不同火山灰质材料的火山灰反应效益研究

主要研究火山渣的火山灰反应效益,并与粉煤灰及矿渣进行了对比。结果表明,3 d时火山渣对水泥砂浆体系的强度没有贡献,28 d、90 d、180 d时对强度有贡献,但贡献小于硅酸盐水泥;3 d、28 d、90 d、180 d时粉煤灰对水泥砂浆体系的强度有贡献,但贡献小于硅酸盐水泥;3 d时矿渣粉对水泥砂浆体系强度的贡献小于硅酸盐水泥,28 d、90 d、180 d时对强度的贡献大于硅酸盐水泥。随着火山渣细度增加及水化龄期的延长,火山渣的火山灰反应效益呈增大趋势。

火山渣-Ca(OH)_(2)-H_(2)O系统中的火山灰反应研究

采用X射线衍射法以及TG/DSC综合热分析研究了火山渣-Ca(OH)_(2)-H_(2)O系统中的火山灰反应。结果表明,在火山渣-Ca(OH)_(2)-H_(2)O系统中,火山渣中的活性Al2O3与Ca(OH)_(2)发生反应生成了新的结晶相物质水化铝酸四钙。随着反应龄期的延长,火山渣-Ca(OH)_(2)-H_(2)O系统中Ca(OH)_(2)含量在不断下降,反应产物水化铝酸四钙的数量在不断上升。90 d龄期之前,Ca(OH)_(2)含量下降的幅度较小,180 d龄期之后Ca(OH)_(2)含量的下降的幅度较大。

利用火山渣发泡混凝土制备实心自保温砌块的研究

火山渣发泡混凝土实心自保温砌块是由单一火山渣发泡混凝土制成,孔洞率为零的实心砌块。探讨了火山渣粒径、火山渣用量、改性剂用量对火山渣发泡混凝土性能的影响,结果表明,随着火山渣粒径逐渐增大,发泡混凝土导热系数愈低,但强度亦有所降低,综合考虑火山渣粒径与发泡混凝土性能相关性以及火山渣加工成本,火山渣合适粒径为3~5 mm。对于B06、B07、B08级发泡混凝土,当水泥用量固定,随着火山渣掺量逐渐增加,发泡混凝土抗压强度逐渐降低。基于抗压强度提出了A2.5、A3.5和A5.0级火山渣发泡混凝土实心自保温砌块的适宜配合比。并推算实心砌块砌体传热系数基本处于0.37~0.87 W/(m^2·K)之间。

火山渣的活性研究

采用火山灰活性图法及抗压强度比法评价了火山渣的活性,并对火山渣的活性影响因素及活性提高方法进行了研究。结果表明:试验采用的2种火山渣均具有火山灰活性;超细粉磨或化学激发可提高火山渣的火山灰活性,与比表面积为520 m^2/kg的火山渣相比,比表面积为1022 m^2/kg的火山渣的3 d抗压强度比提高了16.7%,28 d抗压强度比提高了12.2%;掺加适量的CaCl2、CaO或Ca(OH)2可以提高火山渣水泥的3 d抗压强度,掺加适量CaSO4可以提高火山渣水泥的28 d抗压强度。

钢渣中重金属在水泥基胶凝材料的长期浸出行为

采用连续水槽浸出试验研究了钢渣在胶砂中重金属的长期浸出规律,并通过浸出动力学模型拟合预测了胶砂30 a重金属累积浸出量。结果表明:钢渣中含有As、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等重金属,制备成胶砂后Cr、Cu、Ni和Zn浸出量偏高。随着浸出时间的增加,溶液中重金属离子累积浸出量先快速增加后减缓;胶砂预先养护龄期越长,重金属累积浸出量越低,对重金属Zn的固化作用越明显。水泥胶砂中Cr和Ni、Cu和Zn的浸出规律分别符合Elovich方程和双常数速率方程,掺钢渣胶砂中Cu的浸出规律满足双常数速率方程,而Cr、Ni和Zn的浸出规律满足二级动力学方程。通过动力学方程计算,预测掺钢渣胶砂与纯水泥胶砂中Cr、Cu、Ni和Zn的30 a累积浸出量相比分别降低了49.52%、24.02%、47.20%和89.79%。

火山灰渣对水泥水化放热的影响

研究了火山灰渣的种类、细度及掺量对水泥水化放热的影响。结果表明,火山灰渣水泥的水化放热速率及3 d累积放热量明显低于硅酸盐水泥,两种火山灰渣水泥的水化放热速率及3 d累积水化放热没有明显差异。随着火山灰渣细度的增加,火山灰渣水泥的最大水化放热速率略有增长,最大水化放热速率出现的时间略有提前,火山灰渣水泥的3 d累积水化放热差别不大。随着火山灰渣掺量的增加,火山灰渣水泥的最大水化放热速率呈下降趋势,最大水化放热速率出现的时间略有延迟。随着火山灰渣掺量的增加,火山灰渣水泥的3 d累积水化放热呈下降趋势。当火山灰渣掺量从20%增加到30%以及从40%增加到50%时,火山灰渣水泥的3 d累积水化放热量下降较快。