日钢钢渣微粉在混凝土中的应用

发布时间：2019-02-25 16:15

【摘要】：随着工业化进程的发展，环境保护问题日益受到人们的重视。钢渣作为一种废渣，若不能进行有效的利用会造成严重的环境污染与社会负担。因此，各国相继投入大量资金与科研力量进行相关研究。但是，由于钢渣成分与性能的多样性，我国钢渣的综合利用率远低于发达国家。日照京华新型建材有限公司将日钢钢渣进行了充分粉磨细化，但其特殊性能会导致日钢钢渣微粉-水泥胶凝材料严重缓凝且早期强度过低。本文针对日钢钢渣微粉-水泥胶凝材料缓凝及早期强度过低的弊端，进行以下几个方面的研究。对日钢钢渣微粉特性进行了全面分析。日钢钢渣微粉各项物理性能指标满足GB/T20491-2006中一级钢渣粉的标准要求；日钢钢渣微粉具有良好的颗粒分布，具有填充密实作用，对混凝土强度的发展起到促进作用；日钢钢渣主要矿物组成为C3S、C2S、RO、C2F、CF、玻璃相等，日钢钢渣中RO相、P元素含量多于莱钢钢渣，而C3S、C2S活性矿物少于莱钢钢渣；适量日钢钢渣微粉的掺入可降低胶凝材料体系的水化放热量与水化放热速率，使胶凝材料水化放热速率进入平稳期的时间延长。对日钢钢渣微粉在普通混凝土中的应用研究发现，当日钢钢渣微粉取代硅酸盐水泥时，日钢钢渣微粉取代硅酸盐水泥的适宜量为15%；当日钢钢渣微粉取代矿粉时，日钢钢渣微粉取代矿粉的适宜量为40%；当日钢钢渣微粉、矿粉、粉煤灰同时作为混凝土掺合料使用时，日钢钢渣微粉、矿粉、粉煤灰的适宜比例为1:2:1，且三者适宜总掺量为40%；日钢钢渣微粉掺量越大，混凝土凝结时间越长且坍落度经时损失越小。对日钢钢渣微粉的缓凝机理研究发现，可溶性磷酸盐对硅酸盐水泥的缓凝作用要大于难溶性磷酸盐，PO43-类盐对硅酸水泥的缓凝作用要大于HPO42-类盐；日钢钢渣微粉在碱性溶液作用下，P元素会随着钢渣中玻璃体的解聚逐渐释放形成可溶性磷酸盐，且这种变化在12h内最明显；可溶性P元素在硅酸盐水泥水化进程中，会与Ca2+结合形成羟基磷灰石，阻碍硅酸盐水泥熟料矿物的正常水化。对日钢钢渣微粉-水泥胶凝材料的化学活化研究发现，适宜掺量的CaO可以缩短日钢钢渣微粉-水泥胶凝材料凝结时间，提高胶凝材料3d、28d强度，日钢钢渣微粉-水泥胶凝材料中CaO适宜掺量为4%。适量CaO可以促进硅酸盐水泥熟料矿物的水化，使各龄期生成更多的水化产物，增加水泥石致密性；Na_2SO_4掺量变化对日钢钢渣微粉-水泥胶凝材料的凝结时间影响不大，适量Na_2SO_4可使胶凝材料水化早期生成较多的AFt，从而起到提高胶凝材料早期强度的作用。但是，过量Na_2SO_4在胶凝材料水化后期生成过量的AFt会引起水泥石结构膨胀，从而降低胶凝材料后期强度。对日钢钢渣微粉在粉煤灰加气混凝土（高温激发）中的研究发现，掺加30%日钢钢渣微粉的水泥胶砂试块，蒸压后抗压强度可以达到正常养护条件下的28d强度；为使加气混凝土料浆扩展度保持在适宜范围内，随着日钢钢渣微粉掺量增加，需不断增加用水量。从加气混凝土强度发展来看，日钢钢渣微粉取代粉煤灰的适宜掺量为40%；随着日钢钢渣微粉取代粉煤灰量的增加，，水化产物中托勃莫来石、硬硅钙石、铁相RO相含量逐渐增加，而莫来石、SiO2含量逐渐减少。过量日钢钢渣微粉取代粉煤灰，会使加气混凝土中C-S-H凝胶等水化产物数量急剧减少，导致水化产物结构疏松，降低加气混凝土的抗压强度。
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【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU528

【参考文献】