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钢渣-矿渣-脱硫石膏复合胶凝材料的制备及水化机理 被引量：6
1
作者 栗东平 平浩岩 +9 位作者 张凯帆 张苏花 荊牮霖 马锦涛 郑永超 翟玉新 刘枫 陈敬亮 李鑫 王长龙 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第6期2558-2566,共9页
加速钢渣水化过程、胶凝活性激发对钢渣综合利用率的提高有重要意义。以矿渣和脱硫石膏为复合激发剂,基于交叉试验的设计方法,对复合胶凝材料的组成进行了优化,分析了复合胶凝材料的综合性能,采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫... 加速钢渣水化过程、胶凝活性激发对钢渣综合利用率的提高有重要意义。以矿渣和脱硫石膏为复合激发剂,基于交叉试验的设计方法,对复合胶凝材料的组成进行了优化,分析了复合胶凝材料的综合性能,采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electronic microscopy,SEM)、傅里叶变换红外光谱(Flourier transform-infrared spectroscopy,FT-IR)等测试方法表征了复合胶凝材料的组成及结构,并以此揭示复合胶凝材料协同优化的机理。复合胶凝材料配合比的交叉试验结果表明:钢渣30%、矿渣60%、脱硫石膏10%,水灰比为0.5,28 d抗压强度为40.4 MPa,其他各项性能指标满足GB/T1346—2011要求。通过多项测试手段可以判断出,矿渣在脱硫石膏的激发作用下不断水解,缩短了水化诱导前期和延长了诱导期,提升早期水化反应程度,释放大量热量,生成了generates ettringite(AFt)和C—S—H凝胶。而浆体的pH值上升,促进钢渣水化反应,加速了浆体由液相反应转为固相反应,证明了各原料之间存在协同反应。 展开更多
关键词 钢渣 矿渣 复合胶凝材料 协同反应
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铅锌尾矿/电石渣基加气混凝土的组成及结构 被引量：1
2
作者 梁宝瑞 王长龙 +7 位作者 平浩岩 刘治兵 马锦涛 郑永超 荆牮霖 齐洋 翟玉新 刘枫 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期144-150,共7页
为了综合利用固体废弃物,以铅锌尾矿和电石渣为原料制备加气混凝土(AAC)。综合应用宏观与微观的分析方法,研究了铅锌尾矿的细度和掺量对加气混凝土性能的影响,以及不同养护阶段加气混凝土的物相组成、微观结构和蒸压反应机理。结果表明... 为了综合利用固体废弃物,以铅锌尾矿和电石渣为原料制备加气混凝土(AAC)。综合应用宏观与微观的分析方法,研究了铅锌尾矿的细度和掺量对加气混凝土性能的影响,以及不同养护阶段加气混凝土的物相组成、微观结构和蒸压反应机理。结果表明:随着铅锌尾矿细度减小,料浆的流动性提高,水化反应速度加快。但细度过小,易导致料浆过稠,影响加气混凝土良好气孔结构形成和性能;铅锌尾矿掺量过大,体系内未反应的铅锌尾矿残余颗粒堆积增多,颗粒间缝隙减小,影响了水化产物的生长和结晶,导致加气混凝土制品性能下降;当铅锌尾矿比表面积为420 m^(2)/kg、掺量为63%(质量分数)时,加气混凝土的绝干密度和抗压强度分别为590 kg/m^(3)、4.98 MPa,达到了《蒸压加气混凝土砌块》(GB/T 11968-2020)规定的A3.5、B06级加气混凝土合格品的要求。静停养护前加气混凝土坯体内水化产物为C-S-H凝胶和钙矾石(AFt),经静停和蒸压养护后AFt分解,主要水化产物为C-S-H凝胶和托贝莫来石。 展开更多
关键词 铅锌尾矿 电石渣 加气混凝土 静停养护 托贝莫来石
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矿冶固废基胶结充填料的制备及性能研究 被引量：2
3
作者 李小占 张鸿泽 +8 位作者 张苏花 李鑫 王长龙 陈敬亮 翟玉新 荊牮霖 马锦涛 平浩岩 郑永超 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期66-71,共6页
以钢渣、钒钛矿渣为主要原料制备胶结剂,再将其与钒钛铁尾矿制成矿井充填料,通过力学性能、XRD、SEM、FTIR等测试,研究了胶结充填料的性能及胶结剂水化产物的组成和结构。结果表明:当钢渣、钒钛矿渣的质量比为13∶12,胶结剂中钢渣/钒钛... 以钢渣、钒钛矿渣为主要原料制备胶结剂,再将其与钒钛铁尾矿制成矿井充填料,通过力学性能、XRD、SEM、FTIR等测试,研究了胶结充填料的性能及胶结剂水化产物的组成和结构。结果表明:当钢渣、钒钛矿渣的质量比为13∶12,胶结剂中钢渣/钒钛矿渣、磷石膏、双氰胺废渣、复合磷酸、水泥熟料的质量比为84∶3.6∶5.4∶4.2∶2.8,充填料胶砂比为1∶4,料浆浓度为80%,减水剂含量为0.178%时,充填料坍落度为214 mm,充填料28 d抗折和抗压强度分别达到4.04 MPa、8.31 MPa,满足GB/T 39489-2020《全尾砂膏体充填技术规范》要求。XRD和SEM分析表明,胶结剂水化产物主要为钙矾石(AFt),磷石膏的存在促进了AFt的形成,而AFt又进一步促进了钒钛矿渣和钢渣中[AlO_(4)]5-和[SiO_(4)]4-沿桥氧的断裂。 展开更多
关键词 钢渣 钒钛矿渣 胶结剂 充填料 钙矾石
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钢渣-钒钛矿渣基坑回填料的制备及机理 被引量：1
4
作者 王长龙 陈敬亮 +8 位作者 杨丰豪 张高青 齐洋 荊牮霖 平浩岩 马锦涛 李鑫 翟玉新 刘枫 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第3期1207-1214,共8页
为了推动钢铁冶金废弃物的综合利用,以钢渣、钒钛矿渣为原料替代水泥制备了全固废预拌固化剂,再与黏土制成基坑回填料,采用力学性能测试法、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(scanning electronic microscopy,SEM)和能谱分析... 为了推动钢铁冶金废弃物的综合利用,以钢渣、钒钛矿渣为原料替代水泥制备了全固废预拌固化剂,再与黏土制成基坑回填料,采用力学性能测试法、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(scanning electronic microscopy,SEM)和能谱分析(energy dispersive spectrometry,EDS)等测试手段,研究了钢渣细度、钢渣掺量及固化剂掺入比对基坑回填料性能的影响,并测试预拌固化剂的稳定性及水化机理。结果表明:当钢渣比表面积为457 m^(2)/kg,料浆浓度(质量分数)为80%,固化剂掺入比(质量分数)为20%,固化剂配比(质量比)为钢渣∶脱硫石膏∶钒钛矿渣=44∶10∶46时,用其制备的基坑回填料力学性能较好,此时固化剂净浆流动度为136 mm且安定性合格,稳定性优于P·O 42.5普通硅酸盐水泥;在固化剂掺入比为7%~25%,掺入占胶结剂总量0.4%PC型聚羧酸型高效减水剂(polycarboxylic acid,PC),基坑回填料28 d抗压强度均大于0.4MPa,最大为4.7 MPa,回填料坍落度大于150mm,满足T/CECS 1037—2022《预拌流态固化土填筑技术标准》指标要求。机理研究可知,固化剂水化后的矿物相为:C_(2)S、C_(3)S、Ca(OH)_(2)、钙矾石(AFt)、C-S-H凝胶和RO相。C_(2)S、C_(3)S和CaSO_(4)等物质随水化的进行逐渐消失,而AFt和C-S-H凝胶晶体含量增加。 展开更多
关键词 钢渣 钒钛矿渣 预拌固化剂 基坑回填料 钙矾石
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钒钛铁尾矿制备硅酸钙隔声板材及其性能研究 被引量：1
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作者 王长龙 荆牮霖 +6 位作者 齐洋 张岳文 郑永超 马锦涛 平浩岩 翟玉新 刘枫 《钢铁钒钛》 CAS 北大核心 2023年第3期105-113,共9页
为了促进胶凝活性弱的钒钛铁尾矿的综合利用,研究以钒钛铁尾矿为主要原料制备硅酸钙隔声板材。通过粒度分析、力学性能测试等手段,首先研究了钒钛铁尾矿的粉磨特性,而后以钒钛铁尾矿、硅灰、水泥为原料,制备复合胶凝材料,再添加废橡胶... 为了促进胶凝活性弱的钒钛铁尾矿的综合利用,研究以钒钛铁尾矿为主要原料制备硅酸钙隔声板材。通过粒度分析、力学性能测试等手段,首先研究了钒钛铁尾矿的粉磨特性,而后以钒钛铁尾矿、硅灰、水泥为原料,制备复合胶凝材料,再添加废橡胶粉和钢纤维为增强材料,采用蒸汽养护的方式来制备硅酸钙隔声板材,并探索增强材料以及层结构对硅酸钙隔声板材性能的影响。结果表明,碱熔能有效促进钒钛铁尾矿中硅、铝活性的提高,Si^(4+)和Al^(3+)最高浓度分别为17.27、6.80 mg/L;当复合胶凝材料配合比为钒钛铁尾矿∶水泥∶硅灰=2∶7∶1,胶砂比为1∶3,水胶比为0.5,28 d抗压强度为39.7 MPa。钒钛铁尾矿所制备的硅酸钙隔声板材中,单层隔声板材中单掺钢纤维0.93%时,抗折强度为8.0 MPa;单掺橡胶粉1%(体积分数)时,抗折强度为8.8 MPa;复合添加(钢纤维1.6%,橡胶粉3%)时,其抗折强度为6.1 MPa。分层浇筑不同配料料浆制备的多层结构板材,抗折强度最高值为8.2 MPa。钒钛铁尾矿制备的硅酸钙隔声板材,其抗折强度符合GB/T 7019-2014和JC/T 564.1-2018标准要求。 展开更多
关键词 钒钛铁尾矿 硅酸钙隔声板材 复合胶凝材料 增强材料 层结构
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钒钛铁尾矿基高强烧结透水砖的制备及性能
6
作者 吴平川 刘治兵 +8 位作者 刘婧 平浩岩 马锦涛 王长龙 郑永超 荆牮霖 齐洋 翟玉新 刘枫 《钢铁钒钛》 CAS 北大核心 2023年第6期98-109,共12页
以钒钛铁尾矿为主要原料制备高强烧结透水砖,采用正交试验法、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)研究了钒钛铁尾矿高强烧结透水砖的基本性能、烧结机理。结果表明,当烧结透水砖中钒钛铁尾矿掺量为77%,烧结温度为1070℃,保... 以钒钛铁尾矿为主要原料制备高强烧结透水砖,采用正交试验法、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)研究了钒钛铁尾矿高强烧结透水砖的基本性能、烧结机理。结果表明,当烧结透水砖中钒钛铁尾矿掺量为77%,烧结温度为1070℃,保温时间110 min时,烧制的产品抗压强度和透水系数分别达到65.7 MPa和0.063 cm/s,符合《透水砖》(JC/T 945-2005)中Cc60级产品的要求;高强烧结透水砖烧结后的产物为透辉石(CaMgSi_(2)O_(6))和普通辉石(Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)_(2)O_(6))。随着烧结温度和保温时间的延长,低熔点元素P、Na、K溶出,烧结产物中Fe、Al元素的含量增多,透辉石中的多数Ca^(2+)被Fe^(3+)置换,使得普通辉石成为主晶相。烧结产物中的孔洞随着烧结温度的提高,发生了由大小不一的密闭孔→孔径不规则的联通孔→不规则塌陷孔→孔径小且均匀圆形孔的变化,这种变化为高强烧结透水砖的透水性提供了保障。该研究提高了钒钛铁尾矿的利用率,为钒钛铁尾矿的大规模应用提供了新途径。 展开更多
关键词 钒钛铁尾矿 高强烧结透水砖 掺量 抗压强度 透水系数 物相组成
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煤基固废复合改性剂高温重构钢渣的性能及机理研究
7
作者 王长龙 李鑫 +9 位作者 陈敬亮 张岳文 张苏花 荊牮霖 马锦涛 平浩岩 齐洋 郑永超 翟玉新 刘枫 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第28期12215-12224,共10页
为了促进钢渣(steel slag,SS)和煤基固废的综合利用,研究了煤基固废复合改性剂(CMCSR)(煤气化渣-硅钙渣-煤田区域水库底泥)对高温重构钢渣(SHTM)的胶凝性能和体积稳定性的影响,采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(scanning... 为了促进钢渣(steel slag,SS)和煤基固废的综合利用,研究了煤基固废复合改性剂(CMCSR)(煤气化渣-硅钙渣-煤田区域水库底泥)对高温重构钢渣(SHTM)的胶凝性能和体积稳定性的影响,采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、能谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)等测试方法,对重构钢渣的物相组成、微观结构及高温重构机理进行分析。结果表明:CMCSR可以提高钢渣的胶凝性能,显著降低了钢渣中游离氧化钙(f-CaO)含量。当重构温度为1250℃,CMCSR掺量为25%时,重构钢渣28 d活性指数比原钢渣可提高16.1%,重构钢渣中f-CaO的含量由4.04%降至1.90%,满足《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》(GB/T 20491—2017)中f-CaO含量≤3%的要求。CMCSR掺量由15%增加至35%,重构钢渣中形成透辉石(CMS2)、钙铝黄长石(C_(2)AS)、C_(3)A等硅铝基矿物。高温重构过程促使RO相(CaO-FeO-MnO-MgO固溶体)中的FeO转变为镁铁尖晶石(MgFe_(2)O_(4))和磁铁矿(Fe_(3)O_(4))。重构温度为1250℃,掺25%CMCSR的重构钢渣形成结晶良好、粒径可达10μm以上椭圆形的C_(2)S颗粒。掺入煤基固废复合改性剂的高温改性钢渣,其体积稳定性、胶凝活性和易磨性得到了有效改善,从而为钢渣的低能耗细磨加工进行制品开发,或在水泥和混凝土中的直接应用提供了可能,实现了煤基固废与冶金固废的协同利用。 展开更多
关键词 钢渣(SS) 复合改性剂 高温重构(HTM) 胶凝性能 体积稳定性
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