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,對膠砂試樣的力學(xué)性能進行表征分析。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,膠砂試樣各齡期抗壓、抗折強度和軟化系數(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,膠砂試樣各齡期抗壓、抗折強度和軟化系數(shù)均達最大,3 d抗壓、抗折強度分別為18.2,4.8 MPa,滿足42.5強度等級的礦渣硅酸鹽水泥要求;28 d抗壓、抗折強度分別為36.8,8.1 MPa,滿足32.5強度等級的鋼渣礦渣水泥要求。 

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

【文章頁數(shù)】：6 頁

【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%摻入量時達到最大值0.91。這與P.O 52.5水泥摻量對膠砂試樣強度影響的變化趨勢基本一致。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械強度提高的同時，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溶解在水中會降低試樣的密實度，甚至破壞膠凝體系的結(jié)構(gòu)。所以P.O 52.5水泥摻入量過大時(>24%)，試樣的軟化系數(shù)反而降低。圖4 P.O 52.5水泥摻量對鋼礦渣膠凝材料膠砂試樣的吸水率影響

圖2為P.O 52.5水泥摻量對膠砂試樣各齡期抗壓強度的影響。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)時出現(xiàn)最大；尤其當(dāng)P.O 52.5水泥摻量從20%增加至24%時，其28 d齡期抗壓強度急劇增加，增幅達36%；試樣3 d齡期抗壓和抗折強度最高分別為18.2,4.8 MPa，滿足GB13590—1992中42.5強度等級的鋼礦渣水泥要求，試樣28 d抗壓、抗折強度分別為36.8,8.1 MPa，滿足GB13590—1992中32.5強度等級的鋼礦渣水泥要求。圖3為P.O 52.5水泥摻量對膠砂試樣各齡期抗折強度的影響。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度也先增加后降低，并在P.O 52.5水泥摻量為24%時出現(xiàn)最大；當(dāng)P.O 52.5水泥摻量從20%增加至24%時，28 d齡期抗折強度增幅為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度尤其是早期強度隨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，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度；熟料摻量過高時，熟料水化使水化初期溶液中的Ca2+濃度迅速達到飽和，難以被礦渣及時消耗。在熟料水化提供的高堿度環(huán)境下，富含二價金屬陽離子的位置處，液相會達到氫氧化鈣結(jié)晶的溶度積，析出的氫氧化鈣會逐漸包裹鋼渣顆粒，致使反應(yīng)進展緩慢，膠砂試樣的強度難以逐步提高[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】：
期刊論文
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博士論文
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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：3357071