目前鋼渣排放量、庫存量大,但利用率不高,關(guān)鍵是安定性未能解決。本文研究提出了通過微生物礦化技術(shù)提升安定性和強度,研究了不同摻量微生物對鋼渣中主要礦物相碳化反應(yīng)速率的影響,測試了微生物摻量和鋼渣粉比表面積對試件壓蒸線性膨脹率和強度的影響,通過MIP和SEM分析試件孔隙率和微觀形貌,并對微生物改性鋼渣膠凝材料機理進行分析。結(jié)果表明,微生物能提高鋼渣中游離氧化物和硅酸鹽礦物相碳化反應(yīng)速率,提高礦化產(chǎn)物的強度。要使試樣壓蒸線性膨脹率降低至0.5‰以下,采用微生物添加劑后,試驗所用鋼渣粉比表面積可由565 m²/kg降低至360 m²/kg。鋼渣中摻入微生物可促進碳化過程中礦物相離子溶出和碳酸鹽礦物生成,降低試件孔隙率,密實基體結(jié)構(gòu),從而提高鋼渣膠凝材料試件的強度。微生物-鋼渣膠凝材料制品強度可達40 MPa以上,其他物理性能均符合國家標準,在實際道路鋪裝工程應(yīng)用中體積穩(wěn)定性好,無泛堿現(xiàn)象,且利潤優(yōu)勢顯著,應(yīng)用前景廣闊。

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【部分圖文】：

圖1微生物添加劑的外觀、微觀形貌及芽孢萌發(fā)率隨時間變化情況

將膠質(zhì)芽孢桿菌接種于滅菌后的培養(yǎng)基溶液培養(yǎng),離心制備濃縮菌液,再采用噴霧干燥設(shè)備制成菌粉,作為微生物添加劑使用。肉眼觀察的外觀如圖1(a)所示,掃描電鏡下觀察的芽孢如圖1(b)所示。將該微生物接種于無菌培養(yǎng)基中30℃培養(yǎng)24h,通過流式細胞儀(ACEAD2040R,Chin....

圖2微生物對礦物轉(zhuǎn)化率的影響

微生物的加入同樣對β-C2S和C3S反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化程度均有顯著提升,如圖2(c)、(d)所示,當(dāng)碳化時間為80min時,摻4%微生物的β-C2S轉(zhuǎn)化率由40%提高至60%,C3S轉(zhuǎn)化率由36%提高至59%。當(dāng)碳化時間為180min時,β-C2S和C3S轉(zhuǎn)化率分別提高到87%和....

圖3摻微生物不同礦物漿體碳化后強度增長率σ

σ=Cm-C0C0×100%(2)式中:σ為礦物漿體的強度增長率,%;Cm為摻微生物的礦物漿體碳化強度,MPa;C0為不摻微生物的礦物漿體碳化強度,MPa。

圖4標準和碳化條件養(yǎng)護下不同細度鋼渣粉砂漿試件壓蒸線性膨脹率

對不同細度鋼渣粉所制備的砂漿試件在標準和碳化條件養(yǎng)護后,進行壓蒸處理并通過比長儀測定計算壓蒸線性膨脹率,結(jié)果如圖4所示。標準養(yǎng)護試件(B)的線性膨脹率超過2.5‰,并且試件表面出現(xiàn)開裂現(xiàn)象,表明鋼渣存在嚴重的安定性不良性問題。而碳化養(yǎng)護后的鋼渣粉砂漿試件(C-0%和C-4%實驗組....

本文編號：3985709