钢渣在水泥生产中的运用 - 图文(7)

2019-08-29 00:40

砂浆配合比见表3。

2试验方法

强度性能试验按上述配合比成型70.7 mm x 70.7 mm x 70.7 mm尺寸试块和

40 mm x 40 mm x 160 mm棱柱体试块分别用于抗压和抗折性能试验,1d脱模后在标准条件下养护至3 d,7 d和28 d龄期测试其抗压和抗折强度。

收缩性能试验按上述配合比成型带铜制测头的40 mm x 40 mm x 160 mm棱柱体,在标准条件下养护1d后脱模,然后在(202 )、RH = 60 %5%环境下养护,在相应龄期用于分表测定其长度变化。

抗裂性能试验一是参照混凝上平板试验的方法,用如下图的自制钢模具成型平板,在终凝之后开始计时,用电扇吹风,风速8 m/ s,用数显刻度显微镜观察裂缝的扩展情况,终凝24 h之后,停止用电扇吹风,将试件置于室内自然环境下进行养护至56 d龄期。

3实验结果

测得砂浆试块3 d,7 d和28 d龄期抗压和抗折强度见表4。测得40 mm x 40 mm x 160 mm棱柱体试块各龄期收缩值见图5对砂浆平板试块进行裂缝观察,结果见表5。

从表4所小的砂浆物理力学性能可以看出,随着钢渣矿粉的掺入,砂浆试块的强度稍有下降,但钢渣掺量为30%时后期强度增长率较高,在28 d龄期时接近空白砂浆的强度等级。钢渣掺量高达50%时对砂浆早期抗压强度和抗折强度有较明显的影响,但到28 d龄期时与空白试样的抗压及抗折指标差值变得较小。事实上,如图1所示,在钢渣的XRD图谱当中能够看到明显的水泥熟料矿物

的衍射峰,这是炼钢时由造渣材料在高温条件下产生固相反应而形

成。与水泥中的熟料矿物不同,这些矿物形成的温度较高,部分已处于死烧状态,因而使其水化活性要低于水泥中的熟料矿物,但当钢渣粉磨至足够的细度时,能够表现出较高的水化硬化能力。因而在水泥砂浆中以30%甚至50%的高细度钢渣矿粉替代水泥,仍然能够获得较佳的物理力学性能。另外高细度的钢渣矿粉的微集料效应也可能是使大掺量钢渣水泥砂浆仍具有较高抗压和抗折强度的原因之一,钢渣细粉填充在水泥颗粒形成的空隙当中,使浆体的堆聚更加紧密。

在钢渣矿粉的矿物组成当中,除了之外,还包含一定数量的RO固溶相,结晶度高的f-CaO, f-Mg0,以及和少量金属铁等矿物相。结晶程度高的f-CaO,f-MgO在水化过程中缓慢分别生成和,产生体积膨胀。而铁的化合物在水化过程中也有可能发生反应生成凝胶,同样会形成体积膨胀。因而在图5中可以看出掺入高细度的钢渣矿粉之后,与空白试样相比较,砂浆的体积收缩在14 d之前差别不大,但中长期(28 d之后)体积收缩率明显变小。另外,从图5中还可以看出,纤维在砂浆当中也起到了减小收缩的作用,均匀乱向分布的纤维可在一定程度上阻止:细砂的下沉,降低砂浆的离析泌水现象,有效阻比由于砂浆表而迅速失水造成的塑性期较大体积收缩,同时对于中后期的干燥收缩也有一定的阻力作用。

图5. 时间对收缩率的影响

事实上,钢渣和纤维的掺入对砂浆的抗裂性能起到了明显的作用。通过表5所列的数据可以看出,随着钢渣的掺入,砂浆平板试块的初裂时间延长,初裂宽度也有所下降。而纤维的掺入影响更为明显,初裂时间普遍延长到终凝后13 h以上,初裂宽度更为显著降低,钢渣和纤维同时掺入能够起到更好的技术效果。在较长龄期(56 d),掺入钢渣和纤维对于改善砂浆抗裂性能的效果相比旱龄期而言更为明显,在裂缝条数、宽度及总长度等指标方而均大大低于纯水泥砂浆和单掺钢渣矿粉的砂浆试样。分析认为:1)钢渣矿粉的掺入使水泥用量降低,减少了由水泥水化所引起的化学收缩和自收缩;2)超细的钢渣矿粉改善了较大水灰比下水泥浆体的泌水现象,在旱期对由此引起的塑性收缩起到了一定的作用;3)上文所述的钢渣矿粉中的f-CaO,f-MgO及一些铁相物质发生化学反应产生的体积膨胀补偿了浆体的收缩,使收缩拉应力降低;4)均匀分布的纤维对收缩拉应力的抵抗作用阻止了新裂缝的形成和原有微裂缝的继续扩展。

【参考文献:熊付刚,刘秀梅,何永佳等. 大掺量钢渣矿粉抗裂水泥砂浆的试验研究. 武汉理工大学学报.2009(3):1-4】

同时,由于钢渣粉煤灰路而基层材料的温缩、干缩系数均优于别的材料,利用这一性能,河北石家庄市公路桥梁建设集团第二公路工程处的王燕在2009年10月,做了用粉煤灰与钢渣复合材料作柔性路面基层的实验研究。

1. 试验原材料

钢渣:取自石家庄钢铁厂通过5 mm筛的钢渣;粉煤灰:取自西柏坡热电厂粉煤灰;外加剂:磷石母。

上述材料的化学成分如表1所示。进行对比试验的原料有上、石屑、石灰、水泥等。

2试验方法

a)通过击实试验确定无机结合料的最佳含水量和最大干密度,采用重型击实标准;

b)制备试件规格为φ50mmx50mm,养护温度为20℃士2℃,保湿养护到相应龄期的前1d,浸水24h士2h,测试其无侧限抗压强度;

c)动进行劈裂抗拉强度和回弹模量试验; d)进行混合料的干缩与温缩试验。 3钢渣与粉煤灰比例的确定

钢渣与粉煤灰的密度相差较大,钢渣的密度为3.22x103Kg/m3,粉煤灰的密度为1.72x 103Kg/m3 ,钢渣与粉煤灰的比例对钢渣粉煤灰路而基层材料的干密度影响较大,对不同比例的钢渣粉煤灰进行重型击实试验,结果见表2,最佳含水量和最大干密度见图1,图2。从图可以看出,当钢渣粉煤灰的比例增加时最大干密度也增加,最佳含水量降低,这主要是因为钢渣密度大且颗粒也大,增加了密度而降低了需水量。

4.钢渣粉煤灰路而基层材料的强度试验及其分析


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