了解关于碱激发钢渣水泥及混凝土的内容.docx

1、了解关于碱激发钢渣水泥及混凝土的内容由于国内磷渣的主要来源在西南地区(80%),省内极少，故对省内碱激发磷渣的工程化推广有困难，结合省内工业状况，考虑钢渣的利用(省内有较大的三明钢铁集团)来源方便(goodthinking!)o通过阅读史才军著作关于钢渣的描述，了解了几个基本问题：(1)对钢渣矿物组成的了解:橄榄石(olivine),镁硅钙石(merwinite)»CsS,_C2S,-C2S,C4AF,CzF1RO相(CaO-FeO-MnO-MgOsolidsolution)游离Cao和游离MgOo钢渣中的游寓石灰(1ime)来自原材料中的剩余游离石灰和从熔融钢渣中沉积出来的石灰。根据WaChSmUth等人的成果得出了剩余游离石灰、沉积石灰和总游离石灰的关系的结论，可知钢渣的安定性问题主要由剩余石灰引起。另外，钢渣中的MgO含量过高也会引起安定性问题(PleaSeexplain!)。(2)应用现状及适用范围：根据相关文献：一种主要由钢渣、矿渣、(whatarethedifferencesbetween钢渣and矿渣?comparetheminatableshowingchemicalcompositionstogetherwithflyash)水泥熟料和石膏组成的特种钢渣矿渣水泥已在中国销售了20多年。钢渣水泥强度取决于所用钢渣的碱度(whatisthis?)。钢渣水泥可用于一般建筑工程，尤其适用于大体积混凝土和路面混凝土。(3)特性及体积安定性问题的解决：当选用的碱激发剂合适时，钢渣能表现出相当好的胶凝性能。一些研究表明，使用碱激发剂可提高碱激发钢渣水泥的强度，特别是早期强度和其他一些性能。为解决其安定性问题，常添加一些矿渣和粉煤灰(与此相关内容正在查阅)。碱激发钢渣-高炉矿渣水泥具有很高的强度和良好的抗腐蚀能力。2、阅读钢渣的活性激发及其应用现状(TheEXCitatiOnandAPPliCationOftheActivityforSteelSlag)该文针对钢渣活性低，难以大规模利用的现状，介绍了钢渣的活性来源，活性激发剂，钢渣在建筑领域的应用及对钢渣大宗利用的研究方向.其中，激发剂对钢渣的作用效果直接影响钢渣混凝土的早强，复合激发剂将是研究的重点方向，通过对钢渣活性合理的激发可以使钢渣应用领域增大。钢渣本身活性低、水化慢的特性阻止了钢渣的大规模应用，通过对其进行活性激发可以改善这种情况.钢渣的活性激发主要有机械力激发、化学激发和热力激发.机理：碱激发掺合料活性主要是通过提高碱性环境中的PH值，碱性离子可以扩散进入钢渣粉体内部分解钢渣原有的整体结构，使得钙、硅、铝等以高活性的小分子粒子进入溶液，从而加快掺合料中玻璃体的水解.随着水化反应的开始，这些碱性粒子聚合生成具有胶凝性质的水化硅酸钙等物质。该文认为硫酸盐可以激发钢渣活件卜:要因为其可以加快钢渣水化时水化产物钙矶石的K成速(needtoUnderstandtheexactroleof硫酸盐！howitreactswithNaOH?),从而提高钢渣在水中的水化。钢渣在混凝上中的应用：钢渣粉的潜在活性与高细度使其成为拌制混凝土的原料。矿渣中的硅铝玻璃体及其与钢渣和水泥水化产物Ca(OH)2发生二次水化反应生成低钙型的水化硅酸钙凝胶.故钢渣和矿渣可以相互激发、相互促进水解，产生复合叠加效应.用磨细的钢渣和矿粉可以拌制强度较高的混凝土.3、阅读钢渣安定性与活性激发的研究进展(ReCentDeVeIopmentofSteelSlagStabilityandActivatingActivity)通过阅读该文，得知造成钢渣安定性不良的主要原因是游离Ca0、MgO及MgO含量较高的RO相水化造成体积膨胀。解决措施如下：控制水化液相的碱度与掺加硅质材料：f-CaO水化后生成Ca(OH)2产生破坏性膨胀，是导致钢渣水泥安定性不良的主要原因之一。但硅酸盐矿物(如C3S、CzS)水化后也生成Ca(OH)2却不产生破坏。两者区别在于硅酸盐矿物水化生成Ca(OH)2的同时生成了大量的C-S-H凝胶，并与Ca(OH)2包裹在一起,而f-Ca0水化生成的Ca(OH)2则堆积在Cao颗粒的表面，进一步降低了f-CaO的水化速率。解决措施：合理控制熟料与钢渣的配比以获得理想的液相碱度，使其既能激发钢渣、矿渣的潜在活性,又能消解钢渣中的fYaO。钢渣水泥中掺入矿渣、粉煤灰等硅质原料，能提高钢渣水泥的强度，改善钢渣水泥的安定性。原因在于(1)加入硅质原料可以降低钢港水泥的C/S比，使水化产物中硬硅钙石的生成量增加，使水泥石强度提高(2)Sio2与M9。、FeO等生成的水化产物如橄榄石等本身强度就很高了.通过以上二者共同作用使钢渣水泥强度提高，硬化浆体抗开裂能力增强，钢渣水泥安定性得到显著改善.4、上周部分问题(1)对于水玻璃(waterglass)及其模数的影响：上周报告中提出碱激发矿渣水泥中水玻璃的作用之一是它水解生成NaoH和含水硅胶(SiliCiCaCid),反应式为SiIiCateanions+Water=Sodiumhydroxide+silicicacido其中生成的NaoH可以较大幅度提高PH值，如何理解其含量不多，却可以提高较多，依据是什么：另外一个作用是SiliCiCacid可以与矿渣中的钙离子和铝离子反应生成C-S-H或水化硅铝酸钙促进矿渣和水玻璃的水解，该反应的方程式还在查找中。(2)上周报告中提到的文献碱磷渣水泥的力学性能及微观结构中吴老师提到的几个问题：A,文中提到“当硅酸钠的掺量大于6%时"，是否使用了NaoH:B,文中提到"过多地掺加硅酸钠并不总是有效的，因为提高硅酸钠的掺量对提高溶液的碱度是有限的，"这与前文提到的"以碱矿渣水泥中的水玻璃为例，其具有双重作用，它水解后生成NaOH和含水硅胶,前者大大提高液体的PH值”是否矛盾C、在所有碱激发水泥中，游离碱的消耗非常快，在最初几天PH迅速下降，了解其原理D、如何理解文中提到的“水玻璃的掺量大于7%时对碱磷渣水泥的纯度不利”相关问题还在查找思考中，将于近几周给出。5、前几周的关于胶凝材料的成分及特性总结:胶凝组分化学和矿物组成相关产品特性(优缺点)高炉矿渣(blastfurnaceslag)SiOs(showtypical%range)和CaO(showtypical%range)(所有矿渣的这两种成分含量相似)、AL(h.MgO、TiO2强度高，缺点是凝结时间长，早期强度低。粒化磷渣(granulatedphosphorusSlag)SiS和CaO(showtypical%range)(主要成分为这两种)、I2O3(2.5x5%)Fe2O3(0.2%2.5%)MgO(0.5%3%)、PeOb(1%5%)、F(1%5跟)强度高，缺点碱激发磷渣水泥的凝结时间长，早期强度低钢渣(steelslag)各组分比例不同，成分主要有Si02.A2。3.FeO、Ca0、Mg0、Mn0、P强度高，耐腐蚀性好，最大缺点体积安定性不良FlyAsh火山灰(pozzolans)SiO2和AI2O3(二者占7%),Fe2S,CaO,MgO,Na2O,K2O耐久性好，成本低，适合特殊工程，最大缺点是自然养护环境中强度增长缓慢。注：红色字创、为这些辅助性胶凝材料共同的缺点。下周计划1、购买材料做预实验，熟悉其流程2,维续阅读相关文献，思考这几周吴老师所提问题。