堿礦渣高性能水泥技術(shù)研究報(bào)告(最新)(編輯修改稿)
2025-03-12 09:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 、優(yōu)質(zhì)粉煤灰）。 從以上方法可以看出，工藝措施使成型或養(yǎng)護(hù)復(fù)雜化，不僅增加了設(shè)備投資，而且限制了高強(qiáng)度混凝土在現(xiàn)澆工程中的應(yīng)用，用聚合物作膠結(jié)材或摻聚合物雖然較大幅度提高混凝土的強(qiáng)度，但聚合物價(jià)格昂貴，而且這類混凝土一旦受熱，且強(qiáng)度將會(huì)降低，耐久性受到很大影響?，F(xiàn)在市場上最實(shí)用的方法是加入硅灰和堿水劑復(fù)合使用。但由于我國硅灰產(chǎn)量極低，估計(jì)全國每天回收硅灰總 量還不到 10 噸。這就限制了摻硅灰生產(chǎn)高強(qiáng)度混凝土在建筑中大面積使用。 用堿激發(fā)礦渣生產(chǎn)高強(qiáng)度混凝土十分容易。 堿礦渣水泥 對原材料要求不高，生產(chǎn)工藝十分簡便，混凝土施工工藝基本上與普通硅酸鹽水泥相同，簡便而容易生產(chǎn)出 50～ 100MPa 高強(qiáng)度混凝土。它不但強(qiáng)度高而且有著優(yōu)異的耐久性能。 堿礦渣 高性能 水泥 的物理力學(xué)性能 （ 1） 強(qiáng)度 堿礦渣水泥 強(qiáng)度取決于堿組分的種類和數(shù)量、礦渣的種類、玻璃化率、化學(xué)成分及礦物組份等。就礦渣而言，堿性礦渣優(yōu)于酸性礦渣，水淬高爐礦渣優(yōu)于電爐磷渣和其它冶金工業(yè)渣。 強(qiáng)度是水泥物理力學(xué)性 能中很重要的指標(biāo)，強(qiáng)度的產(chǎn)生與水泥的特性有本質(zhì)的聯(lián)系。 堿礦渣 高性能 水泥 與 OPC 水泥的分散機(jī)制有很大不同，從宏觀結(jié)構(gòu)來看 堿礦渣水泥 與 OPC 水泥基本相同，但在微觀結(jié)構(gòu)上卻大不相同， 堿礦渣水泥 的主體是礦渣，礦渣的化合物主要以共價(jià)鍵結(jié)合，所以礦渣中離子健份額少，其分散過程不是靠離子建的極化而是靠共價(jià)鍵 Si— O— Si 和 Al— O— Al 的斷裂。在高堿性介質(zhì)中 OH離子進(jìn)入礦渣玻璃體的空穴，促使玻璃體解體，從而大大激發(fā)了礦渣的潛在活性。同時(shí)，這種高堿環(huán)境保證了形成穩(wěn)定水化物的條件，促進(jìn)了水化結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的形成。所以， 堿礦渣水 泥 在水泥反應(yīng)早期卻生成大量的水化硅酸鈣凝膠，促進(jìn)了早期強(qiáng)度的發(fā)展。 堿礦渣水泥 不僅早期強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度也穩(wěn)步增長。 堿礦渣水泥 膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)表（試驗(yàn)方法參照 GB17785） 齡期 抗折強(qiáng)度 MPa 抗壓強(qiáng)度 MPa 一天 三天 二十八天 堿激發(fā)礦渣研究中，堿液中陽離子 R+在反應(yīng)中后期參與一系列的化學(xué)反應(yīng)，形成 Na2O Al2O3 (2— 4)SiO2 nH2O 類型的水化產(chǎn)物。這種水化產(chǎn)物類似埃及古老的金字塔中石材的礦物成份及天然巖石的造巖礦物，這也是 堿礦渣水泥 混凝土高耐久性的原因。 堿礦渣水泥 中，一年內(nèi)參與反應(yīng)的堿組份達(dá)到原堿組份的 92%左右，由于這時(shí)水泥石結(jié)構(gòu)已相當(dāng)致密，剩余的堿組份很難從基體中離析出來，這不但保證 堿礦渣水泥 混凝土有著優(yōu)良的護(hù)筋性能，而且大大促進(jìn)了混凝土后期強(qiáng)度穩(wěn)步增長。 經(jīng) X 射線衍射分析和掃描電鏡觀察，水化早期， 堿礦渣水泥 和的水化物主要是 C— S— H 的凝膠和水化硅鋁酸鹽凝膠，晶體含量少，堿金屬水化硅酸鹽、堿金屬水化硅鋁酸鹽和堿金屬水化鋁酸鹽均在半年左右開始結(jié)晶。個(gè)別水化產(chǎn)物甚至到三年齡期時(shí)，晶相仍然很少。所以， 堿礦渣水 泥 的水化產(chǎn)物最初以凝膠狀態(tài)存在，最后才慢慢結(jié)晶。因?yàn)榻Y(jié)晶慢，生成的晶粒小，對已形成的水泥石結(jié)構(gòu)不但沒有破壞，相反使水泥石更為致密，強(qiáng)度、抗?jié)B、抗腐蝕性進(jìn)一步得到提高。 礦渣細(xì)度 當(dāng)堿組份摻量較少、 堿礦渣水泥 的強(qiáng)度較低時(shí)，礦渣的細(xì)度對水泥的強(qiáng)度有直接的影響。因?yàn)閴A組份較小，對礦渣的激發(fā)是有限的。通過細(xì)磨可以提高礦渣的活性，在同樣條件下被激發(fā)更充分一些，有利于強(qiáng)度的提高。 當(dāng)堿組份較多時(shí)，礦渣細(xì)度的影響則不很明顯了。在礦渣相同、堿組分種類及摻量皆相同的前提下，僅變動(dòng)礦渣細(xì)度（ 320 ㎡ /㎏、 470 ㎡ /㎏、 630 ㎡ /㎏），其 28 天強(qiáng)度基本相差不大。為了節(jié)約能源一般礦渣細(xì)度控制在普通水泥的細(xì)度范圍之內(nèi)能滿足堿礦渣水泥 細(xì)度的要求（ 篩篩余在 4%以下） 標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量與膠砂流動(dòng)度 堿礦渣水泥 的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量比 PC 水泥要低。 PC、 OPC、 SPC 的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量為 24～ 28%， 堿礦渣水泥 的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量一般為～ %。 眾所周知，普通水泥在凝結(jié)硬化過程中，會(huì)產(chǎn)生一些絮凝結(jié)構(gòu)。這些絮凝結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的原因很多。可能 的原因之一，就是由于水泥的分散過程主要是依靠離子健的極化。水泥礦物水化后因?yàn)閹щ姾刹煌a(chǎn)生電性相吸，絮凝結(jié)構(gòu)中包裹很多拌合水。使用堿水液可使絮凝結(jié)構(gòu)分散。 堿礦渣水泥 中，堿組份同時(shí)具有減水功能，因此 ,堿礦渣水泥 的需水量比普通水泥要小。強(qiáng)度越高的 堿礦渣水泥 ，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量越小，這是因?yàn)閺?qiáng)度越高的 堿礦渣水泥 中，堿組份的含量也越多，減水作用越顯著的緣故。 這也是在實(shí)驗(yàn)中唯一與 OPC 一點(diǎn)差異。如果用 OPC 的加水量， AAS水泥膠砂拌合物明顯過稀。 安定性 經(jīng)煮沸法試驗(yàn)，各種礦渣、各類堿組份配制的多種標(biāo)號(hào)的 堿礦渣水 泥，安定性全部合格。 眾所周知，引起水泥安定性不良的原因，是因?yàn)槭炝现泻羞^燒的 CaO 和 MgO。所以在 PC、 OPC、 SPC 水泥標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了 MgO 的限量。孰料中 MgO 的含量為 5～ 6%。如水泥 SPC 中礦渣摻加量大于 40%或火山灰水泥和粉煤灰水泥中混合材總摻量大于 30%，制成的水泥可不作壓蒸試驗(yàn)。這是基于礦渣和火山灰質(zhì)材料明顯可以改善水泥安定性不良的事實(shí)。 熟料中引起安定性不良的 MgO 是以方鎂石的形式出現(xiàn)的，而礦渣中含少量 MgO，通常以方柱石為主要的分子結(jié)構(gòu)。所謂方柱石是指有兩個(gè)主要最終組成的為鈣鋁黃長石（ C2AS）和鎂方柱石（ C2MS2）固液體的一組同晶體型。在 MgO 含量達(dá) 15%或更多的某種礦渣中， MgO 以鎂方柱石為主要成分，只有在 MgO 含量高于 16%的礦渣經(jīng)再熔和熱處理時(shí)，才能觀察到方鎂石。由此可見，礦渣中通常不含引起安定性不良的方鎂石。而 堿礦渣水泥 中礦渣含量通常在 90%以上，所以 堿礦渣水泥 不存在安定性不良的問題，安定性試驗(yàn)也證明了這一點(diǎn)。即使是新鮮礦渣，馬上磨細(xì)作安定性試驗(yàn)也是合格的。 水化熱 對于主要工程特別是大體積混凝土工程，人們十分關(guān)注水泥的水化熱問題。水化熱較高時(shí)，混凝土內(nèi)部由于水泥水化產(chǎn)生的大量 熱量將導(dǎo)致混凝土開裂，嚴(yán)重時(shí)可
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