硅灰对高炉镍铁渣粉水泥土性能影响机制研究

高炉镍铁渣粉是一种前期火山灰活性较低的绿色可持续新型建筑材料。本文探讨了外掺硅灰对高炉镍铁渣粉水泥土无侧限抗压强度的影响规律,分析高炉镍铁渣粉和硅灰替代率对其无侧限抗压强度和破坏模式的影响。结合扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)和X-射线衍射仪(X-ray Diffractometer, XRD)揭示硅灰对高炉镍铁渣粉水泥土性能影响机制。研究结果表明:在一定范围内,高炉镍铁渣粉水泥土的强度随硅灰掺量的增加而提升,归因于硅灰促进水泥水化反应以及硅灰发生二次火山灰反应生成C-S-H凝胶包裹土颗粒表面,未发生水化反应的颗粒减少,凝胶将土壤颗粒、高炉镍铁渣粉颗粒和小硅球等共同构建“网络状”空间骨架填充在大土壤颗粒之间,进一步提升了水泥土的密实性与强度,硅灰的最佳掺量为10%。硅灰掺量高会消耗大量Ca(OH)_(2),影响硅灰发生二次火山灰反应,特别是掺量增加至30%时,水泥土强度降低3.6%。

高炉冶炼红土矿生产镍铁合金关键技术分析与发展方向

分析了高炉冶炼红土矿生产镍铁合金关键技术。我国成功解决了高炉冶炼红土矿工艺的一系列技术难题,已经可以在600 m3的高炉上冶炼红土矿。用高炉冶炼红土矿生产镍铁合金工艺的单位能耗低于现代高炉炼铁工艺,是多种有价资源综合利用的示范工艺,应该大力推广和发展。

三种不同镍渣混合生产复合掺合料的研究

研究了RKEF法镍铁不锈钢一体化生产线产生的高炉镍铁渣、电炉镍铁渣、不锈钢精炼混合渣的粉磨特性、用作掺合料对胶砂流动度、活性指数的影响,在此基础上通过复掺混合粉磨制备复合掺合料,以期实现不锈钢精炼混合渣的利用。结果表明,当配合比为精炼渣:电炉渣:高炉渣为4:3:3时,制备的复合掺合料性能最佳,其胶砂流动度比为103%,7 d活性指数为81%,28 d活性指数为88%,可达到行业标准JG/T486中普通型Ⅱ级复合掺合料的技术要求。

高炉镍铁渣粉在水泥基复合胶凝材料中的水化特性研究

通过对不同高炉镍铁渣掺量的水泥-高炉镍铁渣粉复合胶凝材料水化放热速率、高炉镍铁渣粉的反应程度、硬化浆体化学结合水含量以及水化产物中C-S-H凝胶Ca/Si的测定,分别研究了水泥-高炉镍铁渣粉复合胶凝材料的早期、中长期水化进程、浆体微观形貌以及水化产物特点等水化特性。研究结果表明:高炉镍铁渣的掺入会降低水化放热速率,并推迟水化加速期放热峰的出现时间;在复合胶凝体系中,随着高炉镍铁渣粉掺量的增大,其反应程度和硬化浆体中化学结合水含量将降低。复合胶凝材料水化生成的C-S-H凝胶的Ca/Si低于水泥,且随着水化的进行呈降低趋势;高炉镍铁渣粉中的Al,在水化过程中会取代部分Si进入C-S-H凝胶中,形成C-A-S-H凝胶。

粒化高炉镍铁渣粉在预拌砂浆中的应用研究

研究了粒化高炉镍铁渣粉用于预拌砂浆时的性能。结果表明,粒化高炉镍铁渣粉作为掺合料掺入预拌砂浆时能有效改善砂浆保水性能,显著延长凝结时间,同时在抗压强度及其他技术性能满足要求的前提下大幅降低水泥用量和生产成本,有效实现了预拌砂浆生产的绿色化。

矿渣-镍铁渣活性掺合料粉的基础性能研究

以水淬镍铁渣作为矿渣部分替代原料制备了混凝土活性掺合料,探究了其粉磨性能、流动性、抗压强度、水化放热特性,并分析了水化产物及微观形貌。试验结果表明:随着镍铁渣掺量增加,其粉磨难度增大,流动性减小,渣粉抗压强度及活性指数降低;比表面积为410～420m^2/kg时,掺合料粉中镍铁渣掺量不宜超过50%;活性渣粉能显著降低水泥水化放热量,且镍铁渣掺量越多,水化放热总量越小,有利于降低大体积混凝土开裂风险。

冶金熔渣混合制备微晶玻璃的组成及性能优化

以电炉镍铁渣和普通高炉渣为主要原料,采用Petrurgic一步法制备了微晶玻璃,并结合力学性能测试,对样品进行了X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析,讨论了电炉镍铁渣和普通高炉渣配比、Mg^2+含量以及晶核剂Ti O2对成品微观结构及性能的影响规律.结果表明:将熔渣冷却至900℃结晶和650℃退火,能够制备出性能优良的微晶玻璃.当Mg^2+含量增加且析出晶体为单一辉石族矿物时,微晶玻璃具有较高的力学性能.电炉镍铁渣或Mg^2+含量增加,会导致其辉石族矿物含量增加,当两种渣混合掺量达到90%(镍铁渣质量分数50%,高炉渣质量分数为40%)且外掺2%MgO时,所制备微晶玻璃结构致密,仅含有单一辉石族矿物,包括透辉石、普通辉石和斜顽辉石,从而具有最优的力学性能,其抗折强度达210 MPa,抗压强度达1162 MPa.电炉镍铁渣或者MgO含量进一步增加,会导致镁橄榄石析出,此时微晶玻璃的力学性能显著下降.Ti O2含量的增加不改变微晶玻璃晶体种类,合适掺入Ti O2(本实验为质量分数2%)能够增强透辉石含量,提升性能;但过量掺入会抑制晶体生长,导致其性能下降.