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.

速凝剂与掺合料的相容性规律及评价方法

研究了常用的速凝剂与掺合料双掺对水泥浆体凝结时间和砂浆力学强度的影响规律,创新性地提出了速凝剂与掺合料相容性的评价方法——f(a)值法。结果表明:当4种掺合料的掺量不超过10%时,掺合料对速凝剂的速凝效果不会产生显著影响。在4种掺合料中,硅灰与速凝剂双掺有利于提高胶砂各龄期的强度(8h、1d和28d),其他3种掺合料在掺量不超过10%时对胶砂强度的影响较小。通过计算对比f(a)值的大小,得到掺合料与速凝剂的相容性由好到差依次为:硅灰、石灰石粉、矿粉、粉煤灰。

磨细矿渣粉在混凝土中的应用试验研究

本文主要针对不同比表面积磨细矿渣粉对混凝土强度的影响、磨细矿渣粉掺量对混凝土强度的影响、超量系数对混凝土强度的影响、掺磨细矿渣粉混凝土各龄期间强度的关系和掺磨细矿渣粉混凝土强度公式等方面进行试验研究。

大掺量磨细矿渣粉高性能混凝土的试验研究

论述了大掺量磨细矿渣粉对混凝土性能的影响，研究结果表明：用S95磨细矿渣粉和少量粉煤灰可以配制出早期抗裂性和耐久性均好的C50-C70高性能混凝土，84d氯离子扩散系数均小于1．50×10^12m^2／s,大掺量磨细矿渣粉高性能混凝土的收缩徐变较普通混凝土小。

利用冶炼钢渣配制蓄热混凝土

选用热容大的玄武岩、冶炼钢渣为集料，硅酸盐水泥作为蓄热材料的胶凝剂，添加矿渣粉和硅微粉提高了蓄热材料力学性能，掺入一定比例石墨粉改善了蓄热材料热学性能，所制备的蓄热混凝土在200-500℃高温阶段抗压、抗折强度综合性能表现突出，在温差300-500℃，其平均比热为2272J／（kg·K），每m^3蓄热混凝土的理论蓄热量可达335．75kWh。

活性掺合料对钢筋混凝土抗迷流腐蚀性能的影响

通过模拟试验 ,研究了粉煤灰和矿渣微粉对钢筋混凝土抗地铁迷流腐蚀性能的影响。试验研究表明 ,混凝土胶凝材料中掺加56 %～65

矿渣微粉掺量与颗粒群特征对水泥浆流变性能的影响

探讨了矿渣微粉颗粒群特征及掺量与水泥浆体流变性能(粘度η和屈服值τ)之间的关系。在均匀性系数、特征粒径与勃氏比表面积值3个颗粒群特征参量中,分别确定其一,变化其它参量进行对比试验,以确定水泥浆体流变性能的变化规律,并从物理化学角度对其成因进行了解释。

磨细钢渣粉在大体积混凝土中的应用

结合武汉融侨锦江项目工程,对磨细钢渣粉在大体积混凝土中的应用进行了研究,并通过试验对原材料和配合比参数进行了优化。试验表明,磨细钢渣粉掺量为取代水泥量的20%时,混凝土7d抗压强度平均值为24.8MPa,28d抗压强度平均值为48.2MPa,满足C40级混凝土设计规范的要求。

水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝材料干缩性能研究

研究了水泥-石灰石粉-矿粉复合胶凝材料体系的干燥收缩性能。试验结果得到了石灰石粉和矿粉对水泥基材料干缩变形的影响规律。水泥-石灰石粉复合胶凝材料的干缩值随石灰石粉掺量的增加呈现先增加后降低的趋势,石灰石粉掺量为10%时达到最大值;矿粉的掺入可有效改善水泥基胶凝材料的干缩性能,同时,也可明显减少水泥-石灰石粉复合胶凝材料的干缩变形。

矿物掺合料对自密实混凝土流变性能的影响

采用新型混凝土流变仪,研究了不同矿物掺合料对新拌自密实混凝土(SCC)拌合物流变性能的影响规律。研究结果表明:随着粉煤灰的掺入,SCC拌合物的屈服剪切应力与塑性黏度逐渐降低;矿渣可使SCC拌合物的屈服剪切应力先降低再增加,触变性能显著增强;石灰石粉的掺入使SCC拌合物的屈服剪切应力及触变性均有所增大。随着静置时间延长,SCC拌合物的触变性逐渐变弱,屈服剪切应力增大,塑性黏度减小。

矿渣微粉和磨细粉煤灰双掺混凝土的试验应用

通过试验研究,阐述了矿渣微粉和磨细粉煤灰双掺混凝土在大体积混凝土以及高强混凝土中的应用优势,并列举了具体的实例加以验证,为FS双掺的推广奠定了基础。

复合矿物质超细粉对水泥石自收缩影响效应

为了探讨复合矿物质超细粉对水泥石自收缩的影响规律,将硅灰与粉煤灰、磨细矿渣与粉煤灰2种复合掺合料分别加入水泥浆体中,通过改变粉煤灰与硅灰的质量比、粉煤灰与磨细矿渣的质量比。测量其自收缩量,发现粉煤灰能抑制自收缩,磨细矿渣和硅灰促进自收缩,当粉煤灰与硅灰或磨细矿渣复配时.抑制自收缩的作用和硅灰与粉煤灰的质量比或硅灰与磨细矿渣的质量比显著相关.

常用掺合料Ⅱ级粉煤灰和S95磨细矿渣粉的影响系数研究

采用水泥胶砂强度检验方法,测定了Ⅱ级粉煤灰和S95磨细矿渣粉单掺和复掺时不同掺量的影响系数(称实测影响系数),同时利用现行JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》确定了对应的影响系数(称规程影响系数)。分析了2种影响系数的相关关系及两者随掺合料掺量的变化规律。结果表明:单掺Ⅱ级粉煤灰和复掺Ⅱ级粉煤灰与S95磨细矿渣粉时实测影响系数与规程影响系数显著线性相关,单掺S95磨细矿渣粉时实测影响系数与规程影响系数不存在线性相关关系;单掺时随着掺合料掺量的增加影响系数减小,复掺且掺量一定时随着粉煤灰掺量的增加影响系数亦减小;考虑到实测影响系数的误差和规程影响系数的偏差,采用规程影响系数不会影响到混凝土配合比设计的准确性。

玻璃粉对掺矿粉和粉煤灰混凝土抗氯离子渗透性能影响对比研究

就玻璃粉对掺矿粉混凝土和掺粉煤灰混凝土的抗氯离子渗透性的影响进行了对比研究.试验结果表明,玻璃粉以1/4质量比例复掺进入矿粉混凝土和粉煤灰混凝土,直到矿粉掺量达到40%以及粉煤灰掺量达到32%,在56 d龄期以后,可以提高两种混凝土抗压强度.但玻璃粉对两种混凝土抗氯离子渗透性能的影响并不相同,在矿粉混凝土系统中,玻璃粉的掺入,除28 d在60%矿粉掺量和15%玻璃粉掺量时使混凝土电通量和DRCM较单掺60%矿粉提高外,所有配合比从28~90 d复掺玻璃粉和矿粉混凝土比单掺矿粉混凝土具有更低的电通量和DRCM.而玻璃粉和粉煤灰复掺混凝土中,随玻璃粉的掺入,从28~90 d粉煤灰掺加量不超过32%时,复掺玻璃粉和粉煤灰混凝土均比单掺粉煤灰混凝土具有更高的DRCM或只是在90 d少量降低了电通量.说明玻璃粉对矿粉混凝土较粉煤灰混凝土的抗氯离子渗透性能具有更好的促进作用。

不同矿物掺合料对蒸养水泥水化产物与力学性能的影响

为探讨矿物掺合料对预制装配式混凝土水化产物与力学性能的影响,采用20%的镍铁渣粉、锂渣粉、钢渣粉与矿渣粉分别取代水泥,在早期80℃蒸养7h条件下制备了水泥净浆与砂浆,对比研究了镍铁渣粉、锂渣粉、钢渣粉与矿渣粉对7h和28d龄期蒸养水泥水化产物和力学性能的影响。结果表明:除了C-S-H与Ca(OH)2外,7h蒸养水泥的水化产物主要为AFm与Ca4Al2O6(CO3)0.5(OH)·11.5H2O,28d蒸养水泥的水化产物主要为Ca4Al2O6(CO3)0.5(OH)·11.5H2O和Ca4Al2O6(CO3)·11H2O,矿物掺合料对蒸养水泥水化产物种类影响较小;掺镍铁渣粉、锂渣粉、钢渣粉、矿渣粉后,7h蒸养水泥的化学结合水含量分别达到了纯水泥的93.27%、102.22%、90.24%、102.22%,28d蒸养水泥的化学结合水含量分别达到了纯水泥的93.76%、95.08%、86.27%、95.68%,掺锂渣粉与矿渣粉可以显著提高7h蒸养水泥的水化程度,掺钢渣粉的效果最差;此外,掺锂渣粉、钢渣粉、矿渣粉改变了蒸养7h水泥浆体C-S-H的形貌,除了纤维状C-S-H外,掺锂渣粉水泥浆体中还有蜂窝状C-S-H形成,掺钢渣粉水泥浆体与掺矿渣粉水泥浆体中还有球形与薄片状C-S-H形成;掺锂渣粉可以提高早期80℃蒸养7h水泥胶砂的抗压与抗折强度,但四种矿物掺合料均不能改善28d蒸养水泥胶砂的力学性能。

磨细矿渣微粉在混凝土中的应用研究

本文用不同掺量磨细矿渣微粉等量替代水泥的试验。通过磨细矿渣微粉掺入混凝土中改善混凝土性能的分析,以及结合工程应用情况。认为在混凝土中使用磨细矿渣微粉,有利于工业废料的利用和混凝土行业的可持续发展,有一定的经济效益。

大体积混凝土配合比设计

为了延缓和降低大体积混凝土的最大水化热,降低水泥用量,延长混凝土龄期,尝试掺用粉煤灰和磨细矿渣粉、选用缓凝型外加剂等方法,在试配阶段采用低水胶比、不同掺量粉煤灰和磨细矿渣粉,在满足混凝土各项工作性能、力学性能的情况下,确立出最佳配合比。实践结果表明:新的大体积混凝土配合比设计在满足强度要求的前提下,未产生任何温度裂缝和收缩裂缝,配合比设计思路和方法取得了良好的效果。

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。

改善码头面层混凝土塑性收缩的方法

混凝土塑性收缩除了与环境温度、湿度、风速以及混凝土表面温度有关外,混凝土组成和配合比也对塑性收缩和开裂产生一定的影响。采用粉煤灰、粒化高炉矿渣粉以及聚丙烯纤维,进行了码头面层混凝土塑性收缩的研究。研究结果表明,20%的粉煤灰对混凝土的塑性收缩的影响不大,与基准混凝土的塑性收缩相当;掺入30%的粒化高炉矿渣粉比基准混凝土的塑性收缩略有增加。提出了控制码头面层混凝土塑性收缩综合防治方法,并在洋山港三期工程中进行了应用,有效控制了码头面层的塑性收缩。

磨细矿渣粉在船坞抗冻混凝土中的应用

通过一系列科学系统的试验，首次推出了适用于水工项目有抗冻要求的掺加磨细矿渣粉的混凝土配合比，并将此配合比应用到某船坞项目主体混凝土结构。总结掺加磨细矿渣粉混凝土的应用情况。