鞍钢钢渣矿渣制备人工鱼礁混凝土复合胶凝材料

以81.5%的矿渣、5%的钢渣、12.5%的脱硫石膏以及1%的水泥熟料,制备出了28 d抗压强度为56.75 MPa的低碱度胶凝材料,该胶凝材料可用于制备低碱度人工鱼礁混凝土。通过改变钢渣和脱硫石膏的掺量,研究了其掺量变化与试件强度的影响关系。实验结果表明:在该体系中,当钢渣掺量小于5%时,胶砂试块的强度随着钢渣的增加而提高;当钢渣掺量大于5%时,胶砂试块的强度随着钢渣掺量的增加而降低,并在钢渣掺量大于20%时快速下降。脱硫石膏的掺量对胶砂试块的强度影响更为显著;当脱硫石膏掺量达到12.5%时,与不含脱硫石膏的试样相比,抗压强度和抗折强度分别提高了168%和176%。利用XRD和SEM分析净浆的水化过程,结果表明,体系在早期水化主要生成AFt相和C-S-H凝胶,并对强度的增长起了主要作用。

钢渣制备高强度人工鱼礁混凝土

以79%的矿渣1、5%的钢尾渣、5%的脱硫石膏以及1%的水泥熟料制备的胶凝材料代替水泥,以热闷法稳定化的钢尾渣为骨料,制备出了强度达到61 MPa的人工鱼礁混凝土。在该混凝土中,水泥熟料所占比例为0.16%,钢渣比例超过了99%。利用XRD和SEM方法分析净浆的水化过程,结果表明,体系水化主要生成AFt相和C-S-H凝胶,并对强度的增长起了主要作用。

水泥类型对人工鱼礁混凝土耐久性的影响

采用硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥以及两种水泥混合后配制人工鱼礁混凝土,研究水泥类型对人工鱼礁混凝土的耐久性的影响。试验中,采用氯离子渗透性和吸水率试验研究水泥类型对人工鱼礁混凝土渗透性的影响,结合孔结构和XRD等试验方法对混凝土微观结构进行测试和分析,研究不同水泥对混凝土性能的影响。研究结果表明:在标准养护下,采用硫铝酸盐水泥时海水海砂混凝土的骨料与水泥石界面得到明显改善,裂缝减少,孔结构优化;与普通混凝土相比,其抗压强度和劈拉强度分别增加了15.0%和11.9%,抗渗性也得到提高;而采用混合水泥会导致海水海砂混凝土内部的裂缝明显增多,骨料与水泥石界面变差,孔结构明显劣化,导致抗压强度、劈拉强度和抗渗性降低。

我国工业固废基人工鱼礁混凝土的研究进展与展望

人工鱼礁可以为鱼类等提供繁殖、生长、索饵和庇敌的场所,对海域生态优化、海洋环境修复、海洋牧场推广及海洋碳汇提升均具有重要意义。混凝土是人工鱼礁制备中应用最为广泛的材料,但是其制备成本较高,限制了人工鱼礁在海洋环境修复中的应用。针对我国海岸线长、人工鱼礁需求量大、制备成本高,同时基于我国工业固废产生量大、资源化利用率低的现状,综述了我国以粉煤灰、铁尾矿、钢铁渣等为代表的工业固废基人工鱼礁混凝土的研究现状,介绍了工业固废基人工鱼礁的制备方法、性能及其对海洋环境的影响,分析了工业固废基人工鱼礁应用的可行性,并对未来的研究方向提出了建议,以期为工业固废的大规模高值化利用和低成本工业固废基人工鱼礁混凝土的推广应用提供参考。

生物硫酸作用下新型人工鱼礁钢筋混凝土抗钢筋锈蚀性能研究初探

以普通硅酸盐水泥混凝土为对照组,在生物硫酸(p H=1.1)作用下,对新型人工鱼礁混凝土抗压强度、钢筋处混凝土孔隙液p H值、自由氯离子浓度和钢筋腐蚀电位进行测定以研究其抗钢筋锈蚀性能。研究结果表明:新型人工鱼礁混凝土的抗压强度始终高于普通硅酸盐水泥混凝土;虽然海砂海水引入大量的自由氯离子降低了新型人工鱼礁混凝土的抗钢筋锈蚀性能,但140 d新型人工鱼礁混凝土中钢筋处孔隙液p H值高于普通硅酸盐水泥混凝土,且由于阻锈剂的加入,新型人工鱼礁混凝土的腐蚀电位比普通硅酸盐水泥混凝土的更大,因此其具有更好的抗钢筋锈蚀性能。

不同水泥类型混凝土人工鱼礁的生物附着效果

为研究不同水泥类型混凝土人工鱼礁对生物附着效果的影响,本研究在青岛薛家岛海域进行礁体挂板实验,水泥类型包括复合硅酸盐水泥(P.C)、矿渣硅酸盐水泥(P.S)、火山灰质硅酸盐水泥(P.P)、粉煤灰硅酸盐水泥(P.F)和铝酸盐水泥(CA),2015年9月完成海上挂板。结果显示,2015年11月第1次取样,不同材质人工鱼礁上的附着生物量从大到小依次为P.P、P.S、CA、P.F和P.C,生物量分别为888.29、755.43、752.07、620.11和402.01 g/m^2;生物种类分别为P.S上7种,P.F、P.P和CA上各5种,P.C上3种。2016年3月,CA、P.P、P.F、P.C和P.S上的生物量分别为1956.94、1601.44、1453.06、1254.63和1072.43 g/m^2;生物种类由多到少为P.F、CA、P.S、P.P、P.C,种类分别为17、15、12、11、8。2015年11月,Pielou均匀度指数J为CA>P.P>P.F>P.C>P.S;2016年3月为P.S>P.F>P.P>CA>P.C。2015年11月,附着生物Shannon-Wiener多样性指数(H￠)为CA>P.P>P.F>P.C>P.S;2016年3月依次为P.S>P.F>P.P>CA>P.C。研究表明,5种混凝土鱼礁中,铝酸盐水泥(CA)及粉煤灰硅酸盐水泥(P.F)人工鱼礁生物附着效果好,复合硅酸盐水泥(P.C)生物附着效果较差。

齐大山铁尾矿制作人工鱼礁材料的研究

以齐大山铁尾矿为主要原料制备了人工鱼礁混凝土,并进行了性能与机理研究。结果表明,铁尾矿掺加量为70%的鱼礁混凝土,标准养护28 d的抗压强度达到47.3 MPa,抗折强度达到8.6 MPa;比表面积达到720m2/kg的铁尾矿球磨细粉具有一定的火山灰活性,在人工鱼礁混凝土中能起到良好的活性粉末填充作用;人工鱼礁材料试块海水浸泡初期,表层有少量OH-溶出,使浸泡液pH值由新鲜海水的8.0升至8.5,但69 d后恢复到正常值;重金属离子溶出检测结果表明,浸泡试样的海水水质符合渔业水质国家标准。因此,大比例掺加齐大山铁尾矿制备的人工鱼礁混凝土不仅具有良好力学性能,还能满足人工鱼礁所要求的低碱、无污染要求,表现出了良好的海洋适应性,使大规模综合利用铁尾矿和海洋渔业增殖成为可能。

钢渣对海洋工程混凝土保护作用综述

海洋环境对混凝土的物理性能有消极影响,通过综合分析混凝土在海洋环境下所受到的侵蚀机理,重点研究了采用钢渣作为矿物掺合料对海洋工程混凝土耐久性能的影响,以及钢渣应用于混凝土中所需解决的难题,并探讨了钢渣在人工鱼礁混凝土以及防波堤上的应用现状,对钢渣在海洋工程混凝土中的规模化应用进行展望,并提出新的想法和建议。

Corrosion life of artificial reef under natural seawater conditions

Corrosion of steel bars with chloride salt erosion is one of the main reasons for the deterioration of the performance of reinforced concrete structures.The key to the service life of concrete members is the transport rate of chloride ions and the time for rusting of steel bars.In this paper,the artificial reef concrete member is taken as the research object,and the diffusion coefficient of seawater chloride ion in C30,C35 and steel slag composite artificial reef concrete is analyzed.The critical chloride ion concentration of steel corrosion in concrete is used as the boundary condition for life prediction.The chloride ion diffusion model predicts the corrosion life of C30,C35 and steel slag composite artificial reefs in seawater.The results show that the diffusion law of chloride ions in concrete artificial reefs basically meets Fick's second law.The corrosion life of C30,C35 and steel slag composite concrete reefs was calculated by the model to be 51.6,54.8 and 56.8 years,respectively.