A15-贺行洋- 细度及放置时间对矿渣浆状掺合料胶砂强度影响

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,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,原材料与实验设计,结果与讨论,机理分析,结论,汇报提纲,湖 北 工 业 大 学,Hubei,University of Technology,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,湖 北 工 业 大 学,Hubei,University of Technology,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,湖 北 工 业 大 学,Hubei,University of Technology,原材料与实验设计,原材料,类别,化学组成（,%,）,抗压强度,(,MPa,),抗折强度,(,MPa,),SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO,MgO,SO,3,3d,28d,3d,28d,矿渣,33.5,12.5,1.10,37.9,9.29,2.51,/,/,/,/,水泥,21.1,6.04,3.63,64.0,2.67,2.25,42.6,69.6,6.4,9.7,矿渣及水泥物化性能,湖 北 工 业 大 学,Hubei,University of Technology,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,、,600m,2,/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,、,750m,2,/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,湖 北 工 业 大 学,Hubei,University of Technology,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,湖 北 工 业 大 学,Hubei,University of Technology,结果与讨论,矿渣玻璃体含有较多的网络外体,Ca,2+,等，网络结构较疏松，在湿磨处理及放置过程中，其中的,Ca,2+,等金属离子比较容易溶出,矿渣细度的增加，一方面有利于,Ca,2+,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,湖 北 工 业 大 学,Hubei,University of Technology,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,300m,2,/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,750m,2,/kg,时，随放置时间延长，其浆状掺合料胶砂强度明显增加,湖 北 工 业 大 学,Hubei,University of Technology,机理分析,Si-O-Si,+H,2,O,2,SiOH,Si-O-Na+H,2,O,SiOH+Na,+,+OH,-,Si-O-Si,+OH,-,SiOH+,SiO-,SiO,3,2-,=10,2*pH,值,-23.99,（,mol/L,）,SiO,2,（玻璃态）,+H,2,O 2H,+,+SiO,3,2-,湖 北 工 业 大 学,Hubei,University of Technology,机理分析,物质分子式,SiO,2,（玻璃态）,H,2,O,H,2,SiO,3,HSiO,3,-,SiO,3,2-,Gibbs,函数变,/,（,kJ/mol,）,-848.44,-237.13,-1074.4,-527.06,-949.12,掺合料,种类,比表面积,/(,m,2,/kg,）,浓度,（水固质量比）,pH,值,首钢矿渣,600,1.5:1.8,12.57,根据把矿渣看作玻璃态,SiO,2,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,SiO,3,2-,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,湖 北 工 业 大 学,Hubei,University of Technology,机理分析,矿渣玻璃体组成远较纯玻璃态,SiO,2,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,SiO,2,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,湖 北 工 业 大 学,Hubei,University of Technology,结论,在,300 m,2,/kg,600 m,2,/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,天时已体现出来，,28,天最为明显，在,90,天时强度与矿渣细度关系趋于不明显,在,0,8,天放置时间内，放置时间对不同细度的矿渣浆状掺合料胶砂强度影响不同，随着矿渣细度增加，放置时间对浆状掺合料胶砂强度的正面影响随之增加,湖 北 工 业 大 学,Hubei,University of Technology,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,湖 北 工 业 大 学,Hubei,University of Technology,衷心感谢您的指导,湖 北 工 业 大 学,Hubei,University of Technology,