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《中国地质大学(北京)》 2009年
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钢渣矿渣复合微粉对水泥和混凝土性能影响的实验研究

唐卫军  
【摘要】: 我国是钢铁生产大国,目前我国粗钢产量已经达到5亿吨,产量位居世界第一。根据计算,我国每年产生矿渣大约1.5亿吨和钢渣大约6500万吨。如何充分利用好这些冶金固体废弃物事关我国循环经济发展水平和环境保护事业。 本文在对钢渣和矿渣理化性能分析的基础上,采用不同钢渣掺量和钢渣细度的钢渣矿渣复合微粉替代50%的水泥进行水泥胶砂实验,研究机械激发对复合微粉活性指数和流动度比的影响。研究发现,等量替代部分水泥时,复合微粉中钢渣微粉的掺量增加,浆体需水量呈下降趋势,复合微粉活性指数呈下降趋势,并且28天活性指数下降较7天活性指数下降明显。比表面积在400~505m2/kg的钢渣微粉等量取代水泥时需水量相差不明显。钢渣细度增加,复合微粉流动度比略有提高。 本文采用三种不同类型的激发剂对复合微粉活性进行化学激发,研究不同类型激发剂对复合微粉活性指数和流动度比的影响。研究表明,经激发剂激发后的矿渣钢渣复合微粉的浆体标准稠度用水量较未激发的复合微粉明显增大。碱性激发剂对复合微粉的活性激发效果优于酸性激发剂。 本文在水泥胶砂实验的基础上,进行了不同掺量和不同钢渣微粉比例的复合微粉替代水泥的混凝土实验,研究复合微粉对混凝土强度和耐久性的影响。研究表明:掺加20%~80%的复合微粉混凝土实测强度,经过KYH-10激发剂激发后,混凝土的早期抗压强度可显著提高。在要求的坍落度范围内,复合微粉配制的混凝土具有良好的和易性,均能达到设计强度的要求。大掺量复合微粉混凝土在抗渗性、干缩、抗冻性和抗氯离子渗透性等方面的性能良好。本文在实验室研究的基础上,采用钢渣掺量为60%的复合微粉替代50%的水泥,配制C30混凝土,进行了工业应用试验。试验表明:钢渣矿渣复合微粉替代部分水泥配制C30混凝土,在规定坍落度条件下各项指标能够满足工程施工的要求。 本文还对钢渣进行了稳定化改性研究,考察不同钢渣温度条件下,水蒸气和二氧化碳对钢渣中f-CaO含量的影响。研究表明液态水的存在有利于钢渣中的f-CaO发生反应,通入水蒸气和二氧化碳后生成的主要产物为氢氧化镁、氢氧化钙和碳酸钙;只有气态水存在时,即使有二氧化碳,也很难生成碳酸钙,只有氢氧化镁和氢氧化钙产生。
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