碱激发矿渣和熟料胶凝材料体系水化热论文
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碱激发胶凝材料研究现状及未来发展孔令炜【摘要】随着气候变暖环境污染问题的日益加重,环境保护意识的提升,人们对于绿色环保材料的要求与需求也与日剧增.碱激发胶凝材料,它是一种以硅铝质废弃物为原料的低碳胶凝材料.因其能耗低、排放少、强度高、耐久性好等优势性能,被许多研究学者一致认为是一种具有广阔应用前景的绿色胶凝材料.与此同时,绿色建筑材料领域中的碱激发胶凝材料的研究及应用一直成为研究热点.碱激发胶凝材料作为一种绿色胶凝材料,还需要引起更大的社会认知度,本文将从碱激发胶凝材料自身的研究现状及其未来的发展方向展开论述,详细介绍这种绿色胶凝材料.【期刊名称】《四川水泥》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】1页(P91)【关键词】碱激发胶凝材料;未来发展【作者】孔令炜【作者单位】吉林建筑大学材料科学与工程学院,吉林长春 130118【正文语种】中文【中图分类】G322在强烈呼吁环境保护的二十一世纪,碱激发胶凝材料因其绿色环保的鲜明特征映入人们的视野,即将在未来的材料市场占据重要地位。
在火山灰质类材料和部分工业废弃尾渣中,含有一定数量的二氧化硅、氧化铝等活性组分,当它们与氢氧化钙反应时,就会生成水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铝硅酸钙和水化硫铝酸钙等的反应产物,通常把这种能生成水化硅酸钙等凝胶,对砂浆起到增强作用的效应称之为火山灰活性效应。
把这种加入碱性材料进而使之具备胶凝特性的方法,即所谓的碱激发。
通常使用的激发有多种,化学激发是其中一种,也是相对有效的方法,化学激化方法是碱性激发、硫酸盐激发和碳酸盐激发,这种具有热力学活性的材料通过碱性激发的方法得到的具有一定胶凝特性的材料,就称之为碱激发胶凝材料。
碱激发胶凝材料作为一种绿色胶凝材料,还需要引起更大的社会认知度,因而本文将从碱激发胶凝材料自身的研究现状及其未来的发展方向展开论述,详细介绍这种绿色胶凝材料。
我们都知道,在工业产出时都会产生很多含有SiO2、Al2O3、CaO等的工业废渣材料,如果对它们置之不理,不仅由于这些工业废渣材料自身没有或有很微弱胶凝性,不能自发形成有用的产品,还可能造成严重的环境污染。
碱-矿渣水泥水化放热行为研究潘群;祝斌;刘林;王腾飞【摘要】采用微量热计从水化放热速率和累积放热量两方面系统研究了碱矿渣水泥水化放热行为,分析了水泥水化放热行为与凝结性能之间的关系.研究结果表明:NaOH-矿渣水泥初始放热峰出现早,水玻璃-矿渣水泥初始放热峰出现晚,水玻璃-矿渣水泥初始放热峰值大,分别约为NaOH-矿渣水泥、硅酸盐水泥的2.3倍和3.5倍;水玻璃-矿渣水泥诱导期长,NaOH-矿渣水泥诱导期短,与硅酸盐水泥相比,碱矿渣水泥初期放热速率大,累积放热量小,NaOH、水玻璃配制的碱矿渣水泥3d累积放热量分别仅为硅酸盐水泥的67%和26%;此外,凝结时间的长短与水泥体系水化累积放热量没有直接联系,而与早期水化放热速率密切相关.【期刊名称】《重庆建筑》【年(卷),期】2018(017)001【总页数】4页(P14-17)【关键词】碱-矿渣水泥;水化放热速率;累积放热量;凝结时间【作者】潘群;祝斌;刘林;王腾飞【作者单位】重庆市建筑科学研究院,重庆400016;重庆市绿色建筑工程技术研究中心,重庆400016;中国建筑第八工程局有限公司西南分公司,四川成都610093;重庆市建设技术发展中心,重庆400015;重庆永渝检验检测技术有限公司,重庆400060【正文语种】中文【中图分类】TU528.1硅酸盐水泥化学中的水化是指水泥与拌合水之间的化学反应,而碱矿渣水泥的水化则是磨细矿渣粉在有碱组分的条件下与水之间的化学反应,水化放热行为则是水泥早期水化过程的一个重要表现形式[1-2]。
Shi and Robert[3-4]将碱矿渣水泥水化放热曲线分为三类:第一类水化放热曲线只在最初的几分钟出现一个放热峰;第二类水化放热曲线在前期有一个初始放热峰,数小时候后出现一个水化加速形成的放热峰;第三类水化放热曲线在诱导期之前出现一个主始峰和一个附加初始峰。
在碱矿渣水泥的水化累积放热量方面,Glukhovsky[5]和Yang[6]研究了石膏矾土水泥、硅酸盐水泥以及碱组分为NaOH、Na2CO3的碱矿渣水泥不同龄期的水化放热总量,发现碱矿渣水泥各龄期的水化放热总量均低于石膏矾土水泥、硅酸盐水泥。
对“碱激发胶凝材料耐高温性能”的文献综述作者:刘劲志来源:《科学导报·学术》2020年第47期摘; 要:火灾已经称为日常生活中的发生频率最高的灾种之一。
其中,建筑结构火灾约占80%,严重威胁着人民的生命和财产安全,火灾造成的巨大损失,促使世界各个国家开始重視建筑防火。
在建筑结构中常用的混凝土材料耐高温性能极差,即便是在短时间的火灾作用下,其结构性能也会遭受重大破坏,当环境温度超过600摄氏度时,混凝土的抗拉强度基本丧失,人们迫切需要一种新型的耐高温的建筑材料来解决建筑结构的耐高温性能。
碱激发胶凝材料具有硬化速度快、早期强度高、耐腐蚀、耐高温、生产能耗低等优点,已引起建筑防火领域的广泛关注。
关键词:建筑防火;碱激发胶凝材料;文献综述引言2015年8月12日23:30左右,位于天津滨海新区塘沽开发区的天津东疆保税港区瑞海国际物流有限公司所属危险品仓库发生爆炸,进而引发了超过12个小时的大火。
事故造成了165人罹难,房屋建筑等的损失数以亿计,类似的事故不计其数,火灾已经称为日常生活中的发生频率最高的灾种之一。
其中,建筑结构火灾约占80%,严重威胁着人民的生命和财产安全,全世界每年因为火灾造成的直接或间接经济损失高达2000亿美元。
我国火灾造成的损失也十分严重,据公安部的统计数据显示,每10年火灾直接造成的财产损失是近10年的2倍以上。
火灾造成的巨大损失,促使世界各个国家开始重视建筑防火。
火灾在发生时,其环境温度高达数百摄氏度甚至上千摄氏度,这就对建筑结构和建筑材料在耐高温方面的性能提出了要求。
在建筑结构中常用的混凝土材料耐高温性能极差,即便是在短时间的火灾作用下,其结构性能也会遭受重大破坏,当环境温度超过600摄氏度时,混凝土的抗拉强度基本丧失,人们迫切需要一种新型的耐高温的建筑材料来解决建筑结构的耐高温性能。
碱激发胶凝材料具有硬化速度快、早期强度高、耐腐蚀、耐高温、生产能耗低等优点,已引起建筑防火领域的广泛关注。
第33卷第3期土木建筑与环境工程Vo l.33No.32011年6月Jo urnal o f Civ il,Architectural &Env ir onm ental Engineering Jun.2011水玻璃激发碱-矿渣水泥的水化放热和凝结性能何 娟,杨长辉(重庆大学材料科学与工程学院,重庆400045)摘 要:水玻璃模数和碱当量对碱-矿渣水泥的水化放热和凝结性能有重要影响。
该文系统地探讨了水玻璃模数和碱当量对碱-矿渣水泥水化放热和浆体凝结时间及抗压强度的影响规律。
结果表明:随模数的增加,水化热降低,凝结时间延长,抗压强度先增加,随后降低;随碱当量的增加,水化热增加,凝结时间稍有延长,强度增加。
比较合理的水玻璃模数M s 在1 0~2 0,碱当量为矿渣质量的3%~6%。
关键词:水玻璃;碱-矿渣水泥;凝结;强度;水化热中图分类号:T U502 文献标志码:A 文章编号:1674-4764(2011)03-0147-06Hydration Heat Evolution and Setting Performanceof Alkal-i slag Cement Activated with Water GlassH E Juan ,YANG Cha ng-hui(Co lleg e of M ater ials Science and Eng ineering ,Chongqing U niv ersity ,Chongqing 400045,P.R.China )Abstract:T he effect of dosag e and mo dulus o f w ater g lass on the ear ly hydratio n and setting performances of alkal-i slag cement is v ery impo rtant.T he variatio n o f hydratio n heat and setting tim e and compressiv estreng th of the alkal-i slag cement w ith its m odulus and alkali co ntent are studied.It is found that w ith the increase of modulus,the hydration heat decr eases and the setting tim e prolo ng s g radually,and the com pressive str ength increases first,then decr eases.When the dosag e of Na 2O increases,the hy dration heat increases.A nd the setting time increases slig htly and the compressive strength sho ws the trend of increasing.The reasonable mo dulus of w ater g lass M s is about 1 0~2 0,and the do sage is about 3%~6%of the mass of slag.Key words:w ater glass;alkal-i slag cement;setting ;streng th;hy dration heat 碱-矿渣水泥具有高强、低水化热、高抗渗、高抗冻和高抗蚀等优异性能,而且这种水泥生产工艺简单、能处理大量的工业废渣、节约能源、成本较低,可以说碱-矿渣水泥是一种环保型 绿色水泥 ,因而自20世纪60年代起就受到国内外学者的重视[1-5]。
碱激发矿渣微粉胶凝材料的组成、结构和性能的研究共3篇碱激发矿渣微粉胶凝材料的组成、结构和性能的研究1碱激发矿渣微粉是一种新型的高性能胶凝材料,它主要由矿渣微粉、混凝土掺合料、碳酸钙、碱激发剂、硅酸盐等组成。
这种材料具有结构稳定、耐久性好、抗裂性强、抗渗性好等特点,被广泛应用于各种建筑工程中。
组成结构方面,碱激发矿渣微粉主要由矿物质、玻璃相和结晶质相组成。
其中矿物质主要是硅酸盐矿物,包括方解石、镁铁闪锌矿等。
玻璃相是指熔融的矿渣中未晶化的部分,其化学组成与液态矿渣相似。
结晶质相是指矿渣中已经结晶化的部分,如水化硅酸钙、钙铝酸盐等。
在材料性能方面,碱激发矿渣微粉具有很多优良的特点。
首先,这种材料具有很高的强度和硬度,其抗压强度往往高达50-100MPa。
其次,其经久耐用性特别好,即使在恶劣的环境条件下也能够保持良好的性能。
此外,它的收缩性低,热膨胀系数小,不容易出现龟裂的情况,从而保障了建筑物的安全性和稳定性。
因为碱激发矿渣微粉具有较为优异的性能,所以在很多建筑工程中,其被广泛应用,如工业厂房、桥梁、隧道、水利工程等。
不过,如果使用不当,也有可能出现一些问题,如胶凝时间延长、龟裂现象的出现等,因此,在使用时一定要注意防范出现这些问题。
此外,针对不同的工程项目,还应该针对性的选择其配方和使用方法,以达到最佳效果。
碱激发矿渣微粉胶凝材料的组成、结构和性能的研究2碱激发矿渣微粉胶凝材料是一种新兴的胶凝材料,由矿渣微粉、碱性激发剂和其他辅助材料组成。
近年来,人们针对这种材料的研究越来越多,下面我们将从材料的组成、结构和性能三个方面来分析它的特点。
一、组成碱激发矿渣微粉胶凝材料通常由以下两个主要成分构成:1.矿渣微粉:矿渣是由冶炼过程中产生的废渣经过较高温度下的熔融而形成的。
矿渣微粉是矿渣经过粉碎、细磨等处理后得到的细粉末。
与传统胶凝材料中的水泥相比,矿渣微粉具有较高的玻璃体含量和较低的硅酸盐含量,因此矿渣微粉的使用可以减少对自然资源的消耗和环境破坏。
收稿日期:2020-05-03作者简介:何月(1995~),女,四川省南充市人,在读硕士研究生,主要从事碱激发混凝土材料的研究。
*通信作者:丁锐(1981~),男,吉林省长春市人,副教授,博士,主要从事混凝土材料的研究,E-mail :**************碱激发胶凝材料一般是利用碱性激发剂(Na -SiO 3,NaCO 3,NaSO 4和NaOH 等)激发工业废渣(粒化高炉矿渣、火山灰和钢渣等)获得,如碱激发掺混合材的硅酸盐水泥及其他的复合材料、碱激发矿渣水泥等。
碱激发胶凝材料的生产除可以利用于工业副产品外,还可应用于废弃物的综合处理领域。
与传统硅酸盐水泥基材料相比,碱激发胶凝材料具有能耗低、强度高、绿色环保的特点。
按目前的生产水平计算,每生产1t 硅酸盐水泥,要消耗1.2t 石灰石、0.18t 黏土、90kW ·h~120碱激发胶凝材料的进展何月,李星辰,丁锐*(吉林建筑大学材料科学与工程学院,吉林长春130118)摘要:随着环境污染问题和全球气候变暖问题的日益严重,人们对于绿色环保建筑材料的需求也与日俱增。
硅酸盐水泥作为目前使用量最大的胶凝材料,在生产过程中会消耗大量的不可再生资源及矿物燃料,并排放出大量的温室气体及有害气体,使其面临可持续发展的挑战。
碱激发胶凝材料作为硅酸盐水泥的可替代产品之一,具有能耗低、耐久性好和绿色环保等优点,符合建筑行业领域可持续发展的要求。
本文通过对目前国内外碱激发胶凝材料的研究内容和研究热点进行分析归纳,总结出碱激发胶凝材料发展现状及未来的发展趋势。
通过利用工业废渣制备性能优良的胶凝材料,使其符合科学发展观的原则,符合可持续发展的战略,符合“绿水青山就是金山银山”发展理念。
关键词:碱激发胶凝材料;混凝土;化学组成;发展趋势中图分类号:TU528.01文献标识码:A文章编号:2096-2118(2020)04-0047-05Development of Alkali Activated Cementitious MaterialsHE Yue ,LI Xingchen ,DING Rui *(School of Materials Science and Engineering ,Jilin Jianzhu University ,Changchun Jilin130118,China )Abstract :With the increasing problem of environmental pollution and global warming ,the demand for environ -mental protection is also increasing.As the most widely used cementitious material ,which the productions of Port -land cement consumed a lot of non-renewable resources and fossil fuels ,also released lots of greenhouse gases.Alkali-activated materials ,as one of the alternative products of Portland cement ,have the advantages of low en -ergy consumption ,good durability ,and environmental protection ,and which meet the requirements of sustainable development in the construction industry.In this paper we analyzed and summarized the current research content and hotspots of alkali-activated materials world widely ,and summarized the development status and future devel -opment trend of alkali-activated materials.Through the use of industrial waste to prepare cementitious materials with excellent performance ,it is in line with the principle of scientific development concept ,the strategy of sus -tainable development ,and the development concept of “green water and green mountains are golden mountains and silver mountains ”.Keywords :alkali-activated materials ;concrete ;chemical composition ;developing trend■建筑材料第5卷第4期2020年8月kW·h电力和0.15t标准煤,同时还要排放0.8t左右的CO2。
碱激发矿渣-钢渣复合胶凝体系的性能研究
郭启龙;杜磊;华亮;高敏;刘荣浩;艾妮萨加帕尔
【期刊名称】《新型建筑材料》
【年(卷),期】2024(51)1
【摘要】以氢氧化钠和水玻璃为激发剂制备矿渣-钢渣复合胶凝材料,研究矿渣掺量、碱当量和水玻璃模数对复合胶凝材料抗压强度的影响,并采用XRD、SEM对硬化试样的显微形貌和水化产物组成进行了分析。
结果表明:随矿渣掺量减少,抗压强度降低。
随碱当量的增加,抗压强度先提高后降低,碱当量为11%时强度达到最高。
随水玻璃模数的增大,抗压强度先提高后降低,当水玻璃模数为1.2时强度达到最高。
水
化产物主要为CaCO3、C-S-H凝胶、C-A-S-H凝胶、托贝莫来石及RO惰性相。
【总页数】6页(P108-113)
【作者】郭启龙;杜磊;华亮;高敏;刘荣浩;艾妮萨加帕尔
【作者单位】西北民族大学土木工程学院;甘肃省新型建材与建筑节能重点实验室【正文语种】中文
【中图分类】TU526
【相关文献】
1.碱激发钢渣矿渣胶凝材料凝结硬化性能研究
2.复合激发剂对钢渣-矿渣基胶凝材
料性能的影响3.碱激发偏高岭土/矿渣复合胶凝体系反应水平及影响因素分析4.钢渣——矿渣复合胶凝材料的制备及胶凝活性激发试验研究5.掺硅灰和碱渣的碱激
发矿渣/钢渣胶凝材料性能
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碱激发矿渣胶凝材料跟传统水泥相比,具有较高的强度,较低的水化热,以及较好的快硬性、抗腐蚀性、抗冻性、护筋性等优异的性能,并且生产工艺简单、投资少、能耗低、污染小、矿渣的利用率高,目前成为胶凝材料领域研究的热点。
本论文研究利用高炉矿渣制备胶凝材料,选取氢氧化钠溶液作为激发剂,并在其中加入一定量碱渣作为缓凝剂,研究了激发剂的不同浓度以及不同固料比(矿渣与碱渣质量之比)对碱激发矿渣胶凝材料的抗压强度以及凝结时间等性能的影响。
关键词:矿渣;胶凝材料;氢氧化钠;抗压强度;凝结时间AbstractIn comparison with traditional cement, alkali-activated slag cementitious material has excelle nt properties, in clud ing higher in ten sity, lower hydrati on heat, and higher harde ning rate, as well as higher performa nces in corrosi on resista nee, frost resista nee and rei nforci ng steel bar protect ion. Furthermore, the producti on process of alkali-activated ceme nt is simple with low inv estme nt, low en ergy con sumpti on and little polluti on. It also offer a way of utilizati on of in dustrial waste such as slag and the like. Hence, alkali-activated cement has become a research hot spot of cementitious materials field at present.Ceme ntitious material was produced by using blast-f urn ace slag as raw material,along with sodium hydroxide as activators and green mud as setting retarder. Effects of activator concentration and mix proportion on the properties of ceme ntitious material in clud ing compressive stre ngth and sett ing time were studied. Key words: Slag;Cementitious Materia;Sodium Hydroxide;Compressive Strength;Setting Time1绪论 (1)1.1碱激发胶凝材料的定义及其分类 (1)1.1.1 碱激发胶凝材料的定义 (1)1.1.2 碱激发胶凝材料的分类 (1)1.2碱激发矿渣胶凝材料的研究及应用现状 (2)1.2.1 碱激发矿渣胶凝材料的制备及其性能研究 (2)1.2.2 碱激发矿渣胶凝材料的水化机理 (4)1.2.3 碱激发矿渣胶凝材料的应用现状 (5)1.3本课题研究的背景和意义 (6)1.3.1 有利于钢铁企业发展“循环经济” (6)1.3.2 研究开发绿色建材是当前热点 (10)1.4本课题的研究内容及创新点 (12)1.4.1 本课题研究内容 (12)1.4.2 创新点 (12)2实验设计与样品检测方法 (12)2.1矿渣以及碱渣的化学组成 (12)2.2激发剂 (13)2.3制备胶凝材料及相关性能检测所用仪器设备 (13)2.4样品性能检测方法及其参考标准 (14)2.4.1 抗压强度的测试 (14)2.4.2 凝结时间的测试 (14)2.5实验原理与过程 (14)2.5.1 实验原理 (14)2.5.2 实验过程 (14)3结果与讨论 (15)3.1标准稠度NaOH溶液用量 (15)3.2碱渣掺量和碱溶液浓度对凝结时间的影响 (16)3.3碱渣掺量和碱溶液浓度对抗压强度的影响 (17)3.4材料的抗火性能:煅烧剩余强度 (18)4结论 (19)致谢 (20)参考文献 (21)1绪论1.1碱激发胶凝材料的定义及其分类1.1.1碱激发胶凝材料的定义胶凝材料一般指粉体经过与水拌合,具有一定的胶凝性,经过一定的时间后,会发生凝结或者固化的材料。
碱激发钢渣矿渣胶凝材料凝结硬化性能研究??【摘要】本研究旨在探讨碱激发对钢渣矿渣胶凝材料凝结硬化性能的影响。
通过对钢渣矿渣胶凝材料的特点和碱激发对其性能的影响进行分析,设计了实验方法与流程,并进行了实验结果的分析。
研究发现,碱激发可以显著提高钢渣矿渣胶凝材料的凝结硬化性能。
性能改善措施可以进一步提升材料性能。
本研究为钢渣矿渣胶凝材料的应用提供了重要的理论和实验基础。
未来可以深入探讨碱激发对材料性能的影响机制,并开展更多的性能改善措施研究。
综合以上研究结果,碱激发对钢渣矿渣胶凝材料凝结硬化性能具有重要的促进作用,为该类材料的应用和研究提供了新的思路和方向。
【关键词】碱激发、钢渣矿渣、胶凝材料、凝结硬化性能、研究、实验方法、实验结果、性能改善、结论、展望、总结。
1. 引言1.1 研究背景钢渣矿渣是冶金工业生产过程中产生的一种废弃物,大量的钢渣矿渣排放对环境造成了严重污染。
寻找一种能够有效利用钢渣矿渣的方法,不仅可以降低环境污染,还可以实现资源的再利用,具有重要的经济和环境意义。
近年来,随着建筑工程的发展和需求的增加,对胶凝材料提出了更高的要求。
钢渣矿渣由于其含有大量的氧化铁、钙、镁等成份,使其具有潜在的胶凝活性。
研究碱激发钢渣矿渣胶凝材料凝结硬化性能,对于提高胶凝材料的综合性能,推动矿渣资源的综合利用具有重要意义。
本研究旨在通过添加不同类型的碱激发剂,探究其对钢渣矿渣胶凝材料性能的影响,从而提高其凝结硬化性能,为实现钢渣矿渣资源化利用提供技术支持。
通过实验研究和数据分析,深入探讨碱激发对胶凝材料性能的影响机制,为今后的研究和工程应用提供参考依据。
1.2 研究意义本研究旨在通过碱激发的方式改善钢渣矿渣胶凝材料的凝结硬化性能,探讨碱激发对胶凝材料性能的影响机理,为该材料在工程领域的应用提供技术支撑。
通过实验方法与流程的设计,以及对实验结果的分析,可以深入了解碱激发的作用机制,找到钢渣矿渣胶凝材料的性能改善措施。
研究探讨碱激发矿渣胶凝材料是指以强碱为激发剂,以水淬高炉矿渣为被激发材料的一种新型胶凝材料,与传统的水泥基材料相比,碱激发矿渣胶凝材料具有快硬早强、优良的耐化学侵蚀性、耐高温性和固结重金属的性能等[1,2],可在部分环境替代水泥制备新型胶凝材料,其应用可显著减少碳排放[3,4],符合我国“碳达峰、碳中和”的绿色发展之路,是《2030年前碳达峰行动方案》和《建材行业碳达峰实施方案》等国家或部委鼓励推广应用的新型胶凝材料。
现实生活中,一些交通道路老化,出现局部坑洞需要修复;城市更新时各种地下管线的埋设或维修频繁,也经常破坏道路,如何减少道路局部修复对交通的影响,需要充分考虑。
另外,在一些极端条件下,比如地震、自然灾害、战争等影响,一些公路、桥梁、机场等基础设施极易受损,但其又是灾后救援行动的生命线,灾后交通的快速修复是保障国家社会经济活动正常运转和及时挽回人民生命财产的必要条件,这些都急需研发高性能的道路快速修补材料[5-8]。
本文以磨细矿渣、加密硅灰、碱激发剂、粗细骨料和钢纤维为原材料制备复合胶凝体系道路快速修补材碱激发复合体系快速胶凝材料的性能研究*黄启林(三明市公路事业发展中心,福建三明365004)摘要:为测试前期研发的碱激发复合体系快速胶凝材料的工程应用性能,采用优选的两种配合比用于工程试验段,并测试了碱激发复合体系快速胶凝混凝土不同龄期的抗压、抗折强度、耐久性和耐磨性等性能,并进行了相关分析。
结果表明:①优选的两种碱激发复合体系快速胶凝材料的配合比,4h 抗折强度分别达到4.5MPa 和4.7MPa ,满足道路快速抢修和通车的要求;②地聚物早期强度增长较快,后期强度增加较慢,不存在后期强度衰减的情况;③两种配合比的单位面积磨耗量分别为2.45kg/m 2和2.26kg/m 2,渗水高度分别为8mm~12mm 和5mm~8mm ,28d 收缩量分别为508×10-3mm 和412×10-3mm ,28d 碳化深度值分别21.1mm 和18.2mm 、氯离子渗透深度分别为10.3mm 和8.2mm ;④掺加钢纤维有利于提高地聚物的抗压和抗折强度,有利于提高其耐久性能。
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。
碱激发矿渣和熟料胶凝材料体系水化热论文碱激发矿渣和熟料胶凝材料体系水化热研究
【摘要】本文通过参照相关国家标准试验方法,对不同原材料性能的情况下,碱激
发矿渣和熟料胶凝材料的水化热进行了研究,试验发现随矿渣掺量提高,体系早期水化放
热速率降低,初始峰变化不大,但附加峰降低且延后,诱导期延迟,加速峰降低。
当木钙
掺量提高时,水化放热速率初始峰值提高,诱导期延迟。
随碳酸钠掺量提高,体系放热
速率的初始峰值提高且提前,附加峰值提高且提前加速峰提高且提前。
【关键词】碱激发;矿渣;水泥熟料;水化热
0.前言
碱胶凝材料体系中碱作为结构形成的组分,这种胶凝体系相对传统胶凝体系具有高强、快凝、低热、耐久、节能等优点。
矿渣、熟料胶凝材料采用无水碳酸钠作为碱性激发剂激
发矿渣,硅酸盐水泥熟料的掺入可以有效调整用低碱性矿渣所配碱性水泥的分散相碱度,
与碳酸钠激发的碱矿渣水泥相比,对矿渣有较好的激发作用,改善碱性水泥的性能,对其
物理性能的研究具有重要的现实意义.
1.试验方案设计及原材料选择
1.1试验方案
胶凝材料水化热影响,研究其它条件一定时,na2o当量对胶结材标水化热的影响;矿渣掺量对胶结材水化热的影响;木钙等对水化热的影响。
通过控制单一指标变化进行研究。
1.2原材料
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碱激发矿渣和熟料胶凝材料体系水化热研究【摘要】本文通过参照相关国家标准试验方法,对不同原材料性能的情况下,碱激发矿渣和熟料胶凝材料的水化热进行了研究,试验发现随矿渣掺量提高,体系早期水化放热速率降低,初始峰变化不大,但附加峰降低且延后,诱导期延迟,加速峰降低。
当木钙掺量提高时,水化放热速率初始峰值提高,诱导期延迟。
随碳酸钠掺量提高,体系放热速率的初始峰值提高且提前,附加峰值提高且提前加速峰提高且提前。
【关键词】碱激发;矿渣;水泥熟料;水化热
0.前言
碱胶凝材料体系中碱作为结构形成的组分,这种胶凝体系相对传统胶凝体系具有高强、快凝、低热、耐久、节能等优点。
矿渣、熟料胶凝材料采用无水碳酸钠作为碱性激发剂激发矿渣,硅酸盐水泥熟料的掺入可以有效调整用低碱性矿渣所配碱性水泥的分散相
碱度,与碳酸钠激发的碱矿渣水泥相比,对矿渣有较好的激发作用,改善碱性水泥的性能,对其物理性能的研究具有重要的现实意义.
1.试验方案设计及原材料选择
1.1试验方案
胶凝材料水化热影响,研究其它条件一定时,na2o当量对胶结材标水化热的影响;矿渣掺量对胶结材水化热的影响;木钙等对水化热的影响。
通过控制单一指标变化进行研究。
1.2原材料
1.2.1胶凝材料
(1)水淬高炉矿渣,活性系数(al2o3/sio2)为0.37,碱性系数1.07。
(2)熟料,cao含63.6%,sio2含20.2%,al2o3含5.89%,fe2o3含3.92%。
1.2.2激发剂及外加剂
(1)无水碳酸钠(分析纯)
(2)木质素磺酸钙,推荐掺量0.2%~0.5%
2.试验结果及分析
人们对碱-矿渣水泥的水化放热特性进行了大量的研究并认识到矿渣本身的特性、激发剂的种类及掺量对碱矿渣水泥的水化放热特征都有非常大的影响,本体系与在诱导期之前出现一个主初始峰和一个附加初始峰,在诱导期之后出现一个加速峰。
由于随碳酸钠的掺量增加,初始碱度提高,主初始峰逐渐升高,而附加峰逐渐降低,可推断co32-参与主初始峰的反应,初始峰可以归结于熟料中铝酸三钙的水化和碳酸钠-矿渣-熟料体系中矿渣及熟料的润湿和溶解及从熟料和矿渣溶解出来的ca2+和由激发剂溶解出来的阴离子基团(co32-)之间的反应。
熟料的水化速度较快,其中铝酸三钙的水化反应极快,水化放热量大,在20℃时,铝酸三钙在氢氧化钙饱和溶液中的水化反应可表述为:
3cao·al2o3+ca(oh)2+12h2o=4cao·al2o3·6h2o
生成的水化铝酸四钙为六方片状晶体,在室温下,能稳定存在于水泥浆体的碱性介质中,其数量增长也很快,足以阻碍离子的相对移动,这是水泥浆体产生瞬时凝结的主要原因之一。
2.1矿渣掺量对体系水化热的影响
实验采用矿渣的细度为412㎡/㎏,熟料细度457㎡/㎏,随矿渣掺量由0%至40%的提高,体系早期水化放热速率降低,初始峰变化不大,但附加峰降低了61%且延后了9min,诱导期延迟了6h35min,加速峰降低了47%。
不掺入矿渣时,三天水化热量为195.374j/g;掺量为20%时,三天水化热量为248.754 j/g;掺量为40%时,三天水化热量为216.025 j/g。
很多对水化热的研究表明随矿渣掺入量的提高,体系的水化热量呈降低趋势,也有部分研究发现na2co3激发的矿渣水泥的水化放热速率总水化热量比硅酸盐水泥要高(shi and ay 1996b),本实验在不掺入矿渣时体系后期的放热量相对较高,可能原因在于测试方法采用内搅拌法搅拌不均匀所致。
掺入20%的矿渣与掺入40%的矿渣相比其总热量降低了13%。
2.2 碳酸钠掺量对体系水化热的影响
一般来讲,增加激发剂的用量,可促进碱矿渣水泥的水化,增加总水化热量,但是,其影响也取决于激发剂的种类和矿渣的特性。
①在碳酸钠掺量(以na2o当量计)为1%时,三天放热量178.636 j/g,其诱导期最长,约35h;②na2o掺量为2%时,三天放热量
216.025j/g,碱掺量由1%至2%时,诱导期显著降低,降低了23h;
③na2o掺量为3%、4%时,三天放热量分别为227.761j/g 、
238.152j/g,其诱导期差别不大。
随碳酸钠掺量由1%~4%(以na2o 当量计)的提高,体系放热速率的初始峰值提高至4.8倍,提前了2min,附加峰值提高至1.24倍,提前了约20min,加速峰提高至
1.74倍,提前了26h13min。
2.3 木钙掺量对体系水化放热的影响
对木质素磺酸钙掺量对体系水化热影响的研究实验时选择了
0.5%、1.0%、(胶凝材料质量分数)掺量。
0.75%及1.50%两组相同条件实验结果表明,随木钙掺量的增加,对其水化延迟效果较显著。
当木钙掺量由0.5%提高至1.0%时,其水化放热速率初始峰值提高了24%,时间差别不大,附加峰值降低了58%,延迟了31min,其诱导期延迟了5h 10min。
木钙掺量为0.5%与1.0% 三天单位放热量分别为214.684j/g,213.403 j/g,差别不大。
3.结论
①随矿渣掺量的提高,体系早期水化放热速率降低,,初始峰变化不大,但附加峰降低且延后,诱导期延迟,加速峰降低。
②木钙掺量的增加对其水化延迟效果较显著。
当木钙掺量提高时,其水化放热速率初始峰值提高时间差别不大,附加峰值降低,其诱导期延迟。
木钙掺量为0.5%与1.0% 三天单位放热量分别为214.684j/g,213.403 j/g,差别不大。
③随碳酸钠掺量的提高,在碳酸钠掺量(以na2o当量计)为1%时,三天放热量178.636 j/g,其诱导期最长,约35h;na2o掺量
为2%时,三天放热量216.025j/g,碱掺量由1%至2%时,诱导期显著降低,减少了23h;na2o掺量为3%、4%时,三天放热量分别为227.761j/g 、238.152j/g,其诱导期差别不大。
随碳酸钠掺量由1%~4%(以na2o当量计)的提高,体系放热速率的初始峰值提高至4.8倍,提前了2min,附加峰值提高至1.24倍,提前了约20min,加速峰提高至1.74倍,提前了26h13min。