重构钢渣复合硅酸盐水泥的水化性能及抗硫酸盐侵蚀性能研究

针对钢渣的成分特点,以石灰和铝矾土作为调质组分对钢渣进行物相重构,制备以C_(2)S、C_(4)AF为主要矿物的重构钢渣,将其按不同比例(10%、20%、30%、40%)与硅酸盐水泥复合制备高铁低钙硅酸盐水泥,重点研究重构钢渣掺量对水泥力学性能、水化活性及抗硫酸盐性能的影响。研究结果表明:重构钢渣的掺入降低了水泥标准稠度用水量,延长了凝结时间;重构钢渣复合水泥具有后期强度增长快的特点,掺量小于30%时28 d活性指数均超过100%;掺入重构钢渣能显著降低水泥的早期水化热,掺量为30%的水泥放热总量为254 J/g,比纯水泥低了18.3%;铁相在水化过程中,部分Fe取代水化产物中的Al,与SO_(4)^(2-)形成膨胀性小的富铁钙矾石,填充孔隙结构,提升其抗硫酸盐侵蚀性能。

CaF2掺量对阿利特-硫铝酸钡钙水泥矿物形成及力学性能的影响

以石灰石、拜耳法赤泥、钡泥等为主要原料制备阿利特-硫铝酸钡钙水泥,研究CaF2掺量对水泥矿物形成情况、工作性能、力学性能的影响。借助X射线粉末衍射仪(XRD)、金相显微镜分析熟料的矿物形成及分布情况。结果表明:适量CaF2的引入能使C3S、C3.75B0.25A3S珔低温共存,掺量不足或过多均会影响矿物的形成及力学性能;当掺量为0.7%(质量分数)时,矿物的形成情况最好,1、3、28 d时抗折/抗压强度分别为6.1 MPa/34.5 MPa、7.3 MPa/39.2 MPa、9.2 MPa/59.0 MPa。

MnO_(2)掺杂对重构钢渣矿物形成及水化性能影响

针对钢渣胶凝活性低、稳定性差等问题,引入钙、铝等调节组分对钢渣进行重构,并添加不同比例的MnO_(2),利用XRD、EDS、水化热以及活性指数等方法分析,研究MnO_(2)掺杂对重构钢渣矿物形成及力学性能的影响。结果表明:在高温时,掺入MnO_(2)可改善重构钢渣的易烧性,增加掺量效果显著;MnO_(2)的掺入促进了C4AF矿物的形成,降低f-MgO的含量,对C_(2)S的形成影响较小,Mn^(3+)易取代C4AF中的Fe^(3+)形成固溶;MnO_(2)对重构钢渣水化有明显的促进作用,表现为加速期提前,诱导期缩短;胶凝活性指数随着MnO_(2)掺量的增加呈先增大后减小的趋势,当掺量为2.0%时胶凝活性最好,90 d抗压强度为104.95 MPa,活性指数接近100%。

BaO掺杂对重构钢渣矿物形成及水化活性的影响

针对重构钢渣中C_(2)S矿物早期水化活性不高,在以石灰和铝矾土作为调质组分对钢渣进行物相重构的基础上,选用BaO对重构钢渣的矿物相进一步活化。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDS)等研究Ba^(2+)的引入对重构钢渣矿物组成和形貌的影响,及其水化放热行为和水化活性。结果表明:引入Ba^(2+)促使重构钢渣矿物中C2S相和铁铝酸盐相的衍射峰增强,晶体发育良好、晶粒排列紧密,同时Ba^(2+)对β-C2S具有稳定作用;胶凝性矿物可固溶部分MgO随着BaO掺量的提高固溶能力增强,重构钢渣中游离氧化镁含量降低;当BaO掺量为4%时,重构钢渣的水化活性最好,28 d的活性指数从91.3%提高到106.8%,此时的抗压强度为50.2 MPa。