A15-贺行洋-细度及放置时间对矿渣浆状掺合料胶砂强度的影响.pptVIP

March, 2007 汇报提纲 研究背景 原材料与实验设计 结果与讨论 机理分析 结论 *湖 北 工 业 大 学 Hubei University of Technology * 细度及放置时间对矿渣浆状掺合料胶砂强度的影响 贺行洋 陈益民 苏 英 研究背景 当前掺合料处理存在的问题 能耗高 设备投资大 处理的掺合料性能不理想 湿磨处理工业废渣的优势 效率高 粒径分布均匀 节约烘干水分所需能耗 研究背景 采用搅拌磨湿磨处理工业废渣，通过一定的控制措施，能制得分散性及流变性良好的浆状掺合料，并可直接用于配制各强度等级混凝土 因水介质环境的存在，可能使得湿磨制备的矿渣浆状掺合料性能与通常干磨方式制备的粉状掺合料有所不同 原材料与实验设计 原材料 9.7 6.4 69.6 42.6 2.25 2.67 64.0 3.63 6.04 21.1 水泥 / / / / 2.51 9.29 37.9 1.10 12.5 33.5 矿渣 28d 3d 28d 3d SO3 MgO CaO Fe2O3 Al2O3 SiO2 抗折强度(MPa) 抗压强度(MPa) 化学组成 （%） 类别 矿渣及水泥物化性能 原材料与实验设计 实验设计 在研究细度对浆状掺合料性能影响中，采用300、400、500、600m2/kg等四个细度等级，掺量为30w%，并平行研究了湿磨处理后放置0d、1d、4d及8d的矿渣浆状掺合料细度对其胶砂强度的影响 在研究放置时间对浆状掺合料性能影响中，矿渣的掺量定为45w%；同时，为分析放置时间对不同细度矿渣浆状掺合料的影响，探讨了300、450、600、750m2/kg等四个矿渣细度等级放置0d、1d、4d及8d 的浆状掺合料水泥胶砂强度 结果与讨论 细度对其胶砂强度的影响在3天时就已体现出来，28天龄期最为明显，在90天龄期时强度与矿渣细度关系趋于不明显 不同细度矿渣浆状掺合料胶砂强度 结果与讨论 矿渣玻璃体含有较多的网络外体Ca2+等，网络结构较疏松，在湿磨处理及放置过程中，其中的Ca2+等金属离子比较容易溶出 矿渣细度的增加，一方面有利于Ca2+等离子的溶出，促进水介质环境及金属离子对玻璃体网络的作用；另一方面还可增加矿渣的水化程度以及二次水化产物在矿渣内的分数体积，有利于矿渣颗粒在水泥石内的粘结，因而矿渣细度在水化早期就显示出对其浆状掺合料水泥胶砂强度的影响 在90天龄期，矿渣已发生较高程度的二次水化反应，30%掺量的不同细度矿渣在水泥石内能被较好地被粘结，细度对矿渣浆状掺合料胶砂强度的影响趋于不明显 不同细度矿渣浆状掺合料胶砂强度 结果与讨论 不同放置时间矿渣浆状掺合料胶砂强度 当矿渣细度为300m2/kg时，放置时间对浆状掺合料胶砂强度影响不明显；而随矿渣细度增加，放置时间对浆状掺合料胶砂强度的正面影响随之增加；当矿渣细度为750m2/kg时，随放置时间延长，其浆状掺合料胶砂强度明显增加 机理分析 ≡Si-O-Si≡ + H2O → 2[≡SiOH] ≡Si-O-Na + H2O → ≡SiOH + Na+ + OH- ≡Si-O-Si≡ + OH- → ≡SiOH + ≡SiO- [SiO32-]=102*pH值-23.99 （mol/L） SiO2（玻璃态）+ H2O 2H+ + SiO32- 机理分析 -949.12 -527.06 -1074.4 -237.13 -848.44 Gibbs函数变 /（kJ/mol） SiO32- HSiO3- H2SiO3 H2O SiO2 （玻璃态） 物质分子式 12.57 1.5:1.8 600 首钢矿渣 pH值 浓度 （水固质量比） 比表面积/(m2/kg） 掺合料 种类 根据把矿渣看作玻璃态SiO2的简化热力学计算，矿渣浆状掺合料在其自身碱性水介质环境及金属离子作用下，浆状掺合料中SiO32-浓度可达 14 mol/L，也就是说，矿渣浆状掺合料玻璃体硅氧四面体网络可在其自身水介质环境中持续向低聚度方向转化、分解 机理分析 矿渣玻璃体组成远较纯玻璃态SiO2复杂，含有较多网络间隙离子，且Al原子的存在，取代四面体网络中Si原子也会削弱硅氧键键强，其自由能显然比纯玻璃态SiO2高，更有利于其玻璃体结构向硅氧低聚体方向发展 湿磨处理的矿渣浆状掺合料，在矿渣中金属离子及其自身碱性水介质环境作用下，在湿磨处理和放置过程中，矿渣玻璃体可向低聚度方向转化，表面结构变疏松，有利于促进矿渣浆状掺合料的二次水化反应 结论 在300 m2/kg－600 m2/kg细度范围内，细度对矿渣浆状掺合料胶砂强度的影响在3天时