用户名: 密码: 验证码:
钢渣活性粉末混凝土的研究及其应用探讨
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
活性粉末混凝土是一种超高强、低脆性、耐久性优异并具有广阔应用前景的新型水泥基材料。由于活性粉末混凝土的配制成本太高,限制了其应用的推广。本文作者针对我国的原材料情况,在国内外的研究成果的基础上,立足于降低活性粉末混凝土的配制成本和提高钢渣的利用水平,使用风淬钢渣代替石英砂作集料来配制活性粉末混凝土进行了试验研究。
     本文首先讲述了风淬钢渣的性质及其体积稳定性,指出风淬钢渣具有良好的物理和化学性能,适合于作集料来配制混凝土;同时从理论上分析并通过试验验证表明,由于风淬钢渣中游离CaO含量很低,而MgO主要以RO相形式存在,不存在体积安定性不良的问题。
     其次,作者主要对钢渣活性粉末混凝土配制及其性能进行了试验研究,结果表明:(1)胶砂比为1:1,硅灰掺量为15%,钢纤维掺量为4%时所配制的活性粉末混凝土的综合性能比较理想。(2)钢渣的物理性能对钢渣活性粉末混凝土的性能影响较大,非球状钢渣有利于强度的提高,球状钢渣有利于提高流动性,而化学性能的影响不大。(3)水胶比是影响其性能最为关键因素之一,随着水胶比的降低,流动性下降和强度的提高都很明显;掺入4%的钢纤维对流动性的影响比较明显,同时也不同程度地提高了强度;热养护有利于强度的提高,经热水养护后放置水中至28天龄期,其强度有较大提升,并没有出现强度倒缩现象。(4)水胶比为0.18时所配制的钢渣活性粉末混凝土,28天抗折和抗压强度分别达21.61MPa和141.2MPa,弹性模量为51.1GPa,56天所测的干缩为430×10~(-6),其中自收缩达400×10~(-6),具有优越的抗渗性能和耐磨性能,但脆性较大:而掺入4%的钢纤维,不仅提高了强度和弹性模量,还减少了干缩和自收缩,也大大改善了脆性。
     最后,作者探讨了钢渣活性粉末混凝土在工程和生产制品中的应用,指出钢渣活性粉末混凝土是有非常广阔应用前景的新型的超高强水泥其复合材料。
With ultra-high strength, low brittleness and excellent durability, reactive powder concrete is an emerging new family of concretes. But too high unit cost Limits the extensive applications of reactive powder concrete. In order to decrease the unit cost of reactive powder concrete and increase the utilization of steel slag, the author, considering the raw materials in our contry and basing on the domestic and international research results, studies on preparation of reactive powder concrete using air quench steel slag replacing the quartz sand as aggregate through experiment.
    The characters and the stability of volume of air quench steel slag have been summarized first in this paper. The air quench steel slag has good physical and chemistrial properties, and can be used to prepare concretes as aggregate. At the same time, theoretical analyzation and experiment results also show that f-CaO content is very low, and MgO exists in the RO phase, so the volume of air quench steel slag is stabile.
    Secondly, preparation of reactive powder concrete with air quench steel slag and its performance are mainly studied through experiment. The results show that: (1) when binder-to-sand ratio is 1, silica fume percentage of binder is 15, and steel fiber percentage in volume is 4, reactive powder concrete prepared can get best overall performances. (2) the physical properties of steel slag, such as size and grain distribution, make a great impact on the performance of reactive powder concrete with steel slag. But the chemical properties have no remarkable influence on it (3) as the water-to-binder reduces wich is one of key factors in the perpormance of reactive powder concrete with steel slag, the fluidity decreases but the strength increases; incorporation of 4 percent steel fiber in volume can decrease fluility and increase strength; heat-curing benefits the increase of strength which can still develop in 28 day water curing after heat-curing. (4) the reactive powder concrete with steel slag which is prepared in water-to-binder ratio of 0.18 can get the flexural strength of 21.6 MPa, the compressive strength of 141 MPa, and elastic modulus of 51.1 GPa. Its dry shrinkage in 56 day reach 430X10"6, in which autogenous shrinkage is 400xlO~6. And it has excellent impermeability, but fatal brittleness. Incorporation of 4 percent steel fiber in volume can not only increase strength and elastic modulus, and also reduce dry shrinkage and autogenous shrinkage and enhance greatly ductility.
    
    
    
    Finally, the author briefly discusses the application of reactive powder concrete with steel slag in engineering and produce, and points out that it is also a new emerging family ultra-high cement-based material.
引文
[1]吴中伟,廉慧珍著.高性能混凝土.中国铁道出版社,1999年9月第1版
    [2]王冲.粉砂高性能混凝土配制技术及流动性能研究[硕士学位论文].重庆建筑大学,1999年12月
    [3]冯乃谦编著.高强混凝土技术.中国建筑工业出版社,1992年6月第1版
    [4]杨伯科.混凝土实用新技术手册.吉林科学技术出版社,1998年第1版
    [5]冯乃谦,邢锋编著.高性能混凝土技术.原子能出版社,2001年12月第1版
    [6]蒲心诚,严吴南.150MPa超高强度性能混凝土研究与应用前景.混凝土,1999年第3期
    [7]蒲心诚,严吴南.100-150MPa超高强高性能混凝土的配制技术,混凝土与水泥制品,1998年第6期
    [8]Pierre Richard, Marcel Cheyrezy. Composition of Reactive Powder Concretes. Cement and Concrete Research, No.7, 1995
    [9]丁庆军等.纤维增强MDF水泥材料的研究.混凝土与水泥制品,1997年第3期
    [10]柯劲松.MDF水泥材料的制备与应用.中国建材,1995年第10期
    [11]李悦,丁庆军.纤维增强MDF水泥的性能.河北理工学院学报,2001年第1期
    [12]柯劲松,黄从运,新型高强DSP材料.化学建材,1996年6月
    [13]朱英磊.活性粉末混凝土的性能研究及应用.混凝土,2000年第7期
    [14]何峰,黄政宇.200~300MPa活性粉末混凝土(RPC)的配制技术研究.混凝土与水泥制品,2000年第4期
    [15]陈兵,李悦.活性粉末混凝土的发展与应用.混凝土,2000年第8期
    [16]覃维祖,曹峰.一种超高性能混凝土——活性粉末混凝土.工业建筑,1999年第4期
    [17]覃维祖.活性粉末混凝土的研究.水泥基复合材料科学与技术(学术论文集).中国建材工业出版社,1999年10月第1版
    [18]Olivier Bonnie, Mohamed Lachemi, ric Dallaire, Jrme Dugat and Pierre-Claude Atcin. Mechanical Properties and Durability of Two Industrial Reactive Powder Concretes. ACI Materials Journal, July-August [8]Pierre Richard, Marcel Cheyrezy. Composition of Reactive Powder Concretes. Cement and Concrete Research, No.7, 1995
    
    
    [19] Marcel Cheyrezy, Vincent Maret, Laurent Frouin. Microstructural Analysis of RPC(Reactive Powder Concrete). Cement and Concrete Research, No. 7, 1995
    [20] Hlne Zanni, Marcel Cheyrezy, Vincent Maret. Investigation of Hydration and Pozzolanic Reaction in Reactive Powder Concrete (RPC) Using ~(29)Si NMR. Cement and Concrete Research, No.1, 1996
    [21] Pierre Richard, Marcel Cheyrezy. Reactive Powder Concrete With High Ductility and 200~800 MPa Compressive Strength. Concrete Technology, No.2, 1997
    [22] Olivier Bonnie, Claude Pouhn. Reactive Powder Concretes: from Theory to practive. Conctrete Intemational, No. 4, 1996
    [23] Ede Larrard and T. Sedran. Optimization of Ultra-high-performance Concrete by the Use of a Packing Model. Cement and Concrete Research, No. 6, 1994
    [24]聂永丰.三废处理工程技术手册(固体废物卷).化学工业出版社,2000年2月第1版
    [25]杨华明,张广业.钢渣的资源化与前景.矿产综合利用,1999年6月
    [26]芈振明.固体废弃物的处理与处置.高等教育出版社,1988年
    [27]蒋元海.钢渣活化技术及其在水泥生产中的应用.硅酸盐通报,1996年第5期
    [28]娄性义.固体废物处理与利用.冶金工业出版社,1996年
    [29]乌传和.钢渣的回收利用.金属矿山,1998年第1期
    [30]纪午生等.常用建筑材料试验手册.中国建筑工业出版社,1986年9月第1版
    [31]杨南如.无机非金属材料测试方法.武汉工业大学出版社,1990年8月第一版
    [32]秦力川.建筑材料微观测试分析基础.1998年9月
    [33]廉慧珍,童良,陈恩义.建筑材料物相研究基础.清华大学出版社,1996年6月第1版
    [34]戴云阁等.现代转炉炼钢.东北大学出版社,1998年12月第1版
    [35]宋民坚.几种钢渣处理技术.上海金属,1999年9月
    [36]单志峰.国内外钢渣处理技术与综合利用技术的发展分析.工业安全与防尘,2000年第2期
    [37]王占英,聂永强.转炉钢渣处理风淬工艺的探讨.河北冶金,1995年12月
    
    
    [38]李永治,李文祥.钢渣风碎技术研究.炼钢,1994年10月
    [39]胡东风,仵增瑞.转炉钢渣风碎技术在石钢30t转炉的应用.河北冶金,1997年第1期
    [40]孙树杉等.钢渣矿渣水泥研究.冶金工业废渣处理工艺与利用科技成果汇编(一),1983年
    [41]钱光人,徐光亮等.低碱度钢渣的矿物组成、岩相特征与膨胀研究.西南工学院学报,1997年3月
    [42]唐明述等.钢渣中MgO、FeO、MnO的结晶状态与钢渣的体积安定性.硅酸盐学报,1979年第1期
    [43]唐明述等.关于钢渣中RO相的研究.冶金工业废渣处理工艺与利用科技成果汇编(一),1983年
    [44]肖琪仲.钢渣的膨胀破坏与抑制.硅酸盐学报,1996年12月
    [45]徐光亮,赖振宇等.低碱度钢渣基油井及地热井胶凝材料的研究—CMS、CFS、C_3MS_2的水热反应,西南工学院学报,2000年6月
    [46]杨崇体.武钢LD转炉渣物相组成初步探讨.冶金工业废渣处理工艺与利用科技成果汇编(一),1983年
    [47]H. E. W. Taylor. Cement Chemistry. Thomas Telford, London, 1997
    [48]F. M. 李著,唐明述等译.水泥和混凝土化学(第三版).中国建筑工业出版社,1980年8月第1版
    [49]冯涛等.若干物料中f-CaO的微观结构及水化活性.建筑材料学报,1999年9月
    [50]冯涛等.不同废渣中游离氧化钙水化活性的实验研究.粉煤灰,1998年6月
    [51]叶贡欣等.钢渣中的二价氧化物相及其与钢渣水泥体积安定性的关系.冶金工业废渣处理工艺与利用科技成果汇编(一),1983年
    [52]杨永起等.转炉水淬钢渣中RO相的类别及其与水泥安定性的影响.冶金工业废渣处理工艺与利用科技成果汇编(一),1983年
    [53]严吴南等.建筑材料性能学.重庆大学出版社,1996年12月第1版
    [54]蒲心诚,严吴南.硅灰对150MPa超高强高流态混凝土的强度及流动性的贡献.混凝土与水泥制品,2000年第1期
    [55]蒲心诚.超高强混凝土的研究与应用.混凝土,1993年第5期
    [56]湖南大学等四校合编.建筑材料.中国建筑工业出版社,1997年6月第四版
    [57][美]P. 梅泰著,祝永年等译.混凝土的结构、性能与材料.同济大学出版社,1990年11月第1版
    [58]曹诚等,钢纤维混凝土的韧性分析及粉煤灰对钢纤维混凝土韧性影响的研究.全国第七届纤维水泥与纤维混凝土学术会议论文集.中国铁道出版社,1998年10月第1版
    
    
    [59]叶青.高强混凝土的收缩及其补偿机理.混凝土与水泥制品,1997年第1期
    [60]黄国兴等编著,混凝土的收缩.中国铁道出版社,1990年3月第1版
    [61]李悦,谈慕华.混凝土的自收缩及其研究进展.建筑材料学报,2000年第3期
    [62]安明喆等.高性能混凝土的自收缩问题.建筑材料学报,2001年6月
    [63]蒋正武等.国外混凝土自收缩研究进展评述.混凝土,2001年第4期
    [64]杨全兵.高性能混凝土的自收缩机理研究.硅酸盐学报,2000年12月
    [65]安明喆等.高性能混凝土自收缩的抑制措施.混凝土,2001年第5期
    [66]路新瀛等.混凝土渗透性的电学评价.水泥基复合材料科学与技术(学术论文集).中国建材工业出版社,1999年10月第1版
    [67]何峰,黄政宇.养护制度对活性粉末混凝土(RPC)强度的影响研究.混凝土,2000年第2期
    [68]Pierre-claude Aitcin. Cement of Yesterday and Today Concrete of Tomorrow. Cement and Concrete Research, No.12, 2000
    [69]G.Pan, W. Sun. Experimental Study on the Micro-aggregate Effect in High Strength and Super-high Strength Cementitious Composites. Cement and Concrete Research, No.2, 1998
    [70]Aitcin P. C. and Neville A. High-performance Concrete Demystified. Concrete International, No.1, 1993
    [71]Domone P. L. J. and Soutsos M. N. An Approach to the Proportioning of High Strength Concrete Mixes. Concrete Intemational, 1994

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700