礦渣鋼渣復合膠凝特性及其用于海工混凝土的試驗研究.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題,致使其在水泥混凝土行業(yè)的利用價值并不高,導致冶金渣的綜合附加值未能達到最大化。為了進一步加大冶金渣的綜合利用率,本文將礦渣鋼渣磨細后進行復合,針對礦渣鋼渣復合膠凝特性及其用于海工環(huán)境進行了試驗研究,主要內容如下:
　　(1)礦渣、鋼渣基本性質的研究。結果表明:鋼渣化學組成與水泥較為相似,擁有潛在的膠凝活性,另通過堿度計算,可以判斷試驗用鋼渣為高鈣渣,從化學組成來看

2、,試驗用礦渣為酸性渣,質量系數為2.03,有較高的活性基礎;在粉磨性能方面,鋼渣較礦渣易磨,但鋼渣難磨相較礦渣多,且二者磨細粉的過篩(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。
　　(2)礦渣粉、鋼渣粉單摻及復摻對膠砂性能的研究。結果表明:單摻摻量25％時,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到了較好地結合;在單摻摻量方面,礦渣粉在70%摻量時亦能保證其

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

4、成及微結構的研究。結果表明:單摻及復摻入水泥的水化產物組成成分大致相同;相比礦渣粉,鋼渣粉在水化達到后期時才逐漸展露其活性;凈水泥漿石的微裂紋較多,而摻入50%復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,說明了二者的復合在微觀上具備一定的協(xié)調效應。2.5%的無水硫酸鈣摻入,可以減少復合微粉-水泥漿石的微孔洞。
　　(4)礦渣粉、鋼渣粉、粉煤灰相互復合摻入對混凝土力學及工作性能的研究。結果表明:微粉

5、復合后摻入混凝土對其工作性能總體有利;在強度方面,礦渣粉與鋼渣粉復合要優(yōu)于礦渣粉與粉煤灰復合,在28d活性基本與單摻礦渣粉無異。高活性品種礦渣粉對礦渣鋼渣復合微粉早期活性影響較大,后期基本無異;礦渣粉與鋼渣粉在高水膠比下復合活性協(xié)調效應較低水膠比更易發(fā)揮;單摻無水硫酸鈣作為礦渣鋼渣復合微粉的激發(fā)劑以2%摻量為宜,無水硫酸鈣和氫氧化鈣作為復合激發(fā)劑時,未能發(fā)揮復合激發(fā)效果。
　　(5)礦渣粉、鋼渣粉、粉煤灰相互復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合比例下?lián)饺牖炷?通過其耐海工環(huán)境的5項試驗結果表明: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,礦渣粉與鋼渣粉復合優(yōu)于礦渣粉與粉煤灰復合,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,最高提升幅度達到20%,礦渣粉和鋼渣粉或粉煤灰的復合均能優(yōu)于單摻礦渣粉對混凝土抗硫酸鹽性能的改善,復合微粉總摻量以40%為宜;其摻入可以改善混凝土抗人工海水腐蝕性能

7、,最大提升幅度達到12%,在總摻量為30%時,礦渣粉與粉煤灰的復合較礦渣粉與鋼渣粉復合要好,但隨著總摻量增加至50%時,礦渣粉與鋼渣粉的復合效果基本與礦渣粉與粉煤灰的復合等效,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裂性能,總摻量為50%時,以礦渣粉和鋼渣粉復合效果最優(yōu),礦渣粉與粉煤灰復合次之,單摻礦渣粉最弱;對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合后可以改善此“危害”,但只有復合微