Effects of Steel Slag Powder on Workability and Durability of Concrete

The workability and durability of a type of sustainable concrete made with steel slag powder were investigated. The hydrated products of cement paste with ground granulated blast furnace slag（GGBFS） alone or with a combined admixture of GGBFS-steel slag powder were investigated by X-ray diffraction（XRD）. Furthermore, the mechanism of chemically activated steel slag powder was also studied. The experimental results showed that when steel slag powder was added to concrete, the slumps through the same time were lower. The initial and fi nal setting times were slightly retarded. The dry shrinkages were lower, and the abrasion resistance was better. The chemically activated steel slag powder could improve compressive strengths, resistance to chloride permeation and water permeation, as well as carbonization resistance. XRD patterns indicated that the activators enhanced the formation of calcium silicate hydrate（C-S-H） gel and ettringite（AFt）. This research contributes to sustainable disposal of wastes and has the potential to provide several important environmental benefi ts.

Workability and Strength of Ceramsite Self-Compacting Concrete with Steel Slag Sand

This study focuses on the workability and compressive strength of ceramsite self-compacting concrete with fine aggregate partially substituted by steel slag sand(CSLSCC)to prevent the pollution of steel slag in the environment.The SF,J-ring,visual stability index,and sieve analysis tests are primarily employed in this research to investigate the workability of freshly mixed self-compacting concrete containing steel slag at various steel slag sand replacement rates.The experiment results indicate that CSLSCC with the 20%volume percentage of steel slag(VPS)performs better workability,higher strength,and higher specific strength.The 7-day compressive strength of CSLSCC with the 0.4 of the water-binder ratio(W/B),decreases with the increase of steel slag content,while the 28-day compressive strength increases significantly.The ceramsite self-compacting concrete with good comprehensive performance can be obtained when the substitution rate of steel slag sand for fine aggregate is less than 20%(volume percentage).

钢渣细度对混凝土耐久性能影响

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。本研究以不同粒径的钢渣粉为掺合料,制备了C30混凝土,研究了钢渣粉粒径对混凝土耐久性的影响。实验结果表明:混凝土内部孔隙主要集中在100~1000 nm,且孔的数量随着钢渣粉的细化而不断减少,其10~100 nm左右的孔隙随着钢渣的细化而增多。钢渣的掺入可改善混凝土的工作性;随着钢渣不断细化,混凝土的7、28及56 d抗压强度均呈现出先降低后增加的趋势,其56 d抗压强度由50.4 MPa降低到了37.8 MPa又不断增加到40.32、42.84、45.36及48.4 MPa,随着钢渣细度由23.1μm不断减小到16.8、12.2、10.1、4.2μm钢渣活性由75%增加到了96%。冻融循环100次后,未掺钢渣组的混凝土质量损失为7.6%,当掺入30%钢渣后,混凝土的抗冻性能减弱,随着钢渣细度的变化,混凝土的抗冻性能不断增强,当细度为10.1、4.2μm时其质量损失降低到了7.4%及6.1%。钢渣的掺入能够促进混凝土对CO_(2)的固化封存能力,增强混凝土的抗压强度,钢渣越细混凝土抗碳化能力越强。

钢纤维对海上风电灌浆料及灌浆连接段模型性能的影响研究

开展了不同体积掺量的钢纤维对海上风电灌浆料以及小型灌浆连接段模型力学性能影响的研究。结果表明:当钢纤维掺量为1.0%时,能在保障灌浆料工作性和微膨胀性能的基础上,灌浆料的28 d抗折强度和抗压强度相较于未掺钢纤维时分别提高了65.4%和31.0%,且灌浆连接段模型的极限承载力和极限位移分别提高了12.0%和15.5%,有效提高了灌浆料的延性;灌浆连接段模型在轴心荷载作用下,主要受力和变形部位为内筒上部剪力键和外筒下部,在今后的灌浆连接段设计中,可对该部位进行适当加强,以便充分发挥灌浆连接段的整体性能。

硫酸铝激发钢渣复合微粉的作用机理研究

本工作研究了掺硫酸铝钢渣复合微粉(SSCM)对混凝土工作性、抗压强度、抗氯离子渗透性和抗冻性等性能的影响,通过红外光谱、XRD、扫描电镜等检测分析,深入探讨了硫酸铝对SSCM的激发机理。硫酸铝可以加快掺SSCM混凝土的坍落度损失,促进混凝土强度提高,硫酸铝掺量为8%时,混凝土28 d抗压强度提高10%,同时提高了混凝土的抗氯离子渗透能力和抗冻性能。机理探讨认为,在SSCM-水泥体系中,随着硫酸铝掺量的变化,SSCM胶凝体系中大量的SO_(4)^(2)-和Al^(3+),生成溶度积极低的钙矾石,抑制氢氧化钙生成,初期大量生成钙矾石,促使钢渣中的硅酸钙、铝酸钙分解而激活。

渣系组元对电渣重熔核级316H不锈钢中氢含量的影响

在电渣重熔的过程中,钢中气体成分(如H、O、N等)的含量受所用渣系的气体渗透率影响显著。为了探索出一种适合核电用316H不锈钢的低氢渗透率的电渣重熔用渣系,测定了5种电渣重熔渣系的氢渗透率。研究结果表明,新开发的63%CaF_(2)-30%A_(l)2O_(3)-7%MgO渣系的氢渗透率最低。同时65%CaF_(2)-30%A_(l)2O_(3)-5%MgO渣系的氢渗透率与之较为接近,并且这两种渣系的氢渗透率与钢厂电渣生产所用原渣系60%CaF_(2)-20%A_(l)2O_(3)-20%CaO的氢渗透率相比均有明显降低,分别由6.58×10^(-6) mol/(cm·min)降至1.89×10^(-6) mol/(cm·min)和2.18×10^(-6) mol/(cm·min)。熔渣的光学碱度越大,氢渗透率也越大。渣中的CaO有较大的水容性,在电渣重熔过程中容易使钢锭中的氢含量升高,渣系中MgO的添加能够显著地降低氢渗透率。在研究条件下,渣系的组元对渣系的氢渗透率的影响比光学碱度更为显著。

利用钢渣粉制备干粉砂浆的研究

探讨10％～70％的钢渣掺量对砂浆工作性能、力学性能的影响；研究矿渣粉、纤维素醚对钢渣砂浆性能的影响，并分析其作用机理。研究结果表明，在砂浆中单掺钢渣粉或复掺钢渣粉、矿渣粉均有利于提高其保水性能，但泌水现象仍然存在，若同时掺入0．15％及以上的纤维素醚可有效解决其离析泌水现象；在砂浆中单掺钢渣粉时，随着钢渣粉掺量增加，砂浆强度下降，但同时复掺矿渣粉可显著提高钢渣砂浆的强度，钢渣粉与矿渣粉掺加比例为6：4、复掺掺量不大于30％时的砂浆强度大于空白砂浆，复掺掺量40％时的砂浆强度与空白砂浆持平；掺纤维素醚可大幅提高钢渣砂浆的工作性能，但力学性能有所降低。

掺钢渣微粉干粉砂浆的性能与应用研究

钢渣微粉既是活性掺合料,又是矿物增稠剂,掺钢渣微粉的干粉砂浆,在复合外加剂的作用下,显示了优异的性能,不仅具有良好的工作性稠度大、分层度小、保水性能好、良好的力学性能(包括后期强度持续增长),而且还具有抗折强度高、低收缩、微膨胀和耐久性好等特点。

助磨剂对转炉钢渣的粉磨及性能的影响

从比表面积、筛余、粒度分布等方面研究了5种助磨组分对转炉钢渣粉磨的作用效果,并探讨了助磨组分对钢渣微粉活性、流动度等性能的影响。结果表明:助磨剂对钢渣微粉的粉磨均有一定的助磨作用,80μm筛余显著降低,45μm筛余量变化不明显;同时使初凝时间延长,终凝时间缩短。掺入0.05%酰胺化合物的7、28 d活性指数较空白样增加了8.64%和5.93%。

钢渣粉取代矿渣粉配制水泥混凝土的试验研究

在采用矿渣粉和粉煤灰复掺的基础上,以钢渣粉等比例取代矿渣粉,研究钢渣粉对混凝土工作性能、抗压强度、劈裂抗拉强度、微观结构和水化产物的影响。结果表明,钢渣粉与矿渣粉复掺有利于提高混凝土的流动性、抗压强度和劈裂抗拉强度,掺钢渣粉混凝土微观结构致密,钢渣粉水化速度介于矿渣粉和粉煤灰之间。

钢渣高性能混凝土抗冲耐磨性能试验

为有效利用大宗废料钢渣，设计制作了15组掺钢渣粉混凝土试件，试验研究钢渣粉掺量对混凝土的工作性能、力学性能及抗冲耐磨性能的影响极其作用机理。结果表明：钢渣粉可以改善混凝土的工作性能；在不同水胶比下，掺钢渣粉混凝土的早期强度均小于基准混凝土，钢渣掺量在10%～30%以内时，混凝土的后期强度与基准混凝土基本持平，且略有提高，钢渣掺量大于30%时混凝土的后期强度下降较大；采用水下钢球法测试混凝土28 d抗冲磨强度，得出钢渣掺量在10%以内时混凝土的抗冲磨强度比基准混凝土略有提高，当钢渣粉掺量大于20%时，混凝土的抗冲磨强度呈下降趋势。因此，钢渣粉作为混凝土掺合料时其掺量应控制在20%以内为宜。

钢渣和粉煤灰对重混凝土性能的影响

研究了钢渣和粉煤灰对C30重晶石防辐射混凝土工作性、力学性能、收缩性能、抗冻性能、抗碳化性能以及抗渗性能的影响。结果表明:重混凝土的坍落度随粉煤灰掺量的增加而增加,随钢渣掺量的增加而降低;重混凝土的28 d抗压强度随粉煤灰掺量的增加而先增加后降低,粉煤灰掺量为30%时,28 d抗压强度最大;重混凝土的收缩随钢渣和粉煤灰掺量的增加而降低,粉煤灰掺量为40%、钢渣掺量为30%时重混凝土的60 d收缩最小,为191με;钢渣掺量为30%、粉煤灰掺量为40%时重混凝土冻融循环后的相对动弹性模量降低最小,抗冻性能最好;重混凝土的28 d碳化深度随粉煤灰掺量的增加而线性增加;重混凝土的渗水高度随钢渣和粉煤灰掺量的增加而降低,粉煤灰掺量为40%、钢渣掺量为30%的重混凝土渗水高度最小,为基准组的9.3%,抗渗性能大幅提高。

钢渣粉掺合料改良膨胀土特性试验研究

为解钢渣粉掺合材改良膨胀土特性,在膨胀土中掺入不同比例的钢渣粉,制作试块后测定其无荷载膨胀率及无侧限抗压强度。结果表明,随着钢渣粉掺入量的增加,钢渣粉对膨胀土的改良作用愈加明显;膨胀土的膨胀率随钢渣粉掺入量的增加而显著降低,强度随钢渣粉掺入量的增加而增加。这一结果说明钢渣粉对于膨胀土的改良效果明显。结合试验数据,从理论上分析了钢渣粉改良膨胀土的作用机理,为钢渣粉在膨胀土中的应用提供了试验和理论依据。

钢渣混凝土的Seebeck效应研究

试验研究了钢渣混凝土的Seebeck效应,并探讨了钢渣掺量和养护龄期对其Seebeck效应的影响。研究结果表明,钢渣混凝土具有很好的Seebeck效应,试块上下表面温差与温差电动势呈线性关系;随着钢渣掺量的增加,温差电动势与温差关系的线性规律先增强后减弱;随着养护龄期的延长,钢渣混凝土的Seebeck效应越好,TEP越趋于稳定。

昆钢钢渣微粉在混凝土中的应用研究

钢渣作为活性掺合料用于混凝土是实现其资源化利用的有效途径。文章基于昆钢钢渣粉具有的潜在活性及与水泥熟料相似的矿物组成,以钢渣粉取代矿渣粉制备C15、C20、C30和C40混凝土,分析了钢渣粉掺入对混凝土性能的影响,针对混凝土的工作性能、力学性能和水化产物,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等手段对掺钢渣粉混凝土的流动性、塌落度损失、泌水率、抗压强度、抗拉强度以及净浆水化产物等进行研究。结果表明:钢渣粉与矿渣粉复掺有利于提高混凝土的流动性、延缓了塌落度损失,降低了混凝土的滞后泌水,并满足了力学强度的设计要求;钢渣粉的掺入,水化产物种类没有改变,钢渣粉早期水化速度较慢,后期水化程度逐渐提高。

钢渣-碳纤维发热混凝土地板的研制

碳纤维导电混凝土中掺加水淬钢渣细粉,可改善导电混凝土导电、变形等性能,并有效降低导电混凝土的制备成本。本文尝试了钢渣-碳纤维导电混凝土在建筑采暖工程中的应用,介绍了室内采暖导电混凝土的设计与施工方法,并对导电混凝土进行了交流温升试验。初步结果表明,该混凝土可以达到室内采暖目的,同时具有施工方便、造价低廉等优点。

用于钢矿粉复合激发剂的试验研究

采用正交试验法确定适用于钢矿粉复合激发剂的最优配比,并通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析激发剂对钢矿粉水化产物及胶凝材料微观形貌的影响。结果表明,钢矿粉中复合激发剂的最优掺量配比(质量分数)为半水脱硫石膏2.0%、二水脱硫石膏1.5%、氢氧化钠0.2%,在钢渣掺量为钢矿粉的30%时,掺入复合激发剂的钢矿粉7,28 d活性指数分别达90%,98%。微观分析显示,激发剂能促进钢矿粉的水化与钙矾石(Aft)的生成,同时吸收氢氧化钙,进而改善胶凝体系力学性能。

粗粒度区间钢渣微粉在UHPC中的应用研究

用粒度区间为45~80 μm的较粗钢渣微粉作为掺合料进行了UHPC的应用研究,试验结果表明,与基准混凝土相比,45~80 μm钢渣微粉在UHPC中以5%掺量取代水泥和复合掺合料后,UHPC的孔隙率降低、孔径分布得到优化、塑性黏度降低了42 Pa·s、流动性能提升(V漏斗排空时间减少了20 s)、28 d抗压强度提高了10~12 MPa、抗折强度提高了2~3 MPa。

几种激发剂对钢矿粉活性影响的研究

研究了几种单一激发剂不同掺量对钢矿粉活性的激发作用及机理,优选最佳激发剂种类及掺量。结果表明:对钢矿粉激发效果较好的激发剂为半水石膏、氧化钙、二水石膏、硫酸钠、氢氧化钠,其激发剂最优掺量分别为半水石膏0.6%、氧化钙0.15%、二水石膏0.2%、硫酸钠0.15%、氢氧化钠0.03%,其中半水石膏可提高钢矿粉各龄期活性指数8%以上。

钢渣代砂对砂浆的强度和工作性能的影响

将钢渣晒干破碎后过4.75 mm的筛作为细集料取代砂来制备钢渣砂浆,钢渣取代砂的掺量分别为0、20%、40%、60%、80%、100%,对钢渣代砂砂浆的物理力学性能进行了试验研究。试验结果表明:钢渣掺量对新拌砂浆的工作性影响明显,砂浆拌合物的稠度随钢渣掺量的增加呈先增大而减小的趋势,在钢渣掺量为40%时,稠度最大,密度最大,保水性最好。砂浆的弹模和立方体抗压强度随钢渣掺量的增加呈先增大后减小。