以鋼渣和礦渣微粉為主要原料,P.O 52.5水泥為堿性激發(fā)劑,利用二次混磨方法制備鋼礦渣膠凝材料及其膠砂試樣,對(duì)膠砂試樣的力學(xué)性能進(jìn)行表征分析。結(jié)果表明:當(dāng)膠凝材料配料中固定鋁硅質(zhì)原料摻量為4%（質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同）、鋼渣礦渣質(zhì)量比為1∶1時(shí),膠砂試樣各齡期抗壓、抗折強(qiáng)度和軟化系數(shù)隨P.O 52.5水泥摻量的增大先增加后降低;P.O 52.5水泥摻量為24%時(shí),膠砂試樣各齡期抗壓、抗折強(qiáng)度和軟化系數(shù)均達(dá)最大,3 d抗壓、抗折強(qiáng)度分別為18.2,4.8 MPa,滿足42.5強(qiáng)度等級(jí)的礦渣硅酸鹽水泥要求;28 d抗壓、抗折強(qiáng)度分別為36.8,8.1 MPa,滿足32.5強(qiáng)度等級(jí)的鋼渣礦渣水泥要求。 

【文章來(lái)源】：安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,37(04)

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【部分圖文】：

鋼渣和礦渣的XRD圖譜

圖5為P.O 52.5水泥摻量對(duì)膠砂試樣軟化系數(shù)的影響。從圖5可看出，膠砂試樣的軟化系數(shù)隨P.O 52.5水泥摻量的增加先增加后降低，并在24%摻入量時(shí)達(dá)到最大值0.91。這與P.O 52.5水泥摻量對(duì)膠砂試樣強(qiáng)度影響的變化趨勢(shì)基本一致。隨著P.O 52.5水泥摻量的增加，膠凝體系堿度增加，有利于促進(jìn)礦渣微粉的火山灰反應(yīng)及鋼渣堿激發(fā)后類似水泥熟料的水化反應(yīng)。水化反應(yīng)程度的提高和水化產(chǎn)物量的增加在促使試樣機(jī)械強(qiáng)度提高的同時(shí)，軟化系數(shù)也得到提高。當(dāng)體系堿度足夠，繼續(xù)增加堿度(即增加P.O 52.5水泥含量)，體系中C—A—H和C—S—H的數(shù)量會(huì)減少，Ca(OH)2的生成量增加。體系中大量的Ca(OH)2并不能完全被消耗，未反應(yīng)的Ca(OH)2溶解在水中會(huì)降低試樣的密實(shí)度，甚至破壞膠凝體系的結(jié)構(gòu)。所以P.O 52.5水泥摻入量過(guò)大時(shí)(>24%)，試樣的軟化系數(shù)反而降低。圖4 P.O 52.5水泥摻量對(duì)鋼礦渣膠凝材料膠砂試樣的吸水率影響

圖2為P.O 52.5水泥摻量對(duì)膠砂試樣各齡期抗壓強(qiáng)度的影響。由圖2可看出：隨著P.O 52.5水泥摻量的增加，膠砂試樣各齡期的抗壓強(qiáng)度先增加后降低，并在P.O 52.5水泥摻量為24%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)時(shí)出現(xiàn)最大；尤其當(dāng)P.O 52.5水泥摻量從20%增加至24%時(shí)，其28 d齡期抗壓強(qiáng)度急劇增加，增幅達(dá)36%；試樣3 d齡期抗壓和抗折強(qiáng)度最高分別為18.2,4.8 MPa，滿足GB13590—1992中42.5強(qiáng)度等級(jí)的鋼礦渣水泥要求，試樣28 d抗壓、抗折強(qiáng)度分別為36.8,8.1 MPa，滿足GB13590—1992中32.5強(qiáng)度等級(jí)的鋼礦渣水泥要求。圖3為P.O 52.5水泥摻量對(duì)膠砂試樣各齡期抗折強(qiáng)度的影響。從圖3可看出：隨P.O 52.5水泥摻量的增加，膠砂試樣各齡期抗折強(qiáng)度也先增加后降低，并在P.O 52.5水泥摻量為24%時(shí)出現(xiàn)最大；當(dāng)P.O 52.5水泥摻量從20%增加至24%時(shí)，28 d齡期抗折強(qiáng)度增幅為21%。上述現(xiàn)象與膠凝材料體系中硅酸鹽水泥熟料、鋼渣、礦渣含量相對(duì)變化導(dǎo)致的化學(xué)組成變化有關(guān)。熟料主要含堿性激發(fā)礦物C3S,C3A和C2S；礦渣礦相組成為富Si O2和Ca O的玻璃相[9]，鋼渣含類熟料礦物和惰性RO相、以及富Si O2和Ca O的玻璃相[10]。隨著熟料(P.O 52.5水泥)的增加，體系中C3S,C3A和C2S的水化除生成C—S—H和C—A—H凝膠外，還會(huì)產(chǎn)生大量的Ca(OH)2，導(dǎo)致溶液體系的[OH-]含量提高，p H值增大，對(duì)礦渣和鋼渣中的玻璃相產(chǎn)生激發(fā)作用[11]；生成更多的C—S—H和C—A—H凝膠，致使膠砂試樣各齡期的強(qiáng)度尤其是早期強(qiáng)度隨P.O 52.5水泥摻量的增加而增大。P.O 52.5水泥中硅酸鹽水泥熟料質(zhì)量分?jǐn)?shù)>80%，可將其視為熟料，當(dāng)熟料摻量較低時(shí)，隨熟料摻量的增加，熟料礦物水化不斷釋放出Ca(OH)2，堿度逐漸上升，加速礦渣中玻璃體的解離，促進(jìn)水化硅酸鈣和其他水化產(chǎn)物的形成[11]。熟料水化提供的堿性環(huán)境可有效激發(fā)礦渣的活性[12]，從而提升膠凝材料的早期強(qiáng)度；熟料摻量過(guò)高時(shí)，熟料水化使水化初期溶液中的Ca2+濃度迅速達(dá)到飽和，難以被礦渣及時(shí)消耗。在熟料水化提供的高堿度環(huán)境下，富含二價(jià)金屬陽(yáng)離子的位置處，液相會(huì)達(dá)到氫氧化鈣結(jié)晶的溶度積，析出的氫氧化鈣會(huì)逐漸包裹鋼渣顆粒，致使反應(yīng)進(jìn)展緩慢，膠砂試樣的強(qiáng)度難以逐步提高[13]。綜上所述，P.O 52.5水泥中的熟料不僅提供膠凝材料的水化礦物，且起到調(diào)整液相堿度、激發(fā)鋼礦渣活性的作用。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]礦渣-鋼渣-石膏體系早期水化反應(yīng)中的協(xié)同作用[J]. 李穎,吳保華,倪文,牟欣麗.  東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(04)
[2]我國(guó)鋼渣混凝土的性能研究及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 劉金玉,王成剛,黃俠,袁泉.  工程與建設(shè). 2019(05)
[3]鋼渣分相熟料研究與應(yīng)用進(jìn)展[J]. 張笛,楊義,黃小青,梁景懷,沈衛(wèi)國(guó),鄧玉蓮.  新世紀(jì)水泥導(dǎo)報(bào). 2019(05)
[4]復(fù)合激發(fā)劑對(duì)鋼渣-礦渣基膠凝材料性能的影響[J]. 宋月,林娜,馬彥偉,楊磊,申星梅,鄭翠紅,檀杰.  安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(01)
[5]鋼渣粉-水泥復(fù)合體系水化熱及動(dòng)力學(xué)研究[J]. 高志揚(yáng),王圣文,呂興棟,李響,蔣科.  長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào). 2018(12)
[6]堿激發(fā)鋼渣礦渣膠凝材料凝結(jié)硬化性能研究[J]. 彭小芹,劉朝,李三,蔣雁,曾路.  湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(06)
[7]鋼渣粉取代礦渣粉配制水泥混凝土的試驗(yàn)研究[J]. 韓長(zhǎng)菊,張育才,周惠群,宋華,施紹云.  混凝土與水泥制品. 2014(08)
[8]水泥–礦渣復(fù)合膠凝材料中礦渣的水化特性[J]. 劉仍光,閻培渝.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2012(08)
[9]鋼渣復(fù)合激發(fā)劑的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 朱伶俐,趙宇.  硅酸鹽通報(bào). 2010(05)
[10]鋼渣碳化機(jī)理研究[J]. 常鈞,吳昊澤.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2010(07)

博士論文
[1]鋼渣的粉磨/水化特征及其復(fù)合膠凝材料的組成與性能[D]. 趙計(jì)輝.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2015

碩士論文
[1]轉(zhuǎn)爐鋼渣礦物相的研究[D]. 黃瑞濤.西安建筑科技大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3357071