礦渣鋼渣復(fù)合膠凝特性及其用于海工混凝土的試驗(yàn)研究.pdf

1、與礦渣相比,作為冶金渣之一的鋼渣,由于其存在早期活性及安定性等問(wèn)題,致使其在水泥混凝土行業(yè)的利用價(jià)值并不高,導(dǎo)致冶金渣的綜合附加值未能達(dá)到最大化。為了進(jìn)一步加大冶金渣的綜合利用率,本文將礦渣鋼渣磨細(xì)后進(jìn)行復(fù)合,針對(duì)礦渣鋼渣復(fù)合膠凝特性及其用于海工環(huán)境進(jìn)行了試驗(yàn)研究,主要內(nèi)容如下:
　　(1)礦渣、鋼渣基本性質(zhì)的研究。結(jié)果表明:鋼渣化學(xué)組成與水泥較為相似,擁有潛在的膠凝活性,另通過(guò)堿度計(jì)算,可以判斷試驗(yàn)用鋼渣為高鈣渣,從化學(xué)組成來(lái)看

2、,試驗(yàn)用礦渣為酸性渣,質(zhì)量系數(shù)為2.03,有較高的活性基礎(chǔ);在粉磨性能方面,鋼渣較礦渣易磨,但鋼渣難磨相較礦渣多,且二者磨細(xì)粉的過(guò)篩(0.08mm)微粒徑范圍要優(yōu)于水泥,具備摻合料的物理填充基礎(chǔ)。
　　(2)礦渣粉、鋼渣粉單摻及復(fù)摻對(duì)膠砂性能的研究。結(jié)果表明:單摻摻量25％時(shí),礦渣粉和鋼渣粉比表面積分別在430 m2/kg、584 m2/kg左右,其在能耗和活性方面能達(dá)到了較好地結(jié)合;在單摻摻量方面,礦渣粉在70%摻量時(shí)亦能保證其

3、后期活性,而鋼渣粉最大摻量不宜超過(guò)20%;在復(fù)摻方面,若參考一級(jí)鋼渣粉的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),礦渣鋼渣復(fù)合微粉總摻量分別為40%和50%時(shí),其中鋼渣粉所占比例不宜超過(guò)60%和50%;利用三種激發(fā)劑進(jìn)行激發(fā)效能對(duì)比,其在7d和28d表現(xiàn)出了正負(fù)激發(fā)效果,表現(xiàn)為無(wú)水硫酸鈣激發(fā)效果和穩(wěn)定性最好,氫氧化鈣次之,硅鋁酸鈉不宜單獨(dú)作為激發(fā)劑。此外,礦渣粉、鋼渣粉的單摻及復(fù)摻均能保證膠砂具有較優(yōu)的流動(dòng)性。
　　(3)礦渣粉、鋼渣粉單摻及復(fù)摻對(duì)水泥水化產(chǎn)物組

4、成及微結(jié)構(gòu)的研究。結(jié)果表明:單摻及復(fù)摻入水泥的水化產(chǎn)物組成成分大致相同;相比礦渣粉,鋼渣粉在水化達(dá)到后期時(shí)才逐漸展露其活性;凈水泥漿石的微裂紋較多,而摻入50%復(fù)合微粉的水泥漿石在微裂紋較凈水泥漿石明顯要少,其微孔洞較單摻礦渣粉要較略少,說(shuō)明了二者的復(fù)合在微觀上具備一定的協(xié)調(diào)效應(yīng)。2.5%的無(wú)水硫酸鈣摻入,可以減少?gòu)?fù)合微粉-水泥漿石的微孔洞。
　　(4)礦渣粉、鋼渣粉、粉煤灰相互復(fù)合摻入對(duì)混凝土力學(xué)及工作性能的研究。結(jié)果表明:微粉

5、復(fù)合后摻入混凝土對(duì)其工作性能總體有利;在強(qiáng)度方面,礦渣粉與鋼渣粉復(fù)合要優(yōu)于礦渣粉與粉煤灰復(fù)合,在28d活性基本與單摻礦渣粉無(wú)異。高活性品種礦渣粉對(duì)礦渣鋼渣復(fù)合微粉早期活性影響較大,后期基本無(wú)異;礦渣粉與鋼渣粉在高水膠比下復(fù)合活性協(xié)調(diào)效應(yīng)較低水膠比更易發(fā)揮;單摻無(wú)水硫酸鈣作為礦渣鋼渣復(fù)合微粉的激發(fā)劑以2%摻量為宜,無(wú)水硫酸鈣和氫氧化鈣作為復(fù)合激發(fā)劑時(shí),未能發(fā)揮復(fù)合激發(fā)效果。
　　(5)礦渣粉、鋼渣粉、粉煤灰相互復(fù)合摻入混凝土在海工環(huán)

6、境耐久性的研究。微粉在各總摻量及各復(fù)合比例下?lián)饺牖炷?通過(guò)其耐海工環(huán)境的5項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果表明:其摻入可以改善在混凝土抗氯離子滲透性能方面,提高幅度在10%~43%之間,礦渣粉與鋼渣粉復(fù)合優(yōu)于礦渣粉與粉煤灰復(fù)合,且均優(yōu)于單摻礦渣粉的改善效果;其摻入可以改善混凝土抗硫酸鹽腐蝕性能,最高提升幅度達(dá)到20%,礦渣粉和鋼渣粉或粉煤灰的復(fù)合均能優(yōu)于單摻礦渣粉對(duì)混凝土抗硫酸鹽性能的改善,復(fù)合微粉總摻量以40%為宜;其摻入可以改善混凝土抗人工海水腐蝕性能

7、,最大提升幅度達(dá)到12%,在總摻量為30%時(shí),礦渣粉與粉煤灰的復(fù)合較礦渣粉與鋼渣粉復(fù)合要好,但隨著總摻量增加至50%時(shí),礦渣粉與鋼渣粉的復(fù)合效果基本與礦渣粉與粉煤灰的復(fù)合等效,但均優(yōu)于單摻礦渣粉的改善效果;其摻入可以改善混凝土早期開(kāi)裂性能,總摻量為50%時(shí),以礦渣粉和鋼渣粉復(fù)合效果最優(yōu),礦渣粉與粉煤灰復(fù)合次之,單摻礦渣粉最弱;對(duì)于混凝土耐磨性能方面,礦渣粉的摻入不利于混凝土耐磨,而其與鋼渣粉或粉煤灰復(fù)合后可以改善此“危害”,但只有復(fù)合微