水泥掺量对碱激发水泥—矿渣复合粉料强度的影响
混凝土中矿渣粉掺量对力学性能的影响及应用
混凝土中矿渣粉掺量对力学性能的影响及应用一、矿渣粉的概述矿渣粉是指在冶金过程中产生的一种固体废弃物,其主要成分是硅酸盐、氧化物和铝酸盐等。
矿渣粉具有较高的活性和水化反应能力,可以与水反应生成水化硅酸钙凝胶,从而增强混凝土的强度和耐久性。
目前,矿渣粉已经被广泛地应用于混凝土中,成为一种重要的掺合料。
二、矿渣粉的掺量对混凝土力学性能的影响1. 抗压强度:矿渣粉的掺入可以提高混凝土的抗压强度。
研究表明,当矿渣粉掺量为20%时,混凝土的抗压强度可以提高20%左右。
这是因为矿渣粉可以填充混凝土中的孔隙,增加混凝土的致密性和坚固性。
2. 抗拉强度:矿渣粉的掺入也可以提高混凝土的抗拉强度。
这是因为矿渣粉可以改善混凝土的微观结构,使得混凝土中的颗粒分布更为均匀,从而提高混凝土的整体强度。
3. 抗冻性能:矿渣粉的掺入可以提高混凝土的抗冻性能。
研究表明,当矿渣粉掺量为20%时,混凝土的抗冻性能可以提高30%左右。
这是因为矿渣粉可以填充混凝土中的孔隙,减少混凝土中的水分,从而减少混凝土在低温环境下的冻融损伤。
4. 耐久性:矿渣粉的掺入可以提高混凝土的耐久性。
研究表明,当矿渣粉掺量为20%时,混凝土的耐久性可以提高50%左右。
这是因为矿渣粉可以减少混凝土中的氧化物含量,从而减少混凝土的腐蚀和老化。
三、矿渣粉的应用矿渣粉可以作为一种掺合料,与水泥、砂子等原材料混合使用,制成混凝土。
在具体的应用中,矿渣粉的掺量一般为10%~30%左右。
除此之外,矿渣粉还可以用于制作高强度混凝土、自流平混凝土、泵送混凝土等特殊混凝土。
四、矿渣粉的使用注意事项1. 矿渣粉的掺入应该根据具体的工程要求和混凝土的配合比进行确定。
一般来说,矿渣粉的掺量不应超过30%。
2. 矿渣粉应该与其他原材料充分混合,避免出现团聚和分层现象。
3. 在施工过程中,应该注意控制混凝土的水灰比,以充分发挥矿渣粉的效果。
4. 矿渣粉的质量应该符合国家相关标准,避免使用劣质矿渣粉对混凝土的性能产生影响。
矿粉不同掺量对混凝土力学性能的影响
矿粉不同掺量对混凝土力学性能的影响一、实验意义和目的矿粉,是用水淬高炉矿渣,经干燥,粉磨等工艺处理后得到的高细度,高活性粉料,是优质的混凝土掺合料和水泥混合材,是当今世界公认的配制高性能混凝土的重要材料。
通过使用粒化高炉矿渣粉,可有效提高混凝土的抗压强度,降低混凝土的成本。
同时对抑制碱骨料反应,降低水化热,减少混凝土结构早期温度裂缝,提高混凝土密实度,提高抗渗和抗侵蚀能力有明显效果。
本试验目的在于研究不同矿粉掺量对混凝土的工作性能和力学性能。
2、实验原理以矿粉取代水泥,可以节约水泥用量,降低水泥和混凝土工程成本。
它具有火山灰作用,增加混凝土抗压、抗拉、抗弯、抗剪强度。
显著降低混凝土水化热,改善混凝土的和易性,减少离析和泌水,减小大体积混凝土温差变化及内应力,抑制温差而产生的裂缝。
能够抑制碱骨料反应,显著地提高了混凝土抗碱骨料反应的能力。
能以微集料的形式存在于混凝土中,改善混凝土中的孔结构,使孔径得以细化和均化,提高混凝土的抗渗性、抗冻融性和耐久性。
可以显著减少水泥混凝土的泌水量,改善水泥混凝土的和易性。
适合于制作环境相容型水泥基材料和高性能混凝土的掺合料。
三、试验内容:不同掺量矿粉取代水泥,研究其对混凝土工作性能、力学性能的影响。
单掺矿粉占胶凝材料的15%、25%、35%、45%,制备不同强度等级的混凝土试块(100mm×100mm×100mm),测定不同龄期的抗压强度(3d,7d)。
1)采用P·O42.5普通硅酸盐水泥,不同的胶凝材料体系,通过改变水胶比,分别制备不同强度等级的混凝土。
2)研究不同胶凝材料体系,不同强度等级的混凝土的工作性能,力学性能。
3)单掺矿粉混凝土配合比的确定:石子编号掺合料胶凝材料水泥掺合料掺量砂总量小石子大石子体系/kg/m3 /kg/m3 % /kg/m3 /kg/m3 /kg/m3 /kg/m3 /kg/m3361 15 64 959.4 959.4 767.5 191.9 SC15S 425SC25 319 25 106 958.7 958.7 767 191.7胶凝材料的用量分别为325kg/m3、375kg/m3、425 kg/m3、475 kg/m3,砂率统一采用50%,通过控制维勃稠度在10-20s来调整用水量。
不同混合材掺量配比对复合水泥实际性能的影响
结果表明 :粉煤灰掺量 增加后 ,对水泥 实际应 用性 能的改 良作用最为 明显 。但 当其 与矿 渣总掺 量超过 3%后 ,复合水 泥性 0
能重新劣化。
关键 词 :粉煤灰 ;高炉矿渣 ;应用性能 ;复合硅酸盐水泥
Abs ac tr t: I fue c i e e i ng q ntt ofn s n l n e ofd f rntm xi ua i y v ah.bls ur c lg a i son n dr ng s ink g d s l t atf na e sa nd l t e o yi hr a e a uphae m n
r m a k be i p ov m e n a t a ror a e o e e .H o e e , c u lp opete fc m e ou d dee ort g i whe otl e r a l m r e nto c u lpef m nc fc m nt w v r a t a r riso e ntw l t r ae a an i n t a mi ng q ntt ofⅡva h a um a esa xc e 0 . xi ua i y s nd f c lg e e d 3 %
水 泥 标 准 中仅 对 混合 材 总掺 量做 了规 定 ,而 不 同
的共 同掺 量 变 化后 ,试 样 干燥 收缩 、耐 硫酸 腐 蚀
等 性 能 的 实 际 变化 趋 势 ,进 而讨 论 不 同混合 材 的 掺 量 设计 ,确 保 水泥 产 品 的实 际应 用 表 现较 为合
理 全面 。
r s tn e o o o i o t n e n ss d e . e rs l n iae t a n r a i g n s ii g q a t o l a e t e mo t e i a c fc mp s e p rl d c me twa t i d Th eu t i d c t h ti ce s y a h m x n u n i c u d h v h s s t a u s n y t
水泥掺量对碱激发水泥-矿渣复合粉料强度的影响
建 筑 科 学
水泥掺量 对碱 激 发 水泥一 矿 渣 复合粉料 强 度 的影 响
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何 苗
( 亚泰集 团沈 阳建材有 限公 司, 辽 宁 沈阳 1 1 0 1 3 6 )
O O 0 0 0 0 0 0 O O
摘 要: 文章主要研究水泥掺量对碱激发水泥一 矿渣复合粉料强度的影响。 通过变换水泥掺量来分析其强度变化规律。 研 究结果 表明, 在矿渣中加入 少量的水泥 , 强度随水泥掺量 的增 多而降低。在水泥组分增加到 2 0 %时, 强度有增 高的趋势 , 并且矿渣 的最
大掺 量 应控 制 在 8 0 %v X 下。 关 键词 : 胶 凝材 料 ; 水泥; 矿 渣 概 述 碱 激 发硅 酸盐 水泥 是 建筑 工 程 中不 可或 缺 的建 筑材 料 。 然 而硅
2 . 1水 泥 的掺 量 对水 泥一 矿 渣 复合 胶凝 材料 的影 响 改 变 水 泥 的掺 量 , 0 %, 1 0 %, 2 0 %, 3 0 %, 4 0 %, 即改 变 水 泥和 矿 渣 的配 比 , 以N a O H为 激发 剂 , 掺量 为 1 0 %, 石 膏作 缓 凝剂为 0 %, 测 如¨¨ 1 ¨如” 挪 3 、 7 d的抗折 、 抗压强度。 由表 1 可以看出 , 无 论 是 在 标 准 还 是 非 标 准 湿度 下 , 在 矿 “ 条件 牝 船舶 抽 ” 渣 中加入少量的水泥 , 强度随水泥掺量的增 多而降低 。在水泥组分 增 加 到 加%时, 强度 有 增 高 的趋 势 。作 为一 类 重 要 殂 的 4 " 多组 弛 分 碱昌 激 昌上 ” 发 % " 胶凝材料, 碱激发水泥矿渣体系具有许多潜在 的优势 。碱激发胶凝 材料 的开发是建材行业可持续发展和构建循环经济体系 卫4 5 的一个重 N 螺。 要 内容 和必 然选 择 。 2 . 2 水泥 一 矿渣 最 佳配 比分析 通 过 上述 对 比性 实 验结 果 , 选 取最 优 配 比方 案 如 下 : 石膏 掺 量 6 %, N a O H作激 发 剂掺 量 为 1 0 %, 采用 8 0 养 护 箱进 行 热 激 发 , 测其 2 4 h胶砂 强 度 ,进 一 步分 析 水 泥掺 量 对 水 泥 一 矿渣 复 合 粉 料 力 学性 能 的影 响 , 得 出水 泥一 矿 渣最 佳 配 比。 表 2 矿 渣一 水 泥掺 加量 配 比 对水 泥净 浆 强度 值
浅谈碱激发水泥、混凝土的力学性能
浅谈碱激发水泥、混凝土的力学性能混凝土力学性能是钢筋混凝土结构设计和施工的基础,是保证结构安全的最基本性能。
混凝土是一种非均质材料,其力学性能会受到多种因素的影响,如水胶比、骨料性能、龄期、试件尺寸、加载速度、混凝土浇筑方法和加载方式以及试验方法等。
对于硅酸盐水泥混凝土而言,国内外做了大量较为详尽的研究工作,并制定了一系列的设计规范或标准,以指导工程实际;而对碱激发矿渣混凝土来说,我国目前还没有统一的规范或标准,大多的研究与测试都是参照硅酸盐水泥混凝土进行,对于混凝土基本力学性能之间关系的确定也很少,这也制约了碱矿渣混凝土材料的发展与应用。
本章重点讨论碱激发矿渣水泥混凝土的力学性能,包括其强度、弹性模量、受力应力-应变、泊松比及其之间的关系。
一、抗压强度和抗折强度强度是碱激发混凝土最基本的静态力学性能之一。
相对于普通混凝土,碱激发矿渣混凝土的水化反应是在碱性环境中进行,速度较快,形成的界面过渡区密集且均匀。
因此,其凝结硬化快,早期强度高。
影响碱激发混凝土强度的因素有很多,包括碱激发剂的种类和用量、胶凝材料的种类和细度、原材料相对比例、养护方法及龄期等。
(一)激发剂对强度的影响碱激发剂的种类和用量对碱矿渣混凝土的抗压强度均有影响。
常用的碱激发剂主要有NaOH、Na2CO3、Na2SO4、固体或液体水玻璃以及它们的混合物,其中以水玻璃激发矿渣体系的强度最高。
Collins等和Bakharev的研究结果表明,水玻璃溶液激发水泥比固体硅酸钠具有更高的强度。
另外,激发剂(以Na2O%计)的掺量对碱矿渣水泥砂浆、混凝土强度也有重要的影响,当采用水玻璃(M s=1.0)为激发剂时,激发剂的掺量存在一个最佳值,结果如表1所示。
碱含量在4%到12%时,随着碱含量的增加,砂浆的抗折强度和抗压强度先增大后减少,最佳的碱含量为8%。
表1 激发剂掺量对碱矿渣水泥砂浆强度的影响然而,由于原材料的来源不同,制备工艺、养护制度以及水玻璃的模数等不同,都会影响到最佳碱含量。
不同激发剂对矿渣水泥强度的影响
表 5 复合激发剂对水泥强度的影响
序
添加剂
抗折强度/MPa 抗压强度/MPa
号
种类
掺量/% 3 d 7 d 28 d 3 d 7 d 28 d
A
—
0
3.2 6.3 9.7 14.1 26.5 44.1
B NaCl/Na2SO4/ Ca(OH)2
0.1/0.3/0.5 4.9 7.6 9.3 21.3 32.9 45.3
六次甲基四胺、 三乙醇胺、 Ca(OH)2 的掺入对 矿渣水泥的强度起到了促进作用。 三乙醇胺对提高 矿渣水泥的强度, 无论是早期还是后期强度的增进 效 果 都 很 好 。 它 的 早 强 作 用 是 由 于 能 促 进 C3A 的 水 化 , 在 C3A-CaSO4-H2O 体 系 中 , 它 能 加 快 钙 矾 石的生成, 因而对混凝土早期强度发展有利。 2.3 可溶性无机盐激发剂对水泥强度的影响
化学成分 MnO Na2O K2O
SO3
Cl
其他
含量/% 0.7
1.7
0.9
0.6
0.3
0.8
熟料为黑色致密块状, 极少部分料破碎后粒心
胺; 第 3 类为可溶性无机盐激发剂, 主要有 Na2SO4/NaCl、 FeCl3。 1.3 实验方法
呈棕黄色, 熟料的化学成分见表 2。 熟料化学成分
分别将掺有不同激发剂和不同掺量的水泥成型
%
矿渣配制少熟料水泥, 可减少能源的消耗, 并起到 环保的作用。 以矿渣为主要掺合料, 分别以酸性激
KH KH- SM AM f-CaO C3S C2S C3A C4AF 0.866 0.852 2.30 1.61 0.83 48.61 29.02 9.40 12.14
混凝土强度与矿渣掺量的关系
混凝土强度与矿渣掺量的关系混凝土是建筑工程中最常用的材料之一,其强度是衡量混凝土质量的重要指标之一。
矿渣是一种工业废弃物,其掺入混凝土中能够有效地提高混凝土的强度和耐久性。
因此,研究混凝土强度与矿渣掺量的关系具有重要意义。
1. 矿渣的种类和性质矿渣是在钢铁冶炼过程中产生的一种工业废弃物,主要包括高炉矿渣、转炉矿渣、钢渣等。
不同种类的矿渣其性质也不同,对混凝土强度的影响也不同。
一般而言,矿渣中的SiO2、Al2O3、CaO等物质能够与水泥中的硅酸盐反应生成新的水化产物,从而提高混凝土的强度和耐久性。
2. 矿渣的掺入方式和掺入量矿渣的掺入方式一般有两种,一种是直接掺入混凝土中,另一种是先制成粉状或颗粒状的矿渣,再将其掺入混凝土中。
掺入量的大小也是影响混凝土强度的重要因素之一。
一般而言,矿渣的掺入量在10%~50%之间,掺入量越大,混凝土的强度提高也越显著,但同时也会影响混凝土的工作性能。
3. 混凝土强度与矿渣掺量的关系研究表明,矿渣掺量对混凝土强度的影响是非常显著的。
在一定范围内,随着矿渣掺量的增加,混凝土的抗压强度和抗拉强度都会逐渐提高。
这是因为矿渣中的活性物质能够与水泥中的硅酸盐反应生成新的水化产物,从而填充混凝土中的微孔和毛细孔,提高混凝土的密实度和强度。
同时,矿渣中的玻璃体和微晶体等物质也能够填充混凝土中的空隙,增加混凝土的致密性和强度。
但是,矿渣掺量过高也会对混凝土的强度产生负面影响。
当矿渣掺量超过一定范围时,混凝土的工作性能会受到影响,如流动性和坍落度等。
此外,矿渣中的某些成分也会对混凝土的强度产生不利影响,如MgO和FeO等物质会降低混凝土的强度和耐久性。
4. 矿渣掺量对不同强度等级混凝土的影响研究表明,矿渣掺量对不同强度等级混凝土的影响也存在差异。
对于低强度等级的混凝土,矿渣掺量的增加会使混凝土的强度提高更为显著。
而对于高强度等级的混凝土,矿渣掺量的增加对其强度提高的作用相对较小。
因此,在混凝土强度达到一定等级后,矿渣掺量的增加对其强度提高的效果会逐渐变弱。
Na2SO4和NaOH为碱激发剂,以矿渣为激发材料的碱激发水泥
经过上几批的预实验,初步确定采用复合型碱激发水泥,即以Na2SO4和NaoH为碱激发剂,以矿渣为激发材料的碱激发水泥。
详见《201453-郑文元-第11周-工作报告》。
本周针对复合型碱激发水泥的数据进行了一次试验验证,配合比见表U注:JZ组水泥为42.5普通硅酸盐水泥JZ2组表示在JZ组中掺入2%NaoHA组水泥为中性钠盐碱激发水泥B组水泥为复合型碱激发水泥B0.5组表示该组NaOH含量占水泥总量的0.5%,B1组表示该组NaOH含量占水泥总量的1%,以此类推。
1、搅拌制度搅拌制度基本上参照《水泥胶砂强度检验方法》(GB/T17671-1999),根据碱激发水泥的特点稍微进行了修改。
具体搅拌步骤如下所示:1)将胶凝材料的干料(水泥和矿渣或石灰和矿渣)低速搅拌180s;2)加入水低速搅拌30s;3)第二个低速30s开始时加入砂,然后高速搅拌30s;4)停90s,在第一个15s内将叶片和壁上的胶砂刮入锅中;5)高速搅拌60s。
另外,在第六批预实验中有一组配合比采用吴教授建议的搅拌程序,即干料先全部混合,然后再加入水。
结果发现,拌合物的流动度与上面方法制作出拌合物的流动度没有太大差别。
强度结果需要等到下周才能测到。
2、实验结果及分析实验结果表明,同水灰比的情况下,A组和B组的流动度大致都在22Omm左右,而普通水泥的流动度大概在18Omm左右,可以看出,中性钠盐碱激发水泥和复合型碱激发水泥的需水量比普通硅酸盐水泥低。
第五批预实验抗压强度实验结果见表2及图1。
第四批预实验抗压强度实验结果见图2。
图1第五批预实验抗压强度随NaOH掺量变化曲线0.5 1.0 1.5 2.0 2.5NaOH(%)图2第四批预实验抗压强度随NaOH掺量变化曲线从本次实验结果来看,当NaOH掺量小于2%时,复合型碱激发水泥砂浆的强度随着NaOH 掺量增加而增大。
当NaOH掺量大于2%时,复合型碱激发水泥砂浆的强度随着NaOH掺量增加而减少。
混凝土强度与矿渣掺量的关系
混凝土强度与矿渣掺量的关系一、引言混凝土是建筑工程中重要的材料之一,其强度与矿渣掺量之间的关系备受关注。
本文将从混凝土的组成、矿渣的性质和掺量、强度测试方法等方面探讨混凝土强度与矿渣掺量的关系。
二、混凝土的组成混凝土主要由水泥、砂、石头、水等原材料组成。
其中,水泥是混凝土的基础材料,它的主要成分是氧化钙、硅酸盐和铝酸盐。
砂和石头则是混凝土的骨架材料,它们的主要成分是硅酸盐和碳酸盐。
水则是混凝土的调节剂,它的作用是使混凝土变得流动。
三、矿渣的性质和掺量矿渣是指工业炉内矿物质熔化后冷却结晶的产物,它是一种具有多种化学成分的材料。
矿渣的主要成分是氧化钙、硅酸盐和铝酸盐等。
矿渣的掺量对混凝土的强度有着重要的影响。
一般来说,矿渣的掺量越高,混凝土的强度也越高。
四、矿渣对混凝土强度的影响机理矿渣掺量对混凝土的强度影响的机理比较复杂。
矿渣中的氧化钙、硅酸盐和铝酸盐等成分会与水泥中的成分反应,形成新的水化产物。
这些水化产物填充了混凝土中的孔隙,从而提高了混凝土的密实度和强度。
此外,矿渣中的一些成分还可以与水泥中的成分反应,形成能够抵御硫酸盐侵蚀的化合物,从而提高混凝土的耐久性和抗侵蚀性。
五、混凝土强度测试方法混凝土的强度测试方法主要有压缩强度试验、抗拉强度试验和弯曲强度试验等。
其中,压缩强度试验是最常用的测试方法,它可以反映混凝土的整体强度。
抗拉强度试验和弯曲强度试验则可以反映混凝土的局部强度。
六、矿渣掺量对混凝土强度的影响实验为了探究矿渣掺量对混凝土强度的影响,进行了一系列实验。
实验中,选取不同掺量的矿渣,掺入到混凝土中,然后进行压缩强度试验,记录混凝土的强度数据。
实验结果表明,随着矿渣掺量的增加,混凝土的强度也逐渐提高。
但是,当矿渣掺量达到一定程度后,混凝土的强度就不再明显提高,甚至会出现下降的趋势。
这是因为过高的矿渣掺量会导致混凝土中产生大量的孔隙,从而降低混凝土的密实度和强度。
七、结论本文从混凝土的组成、矿渣的性质和掺量、强度测试方法等方面探讨了混凝土强度与矿渣掺量的关系。
不同掺量的矿渣粉对混凝土和易性及强度的影响
不同掺量的矿渣粉对混凝土和易性及强度的影响1前言矿渣粉是粒化高炉矿渣粉的简称,是炼铁厂在高炉冶炼生铁时所得到的以硅铝酸钙为主要成分的熔融物,经水淬成粒后所得的工业固体废渣。
我国是钢铁生产大国,通常情况下,每生产1t生铁将产生约300kg粒化高炉矿渣。
大量实验研究及生产实践表明,矿渣粉是一种混凝土掺合料。
在当前商品混凝土行业中,矿渣粉和粉煤灰作为用量最大的两大矿物掺合料,被广泛应用在各等级和各工程的主体结构混凝土中。
粒化高炉矿渣主要成分为玻璃体和硅酸二钙,其组成与水泥接近。
同时,矿渣粉具备需水量比水泥低,密度比水泥小,滚珠效应和火山灰效应优良等特点。
用于混凝土中不仅可以有效减少工业废渣,而且可以有效改善混凝土工作性能,适当比例的掺入还可以起到提高混凝土早期强度的效果。
由于矿渣粉是由矿渣废料经粉磨生产出来的,随着比表面积增加,粉磨难度和能源消耗上升明显。
故而找到矿渣粉细度对混凝土和易性及强度的影响不仅有利于对矿渣粉合理的利用,更加有助于节约成本,降低生产能耗。
本文将根据自身材料特点设计参数区间,通过试验结果分析不同细度和掺入量对混凝土的和易性,早期强度等影响。
2试验原材料2.1水泥本次试验所选用的水泥为市面上使用量较大、性能相对稳定、价格相对低廉且供应比较充裕的P.Ⅱ42.5R级水泥,水泥比表面积为350m2/kg、密度为3.12g/cm3;初凝时间实测134min、终凝时间实测为169min;标准稠度用水量为26.4%;3d抗压强度为31.4MPa、抗折强度为6.7MPa;28d抗压强度为53.3MPa、抗折强度为9.0MPa;三氧化硫含量为2.58%、氧化镁含量为1.36%。
水泥各项指标均符合规范要求。
2.2粉煤灰本次试验所选用的粉煤灰为二级粉煤灰。
细度(0.045mm筛余)为18.5%、需水量比为104%;烧失量为3.24%,三氧化硫含量为0.91%、游离氧化钙含量为0.30%;7d活性为64%、28d活性为76%。
碱激发矿渣粉煤灰水泥及混凝土研究
1碱激发矿渣粉煤灰水泥及混凝土研究碱矿渣水泥在已应用多年。
这种水泥除早强、高强外,还具有极好的耐久性。
因为NaoH、KOH›Ca(C)H)2等碱激发剂使矿渣中铝、镁、钙玻璃结构中的Si-O,Al-O键断开,使硅铝离子加快溶出,当有石膏时,生成AFt,加快矿渣水化。
碱激发矿渣的最终生成物是钠、钙铝硅酸盐、钠铝硅酸盐、钠钙铝铁硅酸盐等沸石,均是造岩矿物,因此有很好的耐久性。
由于矿渣资源有限,大量用作普通硅酸盐水泥及矿渣水泥等的混合材,使矿渣价格上升,而我国粉煤灰资源丰富,若不加以合理利用,将造成严重的环境污染。
使用液体碱(如水玻璃)作碱激发剂,具有使用不方便,凝结时间难以控制等缺点。
为此进行了用固体碱激发制备矿渣粉煤灰水泥及混凝土的研究。
该实验主要是为了分析粉煤灰掺量对碱激发矿渣水泥性能的影响。
表3粉煤灰掺量对时渔水泥触的影响表4粉煤灰挎量对破矿渣水泥标准稠度及及结时间的影响ftSSft(4)抗折强度(k⅝⅛)粉煤灰(%)■准■度(%)W∙8(nin)终凝(ιrin) (%)3d7d28d3d7d28d025.825082049.059.267.88.3510.6011.10IO26.001021911044.254.8M.I9.8811.4012.402026.$61201762042.154.861.38.8510.4011.903028.221713003040.047.660.08.379.8010.704028.223104154036.247.258.2 6.739.6010.205028.593625125031.243.855.8 6.578.208.40注:N J OH的接量为5.16。
,由表3可以看出:随着粉煤灰掺量的增加,水泥的抗压强度不断下降,这主要是由于粉煤灰的活性较矿渣难于激发,但由表3可以看出,掺入10%粉煤灰时,抗折强度有所提高,而当粉煤灰的掺量为20〜30%时,水泥抗折强度与不掺相比,变化不大,随着粉煤灰掺量的增加,水泥的标准稠度用水量不断增加,这有利于改善矿渣水泥的泌水性能。
粉煤灰—矿渣水泥的碱激发规律研究
粉煤灰一矿渣水泥的碱激发规律研究。
1本试验主要以粉煤灰、矿渣为基本原料,以水玻璃为碱激发剂,研究了在实验条件下制备粉煤灰一矿渣基水泥的碱激发规律。
结果表明,粉煤灰、矿渣的相对掺加量、水玻璃的掺量及模数、熟料、Na2SO4>CaO掺加量对强度都有显著的影响。
试验原料的化学成分为:经检测,熟料3d、28d抗折强度分别为6.2MPa和8.47MPa,3d、28d抗压强度分别为26.92MPa 和55.26MPaO2粉煤灰、矿渣相对掺量对强度的影响。
保持水玻璃掺量及其模数不变,调整粉煤灰、矿渣相对比例,检测它们对强度的影响,试验结果如表2所示。
结果表明,粉煤灰一矿渣基碱激发水泥3天强度随粉煤灰掺加量的增加而降低,但28天强度随粉煤灰掺加量的增加先是升高,在粉煤灰掺量达到40%~60%之间时,开始降低,且到60%之后,强度急剧降低(图Do表2粉煤灰、矿渣相对掺加■对强度的影响的煤友/%图1粉煤灰相对含■对强度的影响粉煤灰难于激发和水化。
有研究表明,使用强碱对粉煤灰进行激发,其3天水化不1%。
粉煤灰对水泥早期强度的贡献主要是其微集料效应和充填密实效应。
而使用强碱激发,矿渣3天水化已达50%以上,因此,矿渣掺量越高,3天强度越高。
到28天时,粉煤灰已有一定程度的水化,其产物中的水化硅酸铝(A-S-H)与矿渣水化时产生的沸石类及霞石、长石类产物之间发生物理、化学作用,可能导致了28天强度增长。
但毕竟粉煤灰水化能力远比矿渣要低,掺量过高强度会大幅下降。
3玻璃掺加量对强度的影响。
试验结果如表3所示。
结果显示在水玻璃掺加量超过一定的值后强度急剧降低(图2)。
产生这一现象的原因是多方面的,其一是水玻璃的掺加量过高,溶液粘度增加,不利于离子的迁移和扩散。
其二,水玻璃参与的水化反应是一个定量反应过程,过量的反应物在反应结束后残留下来,使强度降低。
表3水玻璃排加■对强度的影峋BB2水玻璃含■对强度的影晌4熟料掺加量对强度的影响。
碱激发矿渣微粉胶凝材料的组成、结构和性能的研究
碱激发矿渣微粉胶凝材料的组成、结构和性能的研究碱激发矿渣微粉胶凝材料的组成、结构和性能的研究引言:随着建筑业的迅猛发展和环保意识的增强,矿渣微粉胶凝材料作为一种环境友好型材料正逐渐受到关注。
碱激发矿渣微粉胶凝材料以其优良的力学性能和持久性能成为修复和加固混凝土结构的有效手段。
本文研究了碱激发矿渣微粉胶凝材料的组成、结构和性能,以期促进其在实际工程中的应用。
一、组成1.1 矿渣微粉矿渣微粉是通过对矿渣进行细磨而得到的一种能够替代水泥的材料。
矿渣微粉的主要化学成分包括硅酸盐、铝酸盐和铁酸盐等,其特点是颗粒细度小、活性高。
1.2 碱激发剂碱激发剂是一种能够激发矿渣微粉水化反应的化学物质。
常用的碱激发剂有氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾等。
碱激发剂的添加能够促进矿渣微粉的活性。
1.3 混凝土掺量混凝土中添加矿渣微粉的掺量对碱激发矿渣微粉胶凝材料的性能有着重要的影响。
一般来说,适宜的掺量范围为30%~50%。
二、结构2.1 碱激发矿渣微粉胶凝物质的结构碱激发矿渣微粉胶凝物质的结构主要包括颗粒和孔隙两个部分。
颗粒主要指矿渣微粉颗粒的堆积结构,孔隙则是指胶凝物质中的孔隙。
2.2 矿渣微粉与胶凝物质的结合机制矿渣微粉与碱激发剂在水中发生反应,产生凝胶和水化产物,凝胶填充在矿渣微粉颗粒之间,形成胶凝物质的结构。
这种结合机制使得碱激发矿渣微粉胶凝材料具有一定的强度和持久性能。
三、性能3.1 力学性能碱激发矿渣微粉胶凝材料的力学性能主要包括抗压强度、抗拉强度、弯曲强度等指标。
与水泥相比,碱激发矿渣微粉胶凝材料的强度稍逊,但仍然能够满足一定的工程要求。
3.2 耐久性能碱激发矿渣微粉胶凝材料的耐久性能是其长期使用的关键指标。
研究表明,碱激发矿渣微粉胶凝材料在耐碱、耐海水侵蚀、耐硫酸盐侵蚀等方面具有较好的性能。
3.3 隔热性能碱激发矿渣微粉胶凝材料具有较好的隔热性能,能够有效降低建筑物的能耗。
这主要得益于矿渣微粉的颗粒细小和孔隙结构。
碱当量对碱激发矿渣胶凝材料抗压强度及微观结构的影响
Hans Journal of Civil Engineering 土木工程, 2023, 12(9), 1217-1222 Published Online September 2023 in Hans. https:///journal/hjce https:///10.12677/hjce.2023.129141碱当量对碱激发矿渣胶凝材料抗压强度及微观结构的影响黄 般1,龚正洋2*1广西交通投资集团百色高速公路运营有限公司,广西 百色2中国移动通信集团设计院有限公司重庆分公司,重庆收稿日期:2023年8月14日;录用日期:2023年9月5日;发布日期:2023年9月18日摘 要为探讨碱当量对碱激发矿渣胶凝材料抗压强度及微观结构的影响;本研究借助X 射线衍射仪和扫描电镜对碱激发矿渣胶凝材料物相组成与微观结构形貌进行表征。
结果表明:当模数为1.5,碱当量分别为4%、5%、6%、7%、8%时,随碱当量的增加,碱激发矿渣胶凝材料的凝结时间呈先减后增趋势,抗压强度呈先增后减趋势。
其中碱当量为6%时,碱激发矿渣胶凝材料初终凝凝结时间最小,分别为33 min 、69 min ;28 d 的抗压强度最大,为65.3 MPa 。
由微观分析可知,碱激发矿渣胶凝材料的水化产物为C-(A)-S-H 凝胶,且碱当量为6%时,碱激发矿渣胶凝材料生成的水化产物较多,微观结构形貌结构致密。
关键词碱激发矿渣胶凝材料,凝结时间,抗压强度,微观结构Effect of Alkali Equivalent on Compressive Strength and Microstructure of Alkali-Activated Slag Cementitious MaterialBan Huang 1, Zhengyang Gong 2*1Guangxi Transportation Investment Group Baise Expressway Operation Co., Ltd., Baise Guangxi 2Chongqing Branch, China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., ChongqingReceived: Aug. 14th , 2023; accepted: Sep. 5th , 2023; published: Sep. 18th , 2023 *通讯作者。
混凝土中矿物粉掺量对强度影响的研究
混凝土中矿物粉掺量对强度影响的研究一、研究背景混凝土是一种常用的建筑材料,其强度对于建筑物的承重能力和使用寿命有着至关重要的影响。
传统混凝土中主要使用水泥作为胶凝材料,但水泥的生产过程会产生大量的二氧化碳排放,对环境造成不良影响。
因此,寻找一种可替代水泥的绿色胶凝材料成为了近年来混凝土研究的重要方向之一。
矿物粉是一种优良的绿色胶凝材料,其主要成分是硅酸盐、铝酸盐等矿物质。
将矿物粉掺入混凝土中可以减少水泥的用量,降低混凝土的碳排放量,同时还能提高混凝土的耐久性和抗裂性能。
因此,矿物粉掺量对混凝土强度的影响成为了混凝土研究的一个重要方向。
二、研究目的本研究旨在探究不同掺量的矿物粉对混凝土强度的影响,为混凝土的优化配比提供理论依据。
三、研究方法本研究选取普通硅粉和高岭土作为矿物粉,将其掺入混凝土中,掺量分别为5%、10%、15%、20%。
混凝土配合比为水泥:砂:石灰石=1:2.5:3,水胶比为0.4。
混凝土试块采用150mm×150mm×150mm的标准尺寸,经过28天养护后进行强度测试。
四、研究结果经过实验测试,得出以下结果:1.普通硅粉掺量对混凝土强度的影响当掺入5%普通硅粉时,混凝土的抗压强度为32.5MPa;当掺入10%普通硅粉时,混凝土的抗压强度为31.2MPa;当掺入15%普通硅粉时,混凝土的抗压强度为28.5MPa;当掺入20%普通硅粉时,混凝土的抗压强度为26.8MPa。
由此可见,随着掺入量的增加,混凝土的强度逐渐下降,且强度下降速度逐渐加快。
2.高岭土掺量对混凝土强度的影响当掺入5%高岭土时,混凝土的抗压强度为33.8MPa;当掺入10%高岭土时,混凝土的抗压强度为31.5MPa;当掺入15%高岭土时,混凝土的抗压强度为29.2MPa;当掺入20%高岭土时,混凝土的抗压强度为27.1MPa。
同样地,随着掺入量的增加,混凝土的强度逐渐下降,且强度下降速度逐渐加快。
五、研究结论本研究通过对不同掺量的矿物粉对混凝土强度的影响进行实验研究,得出了以下结论:1.普通硅粉和高岭土均可以替代部分水泥,掺入适量的矿物粉可以降低混凝土的碳排放量,减少环境污染。
水泥强度对矿渣微粉活性的影响
The efectofcem entofdiferent strength on activity behaviorofgrounded furnace slay HANG Meiyan, ZHA0 Gem/an
同 比 表 面 积 进 行 对 比试 验 ,按 照统 一 稠 度 (流 动 度 )方 法 进 行 [31, 积 的 矿 渣 粉 活 性 .研 究 其 砂 浆 性 能
具 体方 案如 下 : (1)将 包 钢 矿 渣磨 细成 不 同 比表 面 积 的 矿 渣 粉 ,分 别 用 不 同
强 度 的 水 泥进 行 激 发 ,测定 其活 性 指 数 及 其 它 性 能 。 (2)将 宏 伟 矿 渣 磨 细 成 不 同 比表 面积 的矿 渣 粉 ,分 别 用 不 同
(School of Architecture and Civil Engineering,UST Inner Mongolia,Baotou 014010,China)
Abstract:Adopting cem ent ofdiferent strength and groundedfurnace slaywith diferent specif ic surface areas,t heindex ofact ivity of g rou n dedfurnace slayis studiedwhentheyinstitute cem entin equal quant it y.Itisi ndicatedt hatt hei ndexofactiv it y ofg roundedfuillace slayis raised witll increasing ofearly strength ofcement.an d the strength a n d durabilit y ofconcrete are i ncreased re m arkably.
碱激发剂掺量对充填复合胶凝材料强度影响的试验研究
碱激发剂掺量对充填复合胶凝材料强度影响的试验研究张丹;薛杉杉【摘要】本文针对性地探讨了碱激发剂掺量对尾矿-冶炼渣充填复合胶凝材料强度的影响.在强度试验的基础上,通过扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱、X射线光电子能谱等一系列测试手段分析了在不同碱激发剂掺量下的材料结构和元素化学结合能变化,从微观上阐释了材料强度变化的原因.研究结果表明:添加碱激发剂有利于提高复合胶凝材料强度,碱激发剂的最佳掺量为3%.【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2015(024)0z2【总页数】6页(P221-226)【关键词】碱激发剂;胶凝材料;强度;水化反应【作者】张丹;薛杉杉【作者单位】北京矿冶研究总院,北京100160;北京矿冶研究总院,北京100160【正文语种】中文【中图分类】TU528有色冶炼废渣是指在有色金属冶炼的过程中产生的各种有色金属残渣,其中较为常见的有铜渣、锌渣、铝渣、镍渣等。
除此之外,还有从铝土矿提炼氧化铝时排出的赤泥、轧钢过程中产生的氧化铁渣等[1]。
铅锌渣是经高温熔融、然后水淬急冷而成,矿物组成中存在玻璃相,因而在硫酸盐或碱激发下会有一定的活性[2]。
利用铅锌渣能够制得复合胶凝材料[3],将其应用于矿山充填可以在提高资源利用率的同时,有效地降低充填成本。
激发胶凝材料活性的途径,主要包括机械活化和化学活化[4]。
机械活化是一种物理激发方法,通过机械力的作用,将胶凝材料磨细,增加新的活性表面,加速水化反应过程。
磨细的水淬矿渣和水混合后,在其表面将发生轻微的水化反应,使其部分物质溶解和水化,形成C—S—H凝胶。
但进一步水化被矿渣玻璃体表面的低渗透保护膜所阻止,使水不能进入矿渣玻璃体内部,因而矿渣内部的离子也不能渗出。
采用化学活化的方法,使矿渣玻璃体结构被破坏,使矿渣在常温下能进行水化反应。
一般化学激发剂分为三种:碱激发,酸激发和水解呈碱性的盐类激发。
本文通过强度试验及一系列微观分析手段,研究了碱激发剂掺量对铅锌尾矿-冶炼废渣复合胶凝材料强度的影响,为充填胶凝材料制备及力学性能优化奠定理论基础。
激发剂组成对碱激发-矿渣水泥砂浆变形及力学性能的影响
激发剂组成对碱激发-矿渣水泥砂浆变形及力学性能的影响王宇轩;周国安;陈佩圆;王东平【摘要】The influence of Na2SiO3/NaOH composite activators with different modulus and solid content,on the setting time, chemical shrinkage,autogenous shrinkage and compressive strength of alkali-activated slag cement mortar(binder to cement or slag is 0.55) was systematically investigated,and the slag sample was characterized by XRF,XRD and MBET. Results show that slag is mainly composed by amorphous glass phase,having a very high reactivity. Compared with cement mortar with the same binder to cement or slag ratio,alkali-activated slag cement mortar has much larger compressive strength and autogenous shrinkage,but similar 7 days chemical shrinkage.Activators with different modulus and solid content influence significantly the deformation and mechanical properties of alkali-activated slag cement mortar,specially,the bigger the modulus,the smaller the autogenous shrinkage,while the increasing of the solid content made autogenous shrinkage increase firstly but reduce at later stage.%系统研究了不同模数和含固量的Na2SiO3/NaOH复合激发剂溶液对水胶比为0.55的碱激发-矿渣水泥砂浆凝结时间、化学收缩、自收缩和抗压强度的影响,并使用XRF,XRD,MBET等分析方法表征分析了矿渣样品.结果表明,矿渣主要由无定形态SiO2组成,具有较高的反应活性.与同水胶比水泥砂浆相比,尽管具有相近的7 d化学收缩,然而碱激发-矿渣水泥砂浆的自收缩和抗压强度均远大于水泥砂浆.不同激发剂组成对碱激发-矿渣水泥砂浆的变形及力学性能均有显著地影响,其自收缩随激发剂模数的增大而降低,随含固量的增大先增大后减小.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2017(044)008【总页数】5页(P1-4,17)【关键词】碱激发-矿渣水泥;化学收缩;自收缩;抗压强度【作者】王宇轩;周国安;陈佩圆;王东平【作者单位】安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南 232001;中国科学技术大学近代力学系,中国科学院材料力学行为和设计重点实验室,安徽合肥 230026;中国科学技术大学近代力学系,中国科学院材料力学行为和设计重点实验室,安徽合肥230026;安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南 232001【正文语种】中文【中图分类】TU57+8.1使用矿渣作为胶凝材料不仅可制备强度高、耐久性好的碱激发-矿渣混凝土,而且还可有效地降低水泥的用量,减少因生产水泥所导致的高能耗、高污染问题,具有优异的经济和环保效益[1]。
_矿渣细度与掺量对水泥性能的影响
一轮更高水平的增长。二要大力培育工业经济新增长点。加快“百个千亿新增长点培育工程”建
设进度,及时跟踪、协调解决重点项目建设中的困难和问题,确保项目尽早投产达效。 加快“百
项千亿技术改造推进计划”实施进度,用先进产能替代落后产能。 大力推进钢铁、石化、水泥等
产能过剩行业兼并重组,淘汰落后产能。积极培育大企业大集团,提高资源配置效率、产业集中
3d
28d
5.5
8.3
4.0
7.2
4.1
7.5
4.2
8.2
4.7
8.5
4.8
8.6
4.8
8.7
抗 压 强 度 /MPa
3d
28d
26.1
47.0
16.3
36.1
17.0
40.2
18.6
41.6
19.1
46.6
19.2
48.1
19.7
50.3
表 3 矿渣掺量变化对水泥物理性能的影响
编号
矿渣掺量 /%
凝 结 时 间 /min
(1) 矿 渣 掺 量 对 水 泥 凝 结 时 间 影 响 较 大 , 而 矿 渣细度对凝结时间的影响较小,凝结时间随着矿渣 掺加量的增加而延长。
(2) 在 本 试 验 范 围 内 , 矿 渣 掺 量 对 矿 渣 水 泥 强 度的影响不及矿渣细度变化对矿渣水泥强度的影 响大,这充分说明了矿渣越细其活性越高,能激发 熟料强度的发挥。
在 粉 磨 30 min 的 熟 料 中 分 别 掺 入 粉 磨 时 间 10 min、20 min、30 min、40 min、50 min、60 min 的 矿渣粉,并配适量脱硫石膏制成水泥样(编号为 1~
表 1 试验材料的化学成分分析
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水泥掺量对碱激发水泥—矿渣复合粉料强度的影响
文章主要研究水泥掺量对碱激发水泥-矿渣复合粉料强度的影响。
通过变换水泥掺量来分析其强度变化规律。
研究结果表明,在矿渣中加入少量的水泥,强度随水泥掺量的增多而降低。
在水泥组分增加到20%时,强度有增高的趋势,并且矿渣的最大掺量应控制在80%以下。
标签:胶凝材料;水泥;矿渣
概述
碱激发硅酸盐水泥是建筑工程中不可或缺的建筑材料。
然而硅酸盐水泥的生产会产生诸多缺点:一方面能源消耗量大,这些不可再生的矿物资源的持续性大量消耗将对人类社会产生重大的影响;另一方面,在水泥生产过程中,因石灰石分解和燃料燃烧释放出大量的CO2,以及SO2,NOx等有毒气体,导致严重的环境污染。
因此,研究胶凝材料制备的新原理,加强工业废渣的利用研究,是一项既具有科学意义,又具有实际意义的工作。
[1]碱激发胶凝材料是近年来新发展起来的一种新型无机非金属胶凝材料,它的抗壓、抗折强度、抗酸碱侵蚀性、抗冻融性、抗碳化等性能均优于普通硅酸盐水泥。
另外,碱激发胶凝材料制备工艺简单、无需烧制、能耗低、成本低、市场广,是21世纪极具发展潜力的一种胶凝材料。
[2]这类材料多以铝硅酸盐类矿物为主要原材料。
许多工业固体废弃物如:矿渣、钢渣、粉煤灰和煤矸石等,主要矿物成分均为硅酸盐或铝硅酸盐类。
因此,这些工业固体废弃物均可作为制备碱激发胶凝材料的主要原材料,这将为充分利用工业固体废弃物开辟一条新的途径。
碱激发胶凝材料研究开发正是基于上述原因而兴起。
本文主要研究水泥掺量对碱激发水泥-矿渣复合粉料强度的影响。
1 原材料、试验器材
采用的实验器材主要有:XJ202-A行星水泥胶砂搅拌机、KJZ-500型电动抗折试验机、WAY-300电子液压式压力试验机。
原材料主要有:矿渣(鞍钢,质量系数:K=1.62,碱度系数Mo=1.33>l,活度系数Mn=0.292)、氢氧化钠(分析纯)、天然二水石膏。
2 试验结果和讨论
2.1 水泥的掺量对水泥-矿渣复合胶凝材料的影响
改变水泥的掺量,0%,10%,20%,30%,40%,即改变水泥和矿渣的配比,以NaOH为激发剂,掺量为10%,石膏作缓凝剂为10%,测3、7d的抗折、抗压强度。
由表1可以看出,无论是在标准还是非标准湿度条件下,在矿渣中加入少量的水泥,强度随水泥掺量的增多而降低。
在水泥组分增加到20%时,强度有增高的趋势。
作为一类重要的多组分碱激发胶凝材料,碱激发水泥矿渣体系具有许多潜在的优势。
碱激发胶凝材料的开发是建材行业可持续发展和构建循环经济体系的一个重要内容和必然选择。
2.2 水泥-矿渣最佳配比分析
通过上述对比性实验结果,选取最优配比方案如下:石膏掺量6%,NaOH 作激发剂掺量为10%,采用80℃养护箱进行热激发,测其24h胶砂强度,进一步分析水泥掺量对水泥-矿渣复合粉料力学性能的影响,得出水泥-矿渣最佳配比。
实验结果表明,随着矿渣掺加比例的加大,水泥强度下降。
掺加比例大于80%时,强度下降幅度明显。
所以矿渣的最大掺加量以小于等于80%为宜。
也就是说,在高炉矿渣水泥中矿渣的比例可达到80%,在用硅酸盐水泥配制混凝土时矿渣粉的掺加量也可以达到80%。
3 结束语
在矿渣中加入少量的水泥,强度随水泥掺量的增多而降低。
在水泥组分增加到20%时,强度有增高的趋势,并且矿渣的最大掺量应控制在80%以下。
参考文献
[1]郑娟荣.地聚物材料的研究进展建筑石膏与胶凝材料,2002,(4):11-12.
[2]窦林萍.高掺量碱激发矿渣水泥的研究[J].山西建筑,2003,(7):56-61.。