钢渣中MgO的水化性能及热焖工艺对钢渣水化特性的影响
本文首先通过模拟煅烧实验制备了f-MgO，研究了细度对模拟煅烧制备的f-MgO水化膨胀性能的影响;而后对钢渣进行了压蒸改性实验，并对改性钢渣的膨胀及水化性能进行了探究，对掺硅质材料钢渣进行了压蒸改性实验，研究了硅质材料对改性钢渣膨胀及水化性能的影响，明确了钢渣最佳改性工艺，为钢渣的资源化应用进行理论铺垫。 高温煅烧抑制了f-MgO的水化、体积膨胀性能，增大f-MgO的细度，可明显改善其水化、体积膨胀性能。于20℃养护制度下，f-MgO的水化反应能力较弱，体积膨胀性能弱，掺MgO试样在养护360d后依然有膨胀趋势;于60℃养护条件下，当掺入MgO粒度较小(中位经D50=9nm)时，掺MgO试样在养护28d后其体积膨胀率便逐渐平稳，但当掺入MgO粒度较大(D50=120nm)时，掺MgO试样的膨胀率快速发展，最终断裂;增大f-MgO的细度可提高其水化放热速率，其总放热量也会随之增加，在将MgO掺入水泥中后，MgO降低了水泥的水化放热速率及总放热量，且掺入MgO的细化程度越小，降低幅度越大;MgO于水泥浆体中的水化产物形貌呈不规则块状，多填充于孔洞中。 钢渣经压蒸改性后，其膨胀性能得到有效控制;钢渣中的f-CaO对高温高压环境较为敏感，于0.2MPa下压蒸30min即可快速水化，而f-MgO则较为稳定;在钢渣替代30％的水泥的条件下，改性钢渣会降低掺钢渣试样的水化热，并且随着改性压力和温度的增大，试样的水化热量逐步降低;压蒸改性处理对钢渣的胶凝活性有一定负面影响，较掺未改性钢渣试样，掺改性钢渣试样的力学性能有不同程度的降低;电镜数据显示，掺改性钢渣试样的结构较为松散，含有较多的孔洞和微裂纹，不利于强度发展。 钢渣在掺硅质材料并经压蒸改性后，其水化膨胀相的含量有明显降低，压蒸安定性合格;掺硅质材料钢渣经压蒸改性后，改性钢渣中Ca(OH)2与硅质材料发生反应，并生成CSH凝胶;CSH凝胶可对掺改性钢渣试样的水化起到激发作用，提高了试样的力学性能;此外，掺改性钢渣试样的水化诱导期较短，第二放热峰出现提前，试样的水化放热量较低;当硅质材料的掺量超过5％后，改性钢渣中的硅质材料以“过剩”状态存在，此部分“过剩”硅质材料会与掺钢渣试样水化形成的Ca(OH)2进行“二次火山灰”反应，亦可提高试样力学性能，但限于硅质材料的化学反应能力较低，使得在其掺量超过20％后，于短时间内“二次火山灰”反应对试样的力学性能的提升作用较小;电镜数据显示，掺改性钢渣试样的结构致密，各类水化产物无序生长，相互堆叠，孔洞较少，孔隙率较低;综合成本等外在条件，明确选取改性条件为0.2MPa-30min，硅质材料掺量为20％的改性工艺。
钢渣;f-MgO氧化镁;水化性能;热焖工艺
北京化工大学
硕士
材料工程
刘家祥;吴其胜;卢忠飞
2018
中文
X757;X705
104
2018-09-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）