温金保[1]2003年在《钢渣的机械力化学效应研究》文中指出钢渣是钢铁生产的副产品。随着钢铁工业的发展，钢渣的数量日益增多，给环境造成的污染日益严重并且占用大量土地，因而对钢渣的处理就显得很有必要。钢渣是炼钢时经过高温熔融形成的工业废渣，其熔融温度高于水泥熟料的烧成温度，大约1600℃左右，在如此高温下形成的矿物一般结晶发育完整、结构致密、结晶粗大等，导致矿物活性下降，因此要对钢渣进行处理就必须对其潜在的活性进行激发。随着机械力化学作为化学的一门独立分支而提出来，以及在理论上的日益成熟，机械力化学在实践中得到广泛应用，尤其是粉碎机械力化学的发展更为空前，而且由此产生的机械力化学效应能对物质的潜在活性起到激发作用。机械力化学效应过程其实就是物质的物理化学性质变化的过程，主要表现为固体物质的形态、结构以及物理化学性质的变化。本文研究的内容之一是钢渣的机械力化学变化，通过一系列分析测试手段进行表征。采用NSCK-1光透式粒度分析仪进行粒度测定发现，在粉碎的初期，颗粒迅速细化，粉磨到一定时间时因为团聚表观粒度又变粗，随着粉磨时间的继续延长，其粒度变化不大，达到了细化与团聚的粉磨平衡阶段；通过测定其密度变化可以看出随着粉磨的进行，由于晶粒尺寸不断减小，颗粒表面逐渐无定形化，从而使得非晶态层逐渐变厚，这样导致其密度下降，但粉磨到一定时间时发生团聚以及机械力的挤压、捏合等作用又使得密度回升；通过XRD分析发现，其结晶程度下降，说明钢渣经过机械力研磨后其晶体结构遭到破坏；通过SEM、TEM、HRTEM电镜相可以发现，钢渣经过行星磨球磨之后，其表观形貌、颗粒大小、晶体结构均发生了明显的变化；通过FI-IR分析可以发现其价键振动加剧，甚至发生化学键的断裂而形成不饱和键；通过DSC-TG测试分析可以发现其热学性质的变化，结果表明钢渣经过行星磨机械研磨之后，其反应程度加大了，即使得反应更容易进行。本文研究的另外一个内容是通过胶凝性能实验，探讨钢渣粉磨的机械力化学效应对钢渣性能的影响。通过对比钢渣经过行星磨球磨和未经行星磨球磨的抗压强度结果，可以发现钢渣经过球磨之后，其水化性能大大提高，表现为抗压强度<WP=4>上的显着增长，宝钢钢渣的3d、7d和28d抗压强度由未经行星磨球磨的0.392MPa、5.88 MPa和12.936 MPa分别增长到粉磨到5h的23.177 MPa、23.814 MPa和28.322 MPa，莱钢钢渣经过行星磨球磨之后其各龄期抗压强度均大幅度增长，这就表明机械力化学效应对钢渣的活性有显着的影响。除了施加机械力的方法可以激活钢渣以外，通过化学方法也可以激发钢渣的活性，本文通过掺入一定量的泡花碱（Na2SiO3·9H2O）对钢渣进行双重激发，通过净浆小试体抗压强度实验，可以发现其各龄期抗压强度均有一定的增长，说明碱对钢渣有一定的激发效果，并且通过对钢矿渣复合物进行净浆小试体实验可以发现，机械力和碱的双重激发依然有明显的效果。最后通过因素水平分析得出通过行星磨的机械力粉磨产生的机械力化学效应是影响钢渣水化性能的主导因素。
朱明[2]2005年在《水泥基材料矿相粉磨机械力化学效应与分形理论研究》文中认为水泥基材料以其优良的工程性能和相对低廉的生产成本成为房屋建筑和基础设施建设不可缺少的、最主要的建筑材料。但在水泥材料的生产与使用过程中却存在着两个不容忽视的问题，即水泥熟料的生产对自然资源的严重消耗与温室气体排放和水泥基材料使用过程中的低水化率造成的资源浪费。研究表明，在水泥基材料的磨制过程进行细磨，不仅能够提高熟料的有效利用率，更能加大对诸如粉煤灰、矿渣、钢渣等工业废渣用作水泥混合材的掺入量。其实质在于物料在细磨的过程中除发生颗粒细化、比表面积增大外，还发生了晶格畸变、晶体缺陷、表层化学键断裂、自由能增大、自由基生成甚至晶粒无定性化等机械力化学效应，使细磨物料的反应活性显着提高。论文通过对硅酸盐水泥熟料部分矿相粉磨过程中诱发机械力化学效应的研究，较为系统地揭示了水泥基材料粉磨过程的破坏类型、特征及粉磨条件对机械力化学效应的影响，并运用分形理论对水泥基材料的颗粒特征、机械力化学效应作用及其与水化性能的关系进行了分析讨论。 研究中，运用激光粒度测量技术、X射线衍射技术、扫描电镜技术、热导式微量热技术和红外光谱分析手段对β-C_2S和C_3S矿相等经高能球磨粉磨后的颗粒特征、晶体微观结构与颗粒表层的化学键断裂等变化规律及其对水化活性的影响进行了研究，并对不同的粉磨条件对上述变化的影响进行了对比研究与分析。 研究结果表明，硅酸盐矿相在高能球磨粉磨过程中发生了脆性破坏和塑性变形二种不同的破坏形式，经历了(A)脆性破坏；(B)脆性破坏与塑性变形共同发生；(C)塑性变形破坏叁个不同的破坏阶段。脆性破坏主要造成物料颗粒与晶粒的迅速细化和比表面积的快速增大，对物料产生机械活化作用；塑性变形破坏则侧重于使物料发生晶格畸变、晶体缺陷增加，无定形化程度加剧的变化，对物料产生机械力化学活化作用。因而机械力化学效应的显着发生必须要使粉磨过程积累到一定的程度，即发生塑性变形。但过度的粉磨也会使机械力化学效应趋于饱和而于矿物粉磨活性的进一步提高无益。 根据X射线衍射测试计算的晶粒尺寸D、显微应变ε和有效德拜-瓦洛参数
温建[3]2013年在《钢渣的活性激发及资源化利用》文中研究指明我国是世界钢铁生产第一大国,每年产生的钢渣大约为钢产量的10%-12%,我国钢渣的排放量已经近亿吨。这些大量钢渣,堆积如山,不仅占据大量场地,而且严重污染环境。钢渣的主要成分与水泥相似,具有一定的潜在胶凝性,是一种潜在的资源,若能得到充分利用,不仅能够解决环境问题,而且还能带来一定的经济效益。但是,钢渣本身活性较低,若想大量利用钢渣,则必须采取一定的措施来激发钢渣的活性。本文主要对钢渣的激发和大掺量钢渣胶凝体系进行了研究,主要研究内容及结果如下：(1)钢渣经过粉磨后,随着研磨时间的增大,比表面积从765m2/kg增大到1690m2/kg,钢渣胶凝材料的抗折强度和抗压强度也随之增大。钢渣机械研磨实验表明,钢渣粒度分布对钢渣胶凝性能影响较大,对其强度发展最有利的粒级是10～20μ m。(2)水胶比、养护温度、钢渣掺量和石膏用量均能影响钢渣胶凝材料的力学性能。钢渣掺量为70%的胶凝体系中,掺加5%的氯化钙作为激发剂,28天抗折强度和抗压强度能够达到42.5水泥标准。(3)初步探索了钢渣胶凝体系水化机理,通过水化试样的非蒸发水含量来研究了各因素对钢渣胶凝体系水化程度的影响。本文采用物理激发和化学激发等方式处理钢渣,在保证体系强度的前提下,增大了钢渣的掺入量,提高了钢渣的利用率。图50幅,表37个,参考文献81篇
潘志东[4]2011年在《矿渣水泥和魔芋葡甘聚糖的振动机械力化学效应》文中提出在挤压、冲击和剪切等机械应力的作用下,机械能在材料的结构中累积,造成材料的结构和性质发生变化,提高材料的反应活性,从而激发材料的化学反应。按照机械力使材料发生化学作用的条件不同,可以大致将机械力化学分为硬机械力化学效应和软机械力化学效应。硬机械力化学方法是通过对物料施加强烈机械力作用,直接合成制备材料或对材料进行改性的方法,其缺点是研磨过程的随机性、较高的掺杂量和较大的能耗。有高活性化合物参加的机械力化学反应称为软机械力化学,这些活性物质包括:氧-氢基团、过氧化物、硝酸盐、金属碳酸盐等,活性官能团可以促进机械力作用下的化学反应,从而降低反应对机械应力强度和反应时间的要求,以达到降低能耗,减少掺杂的目的。因此,在机械应力作用下,如何有效激发材料的机械力化学效应已经成为目前制备先进材料领域的重要研究课题之一。首先,本论文描述了可用于材料振动机械力化学效应的振动磨的结构和工作原理,并从能量利用的角度分析了振动磨与其它类型研磨设备(如行星磨、搅拌磨、球磨机、冲击磨和气流磨)的各自特点。与其它研磨设备相比,振动磨具有显着的优点。振动磨对材料作用的机械应力以碰撞和挤压为主,使其适用于对材料进行机械力化学处理。振动磨的能量密度较为适中,应力速度可调节的范围较大,能量密度和比能较大,因此,可使产品产生较高的活性,促使其发生机械力化学效应。因此,振动磨可以对无机和有机材料进行有效的振动机械力化学处理,尤其适用于处理韧性物料。进而,本论文分别对无机材料(矿渣水泥)和有机材料(魔芋葡甘聚糖)的振动机械力化学效应进行了较为深入的研究,探讨了振动机械力化学处理方法应用于不同材料时的机理。本论文研究了振动机械力化学效应对矿渣水泥水化反应活性及其硬化强度的影响。结果表明,振动机械激活使矿渣水泥的颗粒粒度减小,有效增加矿渣水泥中粒径在10μm以下颗粒的含量,并使高炉渣和硅灰颗粒与水泥颗粒均匀混合,同时,机械应力的循环作用使矿渣颗粒的结构发生变形,位错等缺陷的含量增加,使其水化反应激活能降低,水化反应速度常数增大,从而促进水化反应进行。矿渣中的硅颗粒参与水泥的水化反应,有利于C-S-H在硅颗粒上成核,加快C_3S水化反应速度,促进C-S-H的形成。经机械激活的矿渣水泥样品水化后H_2O和主结构之间的结合更加紧密,随着C-S-H相的生成,SiO_4~(4-)的聚合度有所增加。振动机械激活可以显着提高矿渣水泥的早期硬化强度,并有助于提高矿渣的掺入量。本课题还采用振动机械力化学的处理方法对魔芋葡甘聚糖进行了脱乙酰基和磷酸盐酯化反应的研究,并探讨了经振动机械力化学改性后,魔芋葡甘聚糖的应用性能。结果表明,在振动机械力化学处理时,魔芋葡甘聚糖分子结构中的活性基团与碱性改性剂发生皂化反应可以快速有效地脱去乙酰基。碱性改性剂的碱性越强,脱乙酰基改性的效果越好。经过振动机械力化学脱乙酰基处理后,魔芋葡甘聚糖样品的溶胀性能有所改善,其水溶胶的触变性随着研磨时间的延长而逐渐减弱。在相同机械力化学处理时间下,经KOH改性的魔芋葡甘聚糖样品水溶胶的粘度比NaOH改性的样品大。脱去乙酰基以后,魔芋葡甘聚糖分子结构中拥有更多的-OH,使其有更多的机会形成分子间氢键,使魔芋葡甘聚糖分子与水分子的连接更加紧密,因此,脱乙酰基的魔芋葡甘聚糖样品具有较好的黏度稳定性,并随着改性时间的延长而增强。经振动机械力化学脱乙酰基改性后,魔芋葡甘聚糖样品在100℃左右的失重(吸附水逸出)大于原料,与NaOH相比,采用KOH对魔芋葡甘聚糖进行机械力化学脱乙酰基改性有利于减少其在受热时的总失重。另外,在振动磨机械应力作用下,魔芋葡甘聚糖中的羟基可被磷酸盐基团取代发生酯化反应。分析表明,通过振动机械力化学处理可以使魔芋葡甘聚糖与六偏磷酸钠发生酯化反应。经酯化改性,魔芋葡甘聚糖水溶胶的透光率优于原料,吸附金属离子量与原料相比较高。在改性时间为10 min时经酯化改性的魔芋葡甘聚糖样品的透光率和吸附性达到最佳值。魔芋葡甘聚糖大分子链的完整性对其絮凝能力的影响大于磷含量的影响。本研究将振动机械力化学方法应用于处理矿渣水泥和魔芋葡甘聚糖均获得了较好的结果,说明振动机械力化学具有较广泛的适用性,是一种处理材料的有效方法。
陆雷, 温金保, 姚强[5]2005年在《钢渣的机械力化学效应研究》文中研究表明采用机械力化学方法来激活钢渣,通过粒度测试、密度测定、XRD、HRTEM和DSC-TG等诸多现代测试手段进行表征分析发现:钢渣经过行星磨高能机械研磨之后其颗粒大小、晶体结构发生了明显变化,由晶形逐渐向无定形转变,使钢渣的潜在活性被激发出来。
李伟峰[6]2008年在《转炉钢渣的理化性质及资源化研究》文中指出随着钢铁工业的发展,钢渣的排放量逐年增加。钢渣的大量堆积不仅是不可再生资源的浪费,而且对环境造成巨大的污染。这就需要人们对钢渣进行综合利用,变废为宝。当前钢渣主要用来建筑行业等低附加值产品,为了拓展其应用途径,有必要对钢渣的本征特性进行深入研究。本实验以鞍山、宝山和南京钢铁公司的转炉钢渣为研究对象,观察了钢渣矿物在扫描电子显微镜背散射电子像下的特征形貌,进而识别了特征形貌的矿物类型,最终确立了代表性矿物的典型组成。对水杨酸-甲醇溶液(SAM)萃取钢渣中硅酸盐相进行了可行性研究,分析钢渣比表面积、溶解时间和水杨酸浓度对萃取硅酸盐相量的影响,对萃取机理也进行初步探讨。再者,研究了钢渣的粉磨性,并与矿渣的易磨性做出比较。最后,研究了钢渣作为火山灰质混合材在机械活化和碱激发作用下的胶凝性能。通过转炉钢渣的显微形貌及矿物相研究,探明了主要矿物的特征形貌、固熔形式和典型组成。结果表明:在高碱度钢渣中,硅酸二钙(C_2S)呈圆粒状和树叶状,硅酸叁钙(C_3S)呈六方板状,铁铝钙相和镁铁相呈不规则形貌;主要矿物相为C_2S、铁铝钙及镁铁相固溶体,还含有少量的C_3S、f-CaO和MgO;铁铝钙相的典型组成是铁铝酸钙,其表达式为Ca_2(Al,Fe)_2O_5,还发现长期以来由于组成未知而被人们定名为RO相的物质成分是镁铁相,其代表性组成是MgO·2FeO。在水杨酸-甲醇(SAM)溶液萃取钢渣中硅酸盐相实验中发现,SAM溶液萃取硅酸盐相效果理想,通过对硅酸盐相萃取量的测定,为钢渣胶凝活性的快速评价提供了方法。实验结果表明:常温下,5g比表面积为600m~2/kg的钢渣,经300mlSAM溶液(水杨酸浓度为0.2g/mL)萃取3h,钢渣中的硅酸盐相可完全溶解,其他矿物不溶或溶解甚微。对硅酸盐相溶解于SAM溶液的机理进行了初步探讨,可认为:硅酸盐相溶解是由于水杨酸电离出的配体(HO-C_6H_4-COO~-)与矿物表面阳离子(Ca~(2+))生成的络合物,通过键极化作用削弱Si-O键的稳定性,降低硅酸盐溶解活化能而致。钢渣粉磨性的研究结果表明,钢渣中70%的矿物具有良好的易磨性能,影响钢渣粉磨性能的并不是矿物本身,而是金属铁粒以及少量矿物的致密结构。钢渣主要矿物的难磨程度由高到低:首先是RO、C_2S,其次是Ca_2(Al,Fe)_2O_5,最后是氧化镁和Ca(OH)_2,这种粉磨性能的差异为其分离提供了有效的手段。同时发现,钢渣的易磨性优于矿渣。通过机械活化、碱激发和掺于矿渣等手段,转炉钢渣可制备出高活性火山灰质混合材。钢渣经过机械活化后,各龄期抗压强度都有显着增长,但活化效果差于矿渣。在碱激发作用下,1.2模数的水玻璃激发钢渣效果最好,但与矿渣相比激发效果不显着。由于水化过程的迭加效应,掺于一定量的矿渣可明显改善机械活化和碱激发效果。掺50%矿渣的钢渣,其2×2×2cm小试块的28d抗压强度可达48.6MPa。
赵国[7]2004年在《钢渣的表面改性研究》文中认为随着工业的发展,人们对钢铁的需求越来越大,随之带来大量钢渣的排放,占用了大量的土地,给环境造成巨大的污染。这就需要人们对钢渣进行综合利用,以变废为宝。当前钢渣主要用来生产水泥和作建筑集料,为了拓展其应用途径,有必要对钢渣进行深入研究。近来,粉体表面改性研究是粉体深加工的重要手段。但对钢渣粉体的表面改性研究还少有报道。本实验就是通过使用表面活性剂与钢渣在行星磨中共同粉磨进行表面改性,对改性效果进行表征,研究改性后钢渣的特性,探索钢渣应用的新的途径。并用经硬脂酸改性后的钢渣填充改性 PP,研究复合材料的拉伸、弯曲、热变形温度、冲击等物理、力学性能。同时通过净浆小试体实验观察改性后钢渣的胶凝性能。粒度、密度分析表明所选的活性剂对钢渣产生了良好的助磨效果。随着时间的延长粉磨过程分明显的叁个阶段:大颗粒的破碎、细化,细小颗粒所占比重迅速增加;细小颗粒之间发生团聚,颗粒粗化;粉磨过程达平衡阶段。扫描电镜分析表明,加入改性剂后,钢渣的表面形貌发生了显着变化,由不规则形状变得更加规整,小颗粒含量增多。随着粉磨时间的延长,钢渣颗粒的规整度进一步提高。通过硬脂酸对钢渣颗粒进行表面改性发现,改性后钢渣的活化指数随粉磨时间、硬脂酸用量的变化有规律变化。要达到最佳的改性效果粉磨时间、硬脂酸用量有最佳值。红外光谱分析表明,钢渣与硬脂酸的作用是通过化学键合作用实现。X射线分析发现,随着粉磨时间的延长,衍射峰强度发生弱化甚至消失,钢渣颗粒产生了结构缺陷和晶格畸变,产生非晶化现象,最终非晶化与再结晶达到动态平衡。将钢渣用硬脂酸进行表面改性处理后填充到 PP 材料中,测试复合材料的力学性能发现,随着改性钢渣用量的增加复合材料的拉伸、缺口冲击强度下降,弯曲强度在小掺量时(小于 30%)比纯 PP 提高,热变形温度提高显着。在用改性后钢渣进行净浆实验发现,改性剂作用明显。 经减水剂MM改性后的钢渣可减少水灰比,随着水灰比的减少小试体强度提高。但过多的减水剂 MM添加量使得小试体的抗压强度减小,在水灰比为 0.28 时 28 天强度减少 4.19 倍。用早强剂 LYF 与钢渣共同粉磨改性,改性后钢渣净浆小试体的早期抗压强度明显 I<WP=4>提高,比同条件下的未加 LYF 的钢渣小试体增加 1.64 倍,同时后期强度也有增长。可见,所选改性不仅起到助磨作用,同时还起到了自身作为混凝土外加剂时的作用效果。
赵计辉[8]2015年在《钢渣的粉磨/水化特征及其复合胶凝材料的组成与性能》文中研究表明钢渣是炼钢过程中产生的工业废渣,其每年产生量巨大,但利用率很低,基本处于废弃和堆积状态,造成了环境污染、土地占用和资源浪费。由于钢渣的化学和矿物组成与硅酸盐水泥熟料相似,故将其用于水泥混凝土行业中的潜力很大。然而,钢渣易磨性差、水化活性低和体积不稳定是其叁个重要的缺点或不足,很大程度上限制了钢渣在水泥混凝土行业的推广应用。此外,与研究和应用均很成熟的矿渣相比,有关钢渣的系统性理论研究较少,也是造成钢渣利用率低的重要原因。目前,我国排放的钢渣主要为转炉钢渣,近些年随着钢渣处理技术的提升(尤其近些年广泛采用的热焖处理工艺),使得引起钢渣体积不稳定的因素(游离氧化钙和游离氧化镁)得到较大程度的控制和改善,且热焖处理后的钢渣还具有粒度小、易磨等优点,这为钢渣的后续加工及用于水泥混凝土行业创造了良好的条件。为此,本文以转炉热焖钢渣为研究对象,从钢渣微粉的制备、自身胶凝性及其在水泥基材料中的应用性能等方面入手,对钢渣的粉磨性能、水化硬化特征及其复合胶凝材料的组成、结构与性能进行了较深入地系统研究。从化学成分、铁矿相、矿物组成、显微形貌、硬度等方面研究了转炉热焖钢渣的矿物特征,结果发现:热焖钢渣的矿物相包括硅酸盐相、RO相、铁钙相、镁蔷薇辉石与钙铁榴石相及少量金属铁相等。钢渣矿物相的显微形貌多种多样,具体为:①黑色的六方板状、树叶状和不规则形状是以O、Si、Ca元素组成的硅酸盐矿物相;②黑色圆形状是以O、Mg、Si、Ca、Fe元素组成的硅酸盐相、镁蔷薇辉石和钙铁榴石的混合相;③填充在矿物之间的不规则形状的灰色矿物是以O、Ca、Fe元素组成的铁钙相或铁酸钙相;④连续分布的浅灰色或近白色不规则状物相是以O、Mg、Ca、Mn、Fe元素组成的RO相;⑤镶嵌在其它矿物之间的白色或光亮色圆粒状矿物主要是Fe元素组成的金属铁相。从钢渣粉的细度、比表面积、休止角及颗粒分布等随粉磨时间的变化规律研究了钢渣的粉磨性能,结果发现:钢渣在粉磨过程中的比表面积与粉磨时间的对数成线性关系,特征粒径与粉磨时间的二次对数成线性关系,并伴随着筛余量先降后升(颗粒团聚)、堆积密度减小和机械力化学效应等特征。钢渣在粉磨前期中的难磨相为铁钙相、RO相和金属铁相,而在粉磨后期中的难磨相主要为金属铁相。研究了多种有机物对钢渣的助磨效果和作用规律后发现,有机物对钢渣的作用效果与其掺量、功能基团数量、类型、碳链长度和分子构型等因素有关。具体为:(a)有机物的掺量越大,其对钢渣的总体助磨效果一般越强,并非单分子层理论掺量是最佳的掺量,有机物在双分子层或多分子层理论掺量时,其效果也会缓慢增长,只是带来较高成本,在实际应用中很少采用;(b)有机物功能基团数量对其助磨性能的影响基本遵循如下规律:当羟基数≤3时,含有相同功能基团的同系列有机物的助磨效果一般随功能基团数量的增加而逐渐增强;而对于羟基>3的有机物而言,功能基团数量增多,助磨作用逐渐减弱;(c)不同类型功能基团之间的助磨效果比较为:羟胺基>羟基/羟醚基>羟醛基;(d)不同系列有机物的助磨效果达到最佳时,各自基本对应着一个最佳碳链长度,如一元醇、二元醇的最佳碳链长度就为3;(e)具有异构的空间立体结构有利于提高有机物的助磨性能,如异丙醇胺类有机物的助磨效果优于含有相同种类和数量官能团的乙醇胺类有机物;(f)不同系列有机物的助磨效果比较为:醇胺有机物>二元醇/叁元醇>一元醇>多元羟基有机物,前两类有机物适宜作钢渣助磨剂,而后两类不适宜作钢渣助磨剂;(g)粉磨时间对有机物助磨效果的影响与其掺量有关,一定掺量的某种钢渣助磨剂达到其最佳助磨效果时有一个相应的最佳粉磨时间。从水化热、水化产物、反应程度、胶凝强度、浆体结构和水化动力学方程等方面研究了钢渣粉的水化硬化特征。水化热的研究发现:钢渣也具有与水泥相似的五个水化阶段,但其水化前期(诱导前期+诱导期)的时间较长,第二放热峰值很低,水化放热速率和放热总量均远低于水泥。对钢渣水化产物的研究发现:钢渣+石膏的水化产物为无定形c-s-h凝胶、棒状钙矾石和少量六方板状ca(oh)2组成的疏松结构;纯钢渣浆体的水化产物中基本无钙矾石。对反应程度和强度的研究发现:钢渣粉浆体的非蒸发水含量和ca(oh)2含量均与养护龄期成幂指数关系,钢渣粉浆体的硬化强度与养护龄期成对数关系。对钢渣水化动力学的研究发现:钢渣粉的水化深度与水化时间的关系在水化初期、中期和后期分别符合线性关系、幂指数关系和对数关系。粒径大于4.39μm的钢渣颗粒无法在360d内完全水化,在养护360d时,钢渣的水化初期、中期和后期对其水化程度的贡献率分别为37.59%、33.61%和28.80%通过对钢渣-矿渣、钢渣-粉煤灰、钢渣-石英、钢渣-硅灰四种辅助性胶凝材料复合微粉性能的研究发现:钢渣-矿渣复合微粉具有“1+1>2”的复合超迭加效应,钢渣与矿渣能相互促进其水化反应,提高其水化反应程度。钢/矿比为2:3和1:1分别为钢渣-矿渣复合微粉浆体的早期和后期水化硬化性能的最佳配比。从钢渣粉的掺量、粒径分布、作用贡献等角度出发,研究了钢渣粉对钢渣复合硅酸盐水泥性能的影响,结果发现:(a)钢渣粉的掺入使得复合硅酸盐水泥的水化诱导期延长,水化程度和强度降低,孔结构变差;掺量越高,影响越大;且复合硅酸盐水泥强度与钢渣粉掺量符合多项式函数关系。(b)粒径小于32μm的钢渣粉与复合硅酸盐水泥3d、7d、28d抗折强度和7d、28d抗压强度成正关联,而与3d抗压强度呈负关联;钢渣粉16-24μm粒径是与基准水泥匹配的最佳粒径区间。(c)钢渣粉对复合水泥的填充效应与其粒径有关,粒径越小,其物理和化学填充作用均越强。(d)钢渣粉对复合水泥的化学作用和水化程度的贡献率随其掺量的增加而增强,且钢渣粉粒径越小,其化学作用越强,反之,作用越弱。(e)钢渣粉对复合水泥强度的贡献率在3d龄期时为负值,在28d龄期时为正值。通过对钢渣-硫铝酸盐水泥(CS—A-SS)、钢渣-铝酸盐水泥(CA-SS)复合胶凝材料的组成与性能的研究发现:钢渣粉掺量较低时,CS—A-SS和CA-SS的各龄期强度和水化程度下降较小,反之,下降显着。钢渣粉使CS—A-SS浆体的孔隙率增大,孔分布变差。而较小掺量的钢渣粉会优化CA-SS浆体的孔分布(提高浆体中<20nm的无害孔含量,并降低20-50nm的有害孔含量),但整体上使CA-SS浆体的孔隙率仍增大。从少量水泥对钢渣水化硬化性能的影响角度研究,结果发现:少量(20%)硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和铝酸盐水泥均能显着提高钢渣的早期胶凝性能,作用大小为:铝酸盐水泥>硫铝酸盐水泥>硅酸盐水泥;但硫铝酸盐水泥和铝酸盐水泥对钢渣后期胶凝性能的提高程度较小,而硅酸盐水泥的后期效果显着,作用大小为:硅酸盐水泥>硫铝酸盐水泥>铝酸盐水泥。从超细粉磨、化学激发剂和热养护对钢渣的活性激发及其复合胶凝材料性能的影响研究发现:(a)超细钢渣微粉能明显提高钢渣的胶凝活性,降低钢渣粉掺量对复合水泥性能的影响,促进钢渣复合水泥的水化硬化过程和反应程度,改善水泥石孔结构。(b)所选的七种化学激发剂均能显着提高钢渣的水化硬化性能,其中效果最好的为Na2SO4和TEA。无机激发剂能提高钢渣复合水泥的早期性能,但会降低后期性能,而有机激发剂对钢渣复合水泥的早后期性能均有提高作用。(c)热养护对钢渣粉及其复合胶凝材料性能的影响与热养护时间有紧密关系,热养护时间越长,对早期性能的提高越有利,但对后期性能可能会产生不良影响,应综合早后期性能需求来选择适宜的热养护时间。基于Fuller分布提出了钢渣-矿渣-水泥叁组分高性能复合水泥(“Fuller-SS-S-C水泥”)的组成模型,即:保持复合水泥的整体颗粒级配符合Fuller分布,但其0-15μm、15-30μm、30-45μm和45-80μm区间的颗粒分别由SS-S-C、C、SS-S和SS组成,并通过改变0-15μm区间内SS-S-C的组成比例来调整“Fulller-SS-S-C水泥”的性能。依据此模型制备的“Fuller-SS-S-C水泥”具有良好的物理、力学性能和致密的浆体结构。
温金保, 陆雷[9]2006年在《机械力化学作用活化钢渣的研究》文中研究说明本文采用最近发展迅猛的机械力化学方法来激活钢渣,通过粒度测试、密度测定、XRD、TEM、HRTEM和DSCTG等诸多现代测试手段进行表征分析发现:钢渣经过行星磨高能机械研磨之后其颗粒大小、晶体结构发生了明显变化,由晶形逐渐向无定形转变,使钢渣的潜在活性被激发出来。
陆雷, 温金保, 姚强[10]2005年在《机械力化学效应对钢渣性能的影响》文中研究指明通过胶凝性能实验,探讨了钢渣粉磨的机械力化学效应对钢渣性能的影响。结果表明:钢渣经过球磨之后,其水化性能大大提高;而且掺入一定量的泡花碱对钢渣进行双重激发,可以发现碱对钢渣也有一定的激发效果,其中机械力化学效应是影响钢渣水化性能的主导因素。
参考文献：
[1]. 钢渣的机械力化学效应研究[D]. 温金保. 南京工业大学. 2003
[2]. 水泥基材料矿相粉磨机械力化学效应与分形理论研究[D]. 朱明. 武汉理工大学. 2005
[3]. 钢渣的活性激发及资源化利用[D]. 温建. 中南大学. 2013
[4]. 矿渣水泥和魔芋葡甘聚糖的振动机械力化学效应[D]. 潘志东. 华南理工大学. 2011
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