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几种激发剂对钢矿粉活性影响的研究

   2022-07-21 腾讯新闻730
导读

钢渣是炼钢过程中产生的副产物,产量约为粗钢产量的 15% ~ 20%。其化学成分与水泥熟料类似,具有一定的水硬性。但由于钢渣生成温度更高,其中C3S 和 C2S 等活性组分结晶致密,晶粒较大,水化活性偏低,钢渣微粉单独

 

钢渣是炼钢过程中产生的副产物,产量约为粗钢产量的 15% ~ 20%。其化学成分与水泥熟料类似,具有一定的水硬性。但由于钢渣生成温度更高,其中C3S 和 C2S 等活性组分结晶致密,晶粒较大,水化活性偏低,钢渣微粉单独作为掺合料的资源化利用技术尚不成熟,目前大多采用钢渣与矿渣复配钢矿粉进行生产与应用。


选用合适的激发剂对钢矿粉活性进行活化处理,可提高钢渣在钢矿粉中的掺量及产品的性能,对钢渣综合利用的规模化推广具有重要意义。已有的研究较多集中在钢渣激发剂对其活性的影响方面,而对钢矿粉复合掺合料激发剂的研究较少。本文研究几种激发剂对钢矿粉活性的影响,为合理配制复合激发剂提供依据。


1 试验方法


1.1 原材料


( 1) 钢渣粉由上海海笠新型建材有限公司提供,S95 矿粉由上海宝田新型建材有限公司提供,其化学组成见表 1。


( 2) 基准水泥由曲阜中联水泥有限公司提供。


( 3) 氢氧化钠、氧化钙、半水石膏、二水石膏、硫酸钠、明矾 6 种市售常用激发剂由上海国药集团化学试剂有限公司提供。


1.2 试验方法


钢渣粉与矿渣粉按 3: 7 比例复配钢矿粉,各激发剂按一定掺量以内掺方式取代钢矿粉,参照《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》( GB/T 18046-2008)测定试样 3d、7d、28d 抗压强度,并与基准水泥对比,采用活性指数表征激发剂的改性效果。


2 结果与讨论


2.1 氢氧化钠对钢矿粉的激发作用



由图 1 可知,与不掺激发剂的钢矿粉相比,随着氢氧化钠掺量的增加,其 3d、7d、28d 抗压强度活性指数均先提高再降低。氢氧化钠的加入为钢矿粉的水化提供碱性环境,直接破坏钢渣中玻璃体的网络结构,释放出硅( 铝) 氧四面体等活性组分,加速水化反应进程。其中掺量在 0.03% 时,氢氧化钠对钢矿粉 28d 抗压强度活性的激发效果最好,达到 96% 。但当胶凝体系中碱含量过量时,多于的 OH-将以氢氧化钙等形式结晶富集,降低其力学性能,这对结构早期强度的影响尤为明显。氢氧化钠的掺量不宜过大,当掺量超过 0.03%时,3d 活性指数显著降低,当掺量超过 0.18% 时,试样的 28d 活性指数也降至基准组以下,氢氧化钠作为钢矿粉活性激发剂的最佳掺量是 0.03% 。


2.2 氧化钙对钢矿粉的激发作用



由图2可知,当氧化钙掺量在0.15% 时,7d 活性指数从未加激发剂的86%提高到91%,28d 活性指数从未加激发剂的93%提高到101%,达到最大值。氧化钙对钢矿粉的水化促进作用主要体现在氧化钙水化为钢矿粉提供碱性环境; 钙离子与钢矿粉中的硅( 铝)氧四面体等反应生成 C-S-H 凝胶; 氧化钙水化放热提高胶凝体系温度。当氧化钙掺量小于 0.6% 时,其对钢矿粉 3d、7d、28d 活性指数均具有积极的激发作用。所以,氧化钙的掺量应控制在 0.6% 以内,最优掺量为0.15%。


 
(文/小编)
 
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