钢渣矿渣协同激发胶凝活性研究

来源 :华北理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lianxirenll520
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水泥熟料要经过“两磨一烧”,耗能大且排放大量的CO2等环境污染物,钢渣、矿渣的矿物组成与水泥熟料相近,理论上可替代水泥熟料制备胶凝材料,但钢渣含有的C2S和C3S结构致密,同时还包括铁酸钙以及橄榄石等难磨矿物成分,使其胶凝活性较低,限制了钢渣替代水泥熟料的比例,因此对钢渣进行活性激发就成了研究的重点。论文根据钢渣、矿渣的矿物特性和胶凝活性,采取二者矿物成分互补、胶凝活性协同互补的原则,探索了钢渣-矿渣复合胶凝材料中钢渣矿渣的最佳掺量和配比,复合胶凝材料的活性激发方法,并研究了钢渣-矿渣复合胶凝材料的水化过程、水化机理和活性激发机理。1)通过改变钢渣矿渣的总掺量以及复合胶凝材料中钢渣矿渣的质量比来探究其对钢渣-矿渣复合胶凝材料活性的影响,确定了最佳物料配比:钢渣40%,矿渣40%,水泥熟料16%,石膏4%。2)采用粉磨的方法对钢渣进行胶凝活性的物理激发,得出了钢渣在不同粉磨时间下比表面积、筛余量和胶凝活性指数的变化。确定钢渣的最佳粉磨时间为80min,比表面积为509m~2/kg,45μm筛余量为21%,80μm筛余量为7.2%,钢渣-矿渣复合胶凝材料的28d抗压强度达到31.3MPa。3)选取Na2CO3、Na2SO4、Na OH和水玻璃对钢渣-矿渣复合胶凝材料进行胶凝活性的化学激发,四种激发剂均提高了试样的3d强度,但Na2CO3、Na2SO4、Na OH会降低胶凝材料的28d抗压强度。水玻璃的加入大幅提高了试样28d强度,使试样28d抗压强度达到了43MPa。4)针对钢渣的加入造成胶凝材料3d强度较低的问题,研究了高温养护对复合胶凝材料胶凝活性的影响。研究发现,高温养护激发促进了复合胶凝材料体系3d的水化程度,使得试样3d强度大幅提高,3d的抗压强度从常温养护的2MPa提高到了20.5MPa。5)探究了钢渣矿渣复合胶凝材料的水化机理,体系中多种物质发生了协同作用,钢渣水化生成的Ca(OH)2与矿渣中的Si O2反应生成了C-S-H凝胶和C-A-S-H凝胶,水泥熟料和石膏提供了SO42-促进了钙矾石的生成。水玻璃中的硅酸钠凝聚了生成的水化产物,提高了复合胶凝材料体系的强度。图37幅;表6个;参80篇。
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