗?jié)B等級(jí)要求;對(duì)制備的不同齡期膠砂及混凝土試塊進(jìn)行xrd分析,結(jié)果表明:黃石膏-水泥復(fù)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(jié)在一起,形成致密的硬化體,從而產(chǎn)生強(qiáng)度。

石膏復(fù)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(duì)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(jié)合宏觀試驗(yàn)結(jié)果,分析了水泥在石膏復(fù)合膠凝材料水化過程中的作用及機(jī)理。結(jié)果表明,水泥除自身水化外,主要為石膏復(fù)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(fù)合膠凝材料的凝結(jié)時(shí)間;水泥摻量少,自身水化產(chǎn)物少且對(duì)礦渣激發(fā)不充分,不足以形成致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),摻量過多,鈣礬石生成量大,會(huì)因膨脹而破壞已形成的結(jié)構(gòu),導(dǎo)致強(qiáng)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(fù)合膠凝材料。研究了脫硫石膏和粉煤灰的摻加量對(duì)復(fù)合膠凝材料的漿體流動(dòng)性能和硬化體力學(xué)強(qiáng)度進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)流動(dòng)性能隨著粉煤灰摻加量的降低而下降,3d強(qiáng)度隨著脫硫石膏的摻加量的增大而下降,7d強(qiáng)度則當(dāng)脫硫石膏摻加量為20%時(shí)強(qiáng)度最高。同時(shí)還研究了3種常用堿激發(fā)劑naoh、koh和na2sio3對(duì)其流動(dòng)性能和力學(xué)強(qiáng)度的影響。naoh、koh對(duì)流動(dòng)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(qiáng)度隨naoh和koh的摻量增大而增大,14d強(qiáng)度相反;na2sio3的3d激發(fā)作用不明顯,14d強(qiáng)度則低于不摻入任何其他激發(fā)劑時(shí)的強(qiáng)度。

研究得出了使粉煤灰-氟石膏-水泥復(fù)合膠凝材料(ffc膠凝材料)強(qiáng)度達(dá)到較大值的氟石膏、粉煤灰和水泥之間的較佳用量比例關(guān)系.結(jié)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(dāng)水泥和粉煤灰用量相等時(shí),ffc膠凝材料的強(qiáng)度大于粉煤灰-磷石膏-水泥復(fù)合膠凝材料(fpc膠凝材料)的強(qiáng)度.

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

利用?；郀t礦渣、電石渣等工業(yè)廢渣生產(chǎn)建筑膠凝材料分析了復(fù)合激發(fā)劑對(duì)電石渣/礦渣建筑膠凝材料(cmsc)力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)表明,電石渣取代率在10%～15%,復(fù)合激發(fā)劑摻量約2%時(shí)對(duì)礦渣的激發(fā)效果最好。對(duì)在復(fù)合激發(fā)劑下的cmsc進(jìn)行了xrd和sem微觀分析,并對(duì)其水化反應(yīng)的機(jī)理也進(jìn)行了初步探索。

鎳鐵礦熱爐渣復(fù)合膠凝材的研究

研究了水泥-粉煤灰復(fù)合膠凝材料在等水膠比條件下的化學(xué)結(jié)合水、水化產(chǎn)物與硬化漿體顯微結(jié)構(gòu),探討了礦物外加劑c和激發(fā)劑d的摻入對(duì)水泥-粉煤灰復(fù)合膠凝材料體系的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:礦物外加劑c、激發(fā)劑d的加入促進(jìn)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(jié)構(gòu),增大了水泥石的密實(shí)度,提高了硬化水泥石的早期抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。

對(duì)石膏、水泥及粉煤灰等膠凝材料進(jìn)行復(fù)合改性研究,結(jié)果表明,石膏-水泥-粉煤灰系復(fù)合膠凝材料在適宜的配比下,可以制作耐水性好、強(qiáng)度高以及干燥收縮率低的新型墻體材料。通過對(duì)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(fù)合膠凝材料耐水性能改善的機(jī)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(qiáng)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(qiáng)度的影響關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在該體系中,當(dāng)鋼渣摻量小于5%時(shí),膠砂試塊的強(qiáng)度隨著鋼渣的增加而提高;當(dāng)鋼渣摻量大于5%時(shí),膠砂試塊的強(qiáng)度隨著鋼渣摻量的增加而降低,并在鋼渣摻量大于20%時(shí)快速下降。脫硫石膏的摻量對(duì)膠砂試塊的強(qiáng)度影響更為顯著;當(dāng)脫硫石膏摻量達(dá)到12.5%時(shí),與不含脫硫石膏的試樣相比,抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度分別提高了168%和176%。利用xrd和sem分析凈漿的水化過程,結(jié)果表明,體系在早期水化主要生成aft相和c-s-h凝膠,并對(duì)強(qiáng)度的增長起了主要作用。

礦渣復(fù)合膠凝材料微結(jié)構(gòu)與膠砂抗壓強(qiáng)度的關(guān)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(qiáng)度試驗(yàn)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(jié)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(shí),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(shí),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(yīng)生成水合碳鋁酸鈣。

添加劑對(duì)石膏基復(fù)合膠凝材料的作用 作者：石宗利，應(yīng)俊，高章韻，shizong-li，yingjun，gaozhang-yun 作者單位：湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,湖南長沙,410082 刊名：湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) 英文刊名：journalofhunanuniversity(naturalsciences) 年，卷(期)：2010,37(7) 參考文獻(xiàn)(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(xué)結(jié)合水、水化熱和抗壓強(qiáng)度,研究了再生微粉摻量及不同強(qiáng)度廢棄混凝土制備的再生微粉對(duì)水泥水化性能的影響。結(jié)果表明,再生微粉對(duì)漿體化學(xué)結(jié)合水和抗壓強(qiáng)度的影響趨勢相近;隨著再生微粉摻量的增加,漿體化學(xué)結(jié)合水越來越小,摻用強(qiáng)度高的廢棄混凝土制備的再生微粉漿體各齡期化學(xué)結(jié)合水均明顯高于強(qiáng)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(dá)到最大放熱量的時(shí)間,摻用高強(qiáng)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(qiáng)度較低廢棄混凝土制備的再生微粉漿體,但對(duì)漿體達(dá)到最大放熱量的時(shí)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(qiáng)度高及耐久性好等優(yōu)點(diǎn)。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(fù)合膠凝材料的膠凝特性,重點(diǎn)探討了該體系的凝結(jié)時(shí)間、抗折及抗壓強(qiáng)度性能。

本文闡述了石膏水泥火山灰質(zhì)復(fù)合膠凝材料的基本原理和主要性能,并介紹了其制品的實(shí)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(duì)脫硫石膏-礦渣微粉復(fù)合體系性能的影響。結(jié)果表明:礦渣微粉摻量為20%時(shí)脫硫石膏-礦渣微粉復(fù)合體系物理力學(xué)性能較好,抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)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(fù)合材料的激發(fā)劑,當(dāng)堿性激發(fā)劑用量為1%時(shí),能夠有效激發(fā)礦渣微粉潛在活性,提高復(fù)合體系性能,7d抗壓強(qiáng)度達(dá)12.3mpa,軟化系數(shù)為0.56;28d抗壓強(qiáng)度達(dá)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(fù)合膠凝材料的實(shí)驗(yàn)情況,研究減水劑、明礬石和煅燒廢石膏對(duì)這種新型復(fù)合膠凝材料的改性作用。研究結(jié)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(fù)合膠凝材料,其強(qiáng)度甚至可以達(dá)到525#礦渣硅酸鹽水泥的強(qiáng)度指標(biāo)