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题名硫酸钠调控石灰激发矿渣-钢渣胶凝体系性能研究
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作者
王营
顾晓薇
刘剑平
胥孝川
王青
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机构
东北大学资源与土木工程学院
沈阳工业大学建筑与土木工程学院
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出处
《建筑科学与工程学报》
北大核心
2025年第2期122-130,共9页
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基金
“十三五”国家重点研发计划项目(2019YFC1907202)
沈阳市科技局社会治理专项项目(22-322-3-02)。
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文摘
为解决石灰激发矿渣-钢渣胶凝体系工作性能较差、早期强度较低的问题,将石灰-硫酸钠按摩尔比1∶1组成复合激发剂对矿渣-钢渣胶凝体系进行激发。对比分析在石灰、石灰-硫酸钠两种激发剂下矿渣-钢渣胶凝体系抗压强度、工作性能的异同,并利用X射线衍射仪(XRD)等探究硫酸钠对石灰-矿渣-钢渣胶凝体系水化特征的影响。结果表明:用水胶比为0.4、摩尔比为1∶1的石灰-硫酸钠激发矿渣-钢渣胶凝体系的3 d和28 d抗压强度分别为28.7 MPa和36.5 MPa,较石灰单独激发矿渣-钢渣胶凝体系分别提升155.3%、14.8%,新拌浆体的流动度可提升44.2%,硫酸钠的加入缩短了石灰-矿渣-钢渣胶凝体系的凝结时间;石灰-矿渣-钢渣胶凝体系的水化产物主要为C—(A)—S—H凝胶、方解石、水化碳铝酸钙以及Ca(OH)_(2);随着硫酸钠的加入,胶凝体系的傅里叶红外光谱中增加S—O振动谱带,水化碳铝酸钙生成量减少并向钙矾石转化,胶凝体系中水化产物明显增加且相互搭结交错,填充结石体孔洞,使结石体内部更加致密,进而提高矿渣-钢渣胶凝体系的抗压强度;研究成果可为新型低碳胶凝材料的制备以及钢渣的资源化利用提供参考。
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关键词
硫酸钠
石灰-矿渣-钢渣胶凝体系
抗压强度
工作性能
水化反应特征
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Keywords
sodium sulfate
lime-slag-slag-steel cementitious system
compressive strength
working performance
hydration reaction mechanism
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分类号
TU526
[建筑科学—建筑技术科学]
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题名复合激发剂作用下矿渣-钢渣胶凝体系的宏微观特性
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作者
顾晓薇
王营
孙殿兴
孙瑞珩
刘剑平
王青
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机构
东北大学资源与土木工程学院
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出处
《煤炭科学技术》
2025年第8期375-386,共12页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2023YFC3904303)
国家自然科学基金资助项目(52234004)。
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文摘
普通硅酸盐水泥是尾砂胶结充填中使用最为广泛的胶凝材料,然而普通硅酸盐水泥生产会造成严重的环境污染。碱激发矿渣-钢渣胶凝体系具有良好的力学性能和工作性能,是普通硅酸盐水泥的潜在替代品之一。为明确矿渣-钢渣胶凝体系在复合激发剂作用下的宏微观特性,采用石灰-碳酸钠作为复合激发剂对矿渣-钢渣胶凝体系进行活化,制备低碳环保的矿渣-钢渣碱激发胶凝材料,讨论复合激发剂掺量、钢渣掺量对胶凝体系凝结时间和抗压强度的影响。并通过XRD、FTIR、SEM等检测手段表征石灰-碳酸钠复合激发剂作用下矿渣-钢渣胶凝体系的水化特征与微观结构。结果表明:石灰-碳酸钠复合激发矿渣-钢渣胶凝体系凝结时间在255min以内,并未受到钢渣掺量的显著影响,胶凝体系3、28d抗压强度分别达到23.0、30.4MPa。钢渣掺量未影响胶凝体系水化产物种类,胶凝体系水化产物主要为C-(A)-S-H凝胶、水滑石和方解石。钢渣掺量增加会减缓胶凝体系的水化放热速率,降低胶凝体系的水化放热并促进胶凝体系的后期水化,提升基体中无害孔比例,掺量在20%时胶凝体系中C-(A)-S-H凝胶生成量最高。然而,钢渣掺量超过40%时,胶凝体系中C-(A)-S-H凝胶随钢渣掺量增加持续减少,胶凝体系基体出现微裂缝,抗压强度降低。研究可为新型低碳胶凝材料的制备以及钢渣的资源化利用提供参考。
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关键词
矿渣-钢渣胶凝体系
复合激发剂
工作性能
力学性能
水化特征
微观结构
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Keywords
slag-steel slag cementitious system
composite activator
workability
mechanical properties
hydration characteristics
microstructure
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分类号
TU526
[建筑科学]
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