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《郑州大学》 2010年
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碱激发矿渣胶凝材料的制备及其性能研究

于霖  
【摘要】: 碱激发矿渣胶凝材料跟传统水泥相比,具有较高的强度,较低的水化热,以及较好的快硬性、抗腐蚀性、抗冻性、护筋性等优异的性能,并且生产工艺简单、投资少、能耗低、污染小、矿渣的利用率高,目前成为胶凝材料研究领域的热点。 本论文研究利用高炉矿渣制备胶凝材料,选取了氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠、硅酸钠以及氢氧化钠和硅酸钠的混合物作为激发剂,并研究了激发剂的掺入量、水固比、养护时间和养护温度、矿渣微粉的粒度等试验参数对胶凝材料的水化率、密度、抗压强度、抗折强度、凝结时间、安定性和抗硫酸腐蚀性等性能的影响。 使用XRD、XRF、SEM和TEM等检测手段对矿渣的相成分、化学成分、微观形貌进行了表征。对矿渣的密度、粒度、粉磨性能进行了检测。依照国标文件对矿渣的碱性系数、质量系数、活性系数、水硬系数及放射性进行了分析。结果表明,矿渣的主晶相为玻璃体,并含有少量钙铝黄长石结晶相,能够满足制备胶凝材料的要求。 使用比表面积为663.40 m2/kg的矿渣,以掺入量为6 wt.%的硅酸钠为激发剂,0.25的水固比制备出胶凝材料浆体,在温度为20±1℃,相对湿度为75±5%,压力为1atm的养护箱中进行养护,制得的胶凝材料3天、28天抗压强度和抗折强度分别为37.43MPa、57.22MPa,6.10MPa、7.59MPa,密度为2.31g/cm3,初凝时间和终凝时间分别为52分钟和111分钟,安定性及抗硫酸腐蚀性均较好。 激发剂的种类及其掺入量对胶凝材料的性能有很大影响。硅酸钠作为激发剂,与氢氧化钠、碳酸钠和硫酸钠等作为激发剂相比,能够获得较高的28天抗压强度和抗折强度,较高的水化率、密度、抗硫酸腐蚀性和安定性。氢氧化钠作为激发剂能够获得较短的凝结时间,和较高的3天抗压、抗折强度。碱激发矿渣胶凝材料的水化反应并不完全,产物的主晶相为水化硅酸钙凝胶和未水化的玻璃态矿渣。 水固比越大,硅酸钠激发矿渣胶凝材料的密度越小,凝结时间越长,抗压强度和抗折强度越低。 随着养护时间的增长,硅酸钠激发矿渣胶凝材料的水化率、密度、抗压强度和抗折强度均提高;提高养护温度有利于3天抗压强度和密度的提高。 矿渣的粒度越小,硅酸钠激发矿渣胶凝材料的凝结时间越短;矿渣粒度为0.05mm~0.074mm时,有利于提高胶凝材料的抗压强度和密度。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU528

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【引证文献】
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