钢渣矿渣复合粉砼活性激发及性能研究.pdf

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1、新材料与应用lNEWMATERIALSANDAPPLICATION钢渣矿渣复合粉砼活性激发及性能研究卢伟杰250101，I

2、J东济南，济钢集同山东建设工程有限公司)f摘要l钢渣的化学组分与水泥熟料相似，是一种具有潜在活性的胶凝材料，本文通过化学激发的方式在增加钢渣矿渣复合粉的活性，应用于砼生产，并对砼工作性能、力学性能和耐久性等进行分析试验证明，钢渣矿渣复合粉可以通过活性激发广泛应用于砼中，提高砼的性能：【关键词】钢渣矿渣复合粉；化学激发；性能【中图分类号】TU502+5【文献标志码JA【文章编号11003—1324(2011)一09—0080—04O引言

3、钢渣中含有一定数量的水泥熟料的主要矿物C：S、C，S等。磨细钢渣粉作为砼的活性矿物掺合料，可降低水化热，提高砼的耐磨性．改善砼的工作性能和耐久性等，尤其是钢碴粉与矿渣粉双掺作砼掺合料时，两者有相收稿日期2011—07—25互活化的效果．可作为砼工程中一种理想的活性矿物掺合料。实现钢渣资源化和高价值化的综合利用⋯。试验通过化学激发的方式来增加复合粉活性，配制中等强度和高强度砼．研究其工作性能、抗压强度、收缩性能、抗氯离子渗透等性能．观察‘鲁餐‘8气i器要≯鼻墨砬4辑‘”8。。图4氯化钠对抗压强度影响【7】饶运章．低廉的充填胶凝材料的开发与应用研究Ul南方冶金

4、学院学报，1997，(5)。13—2580圃15{P8：掺加复合粉及活性激发后对砼各项性能的影响。1试验材料及配合比1．1原材料¨1钢渣微粉、矿渣微粉两种微粉采用济钢集团鲍德炉料◆圜f主腔##f!&#■{+量熏辩￡R图5矿渣激发剂对抗压强度影响『818郑娟蒙．孙恒虎矿山充填胶结材#的研究现状厦发展趋势U】有色全属(矿山部分)．2IHwl．(6)：16-18作者简介伊爱焦(197n)．女，山东济宁人．山东圣翰财贸职业学院副教授研究方向：建筑材料一下文略芒差茸s有限公司生产的钢渣微粉和矿渣微粉，主要化学成分见表1，性能指标见表2。1．1．2其他原材料水泥采用某

5、厂P．042．5普通硅酸盐水泥。外加剂采用萘系高效减水剂，掺量2．0％一3．o％。激发剂采用FHF—A固体激发剂和FHF—B液体激发剂的复合激发剂。砂为中粗砂，石子为5—25mm石灰石。1．2砼配合比iii冯金选用中等强度c40砼和高强度c60砼作为研究对象，配合比如表3。2钢渲矿渣复合粉揪理分析钢渣的胶凝活性来源于其含有的硅酸盐、铝酸盐及铁铝酸盐矿物，这些矿物在形成过程中经历了高温和急冷过程．矿物结晶完好、晶粒粗大，并溶入较多的FeO、MgO等杂质，在急冷过程中形成了大量的玻璃体，导致这些矿物的活性大大降低。因此，钢渣应用于水泥、砼领域时，必须采用适当的

6、活化方式激发其活性。2．1化学激发机理化学激发(碱激发)是通过提高液相碱度的方法来加速钢渣中活性矿物的水化。其激发机理为：钢渣中玻璃体的主要化学键是Si-O键和A卜。键．它们分别以[sio．】四面体和[A10．】四面体或[AIO。】配位多面体的形式存在。【Si04】四面体中的si—o键在钢渣的粉磨过程中会发生断键，在激发剂形成的碱性环境中发生以下反应：玻璃体中的【AIO。】四面体可认为是Al”取代si4+的结果。在oH一的作用下玻璃体网络结构开始解聚生成H3Si04。、H3AIO42-而H3Si04。、H，A1042-与ca”、Na+反应生成沸石类水化产物

7、。沸石类水化产物的生成消耗了解聚生成的H，Si04。、H，AIO．”，使玻璃体的网络形成键si—o键、Al—o键不断被破坏，最终使玻璃体彻底解聚。沸石类水化产物发生交织连生，使水泥石的网络结构逐渐形成和增强12l。2．2水化机理分析对C2试样3d龄期的水化产物做SEM图谱．分析掺加激发剂后复合粉砼水化情况。从图1中看出。复合粉水化基体中生成了钙矾石针状晶体，同时生成了大量的CSH凝胶，水化产物之间粘结较好，加入了激发剂的复合粉比未加入激发剂的水化程度更高，水化产物CSH凝胶和Ca(OH)：分布更均匀，生成了更多的CSH凝胶，产物之间搭接更紧密，基体更密实。

8、复合粉砼的SEM图谱分析说明，钢渣具备一定的水硬性，即可以发生水化反应。钢渣和矿渣复掺以后，钢渣的水化反应给矿渣的水化反应(二次火山灰反应)提供了反应相，又可以促进矿渣的水化，从而形成了连锁激发过程。3钢渣矿渣复合粉性能研究3．1工作性能及抗压强度分析从表4中可以看出，复合粉砼强度随龄期的增长而增长，尤其在28d以后还有增长，如c1，56d蝴65．3MPa，比28d的强度增长了38％；而加入了激发剂的C2，56d强度为66．9MPa，比28d的强度增长了17％；C3和C4的56d强度分别比28d强度增长了1．8MPa和1．9MPa，强度提高较小。说明钢渣微

9、粉水化反应速度慢，28d内的砼强度增长慢；但对于28d以后的强度，