【摘 要】
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为了促进不锈钢厂废渣的资源化利用,以红土镍矿酸性高炉渣和不锈钢渣为主要原料制备胶凝材料,研究机械活化和不锈钢渣质量掺量对矿渣胶凝材料性能的影响,并利用XRD、SEM对胶凝材料的水化产物及微观结构进行分析.结果表明,机械活化主要通过改变原料的比表面积和颗粒级配来影响胶凝材料性能,且矿渣中细颗粒占比是影响其胶凝活性的关键因素,适宜的球磨时间为45 min,此时矿渣比表面积达到524.66 m2/kg.不锈钢渣与酸性矿渣之间存在协同作用,当不锈钢渣质量掺量为20％时,胶砂试块3 d、7 d、28 d抗压强度分别
【机 构】
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武汉科技大学资源与环境工程学院,武汉 430081;冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室,武汉 430081;广西北港新材料有限公司,北海 536000
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为了促进不锈钢厂废渣的资源化利用,以红土镍矿酸性高炉渣和不锈钢渣为主要原料制备胶凝材料,研究机械活化和不锈钢渣质量掺量对矿渣胶凝材料性能的影响,并利用XRD、SEM对胶凝材料的水化产物及微观结构进行分析.结果表明,机械活化主要通过改变原料的比表面积和颗粒级配来影响胶凝材料性能,且矿渣中细颗粒占比是影响其胶凝活性的关键因素,适宜的球磨时间为45 min,此时矿渣比表面积达到524.66 m2/kg.不锈钢渣与酸性矿渣之间存在协同作用,当不锈钢渣质量掺量为20％时,胶砂试块3 d、7 d、28 d抗压强度分别为17.8 MPa、24.3 MPa和34.8 MPa,抗折强度分别为4.5 MPa、6.2 MPa和6.8 MPa,达到P·S 32.5R矿渣硅酸盐水泥强度标准.不锈钢渣的掺入在水化早期和后期都促进钙矾石及C-S-H凝胶的生成,对胶砂试块各龄期强度都有促进作用,而未水化的钢渣细颗粒也起着微集料填充作用,有利于胶凝材料早期强度的提高.
其他文献
以珍珠岩尾矿、粒化高炉矿渣微粉、水玻璃为原材料研制无熟料免烧陶粒.以水玻璃作为激发剂,探究其模数和掺量对矿渣微粉强度的影响,研究矿渣微粉与珍珠岩尾矿粉复合对陶粒筒压强度和堆积密度的影响.结果表明:当矿渣微粉、水玻璃质量比为90:10,水玻璃最佳模数为1.06,矿渣微粉、珍珠岩尾矿质量比为90:10时,可以使陶粒标养28 d达到筒压强度为7.50 MPa,密度等级为900 kg/m3,孔隙率为31.84％,软化系数为0.92,含泥量为2.25％,煮沸质量损失为2.84％;对陶粒表面进行防水处理后,吸水率由1
为了更好地实现对重金属污泥的资源化利用,研究了高温无害化处理重金属污泥与建筑渣土混合渣料磨细粉对硅酸盐水泥基材料工作性、力学性能、早期收缩变形、抗氯离子渗透性能及重金属浸出的影响及机理.研究结果表明,随着磨细粉掺量的增加,硅酸盐水泥基材料的工作性没有降低,但其力学性能均有一定程度下降,这说明磨细粉与硅酸盐水泥的需水比相差不大,但其掺量越大水泥基材料中水泥的量越低,其强度均会有一定程度下降.磨细粉不会引起硅酸盐水泥基材料的体积安定性问题,可以提高早期抗裂性,但会降低其抗氯离子渗透性能.含磨细粉试件中重金属的
通过筛分和破碎两种方式分别获得粒径区间为0.6～1.18 mm、0.3～0.6 mm的粉煤灰渣,并用其等体积替代对应粒径区间的细骨料,分析粉煤灰渣对砂浆工作性和强度的影响,探究粉煤灰渣的最优替代粒径区间.结合扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法分析了粉煤灰渣替代细骨料后砂浆试件的强度变化机理.基于砂浆最优替代粒径区间结果,验证了砂浆混凝土试件的强度和抗冻性.研究结果表明:分别以筛分方式和破碎方式得到的0.3～0.6 mm粒径区间粉煤灰渣替代对应区间细骨料后,其砂浆试件强度均与基准组(未替代)基本一
煤气化渣可分为粗渣和细渣,其有在碱激发领域应用的潜力.本文对煤气化粗渣的理化性能进行了研究,使用煤气化粗渣制备了地质聚合物,并对其进行了TiO2的改性研究.结果表明,在煤气化粗渣基地质聚合物中掺入一定量的TiO2可明显改善其力学性能.当掺入质量分数为10.0％的TiO2时,样品28 d的抗压强度可从23.4 MPa提高到42.9 MPa.此外,通过对样品进行物相分析与微观结构分析,TiO2的掺入明显改善了地质聚合物的微观结构,促进了碱激发反应,提高了材料的力学性能.
为促进大宗化利用钢渣尾泥,以河北迁安的钢渣尾泥为研究对象,借助X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重-差热分析(TG-DTA)测试方法,研究了钢渣尾泥在矿渣-脱硫石膏体系中的水化硬化特性.研究表明,经机械粉磨后的钢渣尾泥仍表现出较好的水硬胶凝特性,与普通钢渣-矿渣-脱硫石膏体系相比具有早期强度高的优势,其水化产物主要为钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶.在水化反应过程中:钢渣尾泥为体系提供碱性环境,促使矿渣中玻璃体解离;矿渣水化不断消耗羟基,进
微生物矿化(MICP)能够有效实现混凝土的裂缝自修复,但水泥水化和高碱环境会对微生物生存产生不利影响,因此需要选择一种合适载体.再生粗骨料可作为微生物的良好载体以制备裂缝自修复混凝土,同时MICP可以有效地修复再生粗骨料缺陷并增强其物理力学性能.本文提出一种基于混菌矿化增强粗骨料的裂缝自修复再生混凝土制备方法,确保其既有足够的力学性能又具备良好的裂缝自修复性能.首先筛选一种矿化效率较高的好氧嗜碱混菌,然后采用混菌矿化增强后的再生骨料制备再生混凝土,并考察其裂缝自修复能力.试验结果表明:混菌矿化能够显著增强
采用纳米强化再生骨料表面的措施来改善再生骨料性能,建立多相再生混凝土细观数值模型,进行氯离子在再生混凝土内部传输的模拟和试验验证,并预测了氯盐环境下再生骨料表面强化混凝土耐久性寿命.结果表明:数值模拟得到的氯离子在再生混凝土内的分布与试验结果吻合较好;同一深度处,越靠近骨料表面,氯离子浓度越大,其中未强化再生骨料表面的氯离子浓度要大于强化再生骨料表面的氯离子浓度;增加保护层厚度可以有效提高纳米强化再生混凝土在氯盐环境下的耐久性寿命;随纳米包裹层氯离子扩散系数的减小,再生混凝土的耐久性寿命有所增加.
本文以钢渣基掺合料(steel slag based admixtures,GKF)为研究对象,在单因素试验的基础上,通过正交试验探索了激发剂Na2 SO4、硅渣和脱硫石膏三类激发剂复配最佳方案,最优质量配比为Na2 SO42.0％,硅渣0.5％,脱硫石膏1.5％.研究表明,在最佳复合激发剂掺量及配合比下,用50％的GKF替代P·Ⅰ42.5制备的胶砂试件在3 d、7 d和28 d活性分别为77.3％、85.9％和96.6％,与未加激发剂组相比,活性分别提高量了24.2％、25.4％和22.4％.借助XRD
煤矸石作为固体废弃物虽然被用作发电燃料、煤矿填料与建筑材料,但其利用率仍然不高,如何提高煤矸石的高值化利用率成为了目前研究的热点.本文以山西煤矸石为原料,采用一步酸溶和溶胶-凝胶法,并经过常压干燥得到了Al2 O3-SiO2气凝胶粉体.在溶剂置换与改性过程中引入超声波,研究了其对气凝胶的制备与性能的影响.采用BET、XRD、SEM、FT-IR、TG-DSC及接触角测试对所得Al2 O3-SiO2气凝胶粉体的结构与性能进行表征.结果表明,超声波的引入加快了反应速率,缩短了气凝胶的制备周期,所制备的Al2 O
本文探讨了减缩剂(SRA)对碱激发煤矸石-矿渣(AACGS)胶凝材料力学性能和干燥收缩的影响,进一步分析掺入SRA后水化热、水化产物及微观结构的变化规律.结果表明:掺入3％(质量分数)SRA明显降低了AACGS胶凝材料的力学性能,但随着水化的进行,降低幅度逐渐减小;随着SRA掺量的增加,干燥收缩显著减小.微观分析表明,SRA的掺入没有导致新的水化产物生成,但延缓了水化反应,抑制了碱激发材料早期的聚合反应,增加了碱激发胶凝材料的孔隙率,这也是SRA使AACGS胶凝材料力学性能降低的原因.SRA并没有明显改变