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什么是矿渣微粉

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发表时间:2013-10-15 00:00

    高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种工业废渣,从化学成份来看是属于硅酸盐质材料,主要是硅酸盐与铝酸盐的熔融体,通过水淬冷却形成的粒状矿渣。粒化高炉矿渣具有结晶相及玻璃相二重性的性质,因此矿渣的活性既取决于析出晶体种类及晶体的数量,又决定玻璃态数量及性能,矿渣中含有较多的钙成分,在形成过程中生成了一些硅酸盐、铝酸盐及大量含钙的玻璃质(如C2SCAS2C2ASC3AC2FCaSO4等),具有独立的水硬性,在氧化钙与硫酸钙的激发作用下,遇到水就能硬化,通过细磨后,则能使这个硬化过程可以大大加快。

国外现状

二十世纪八十年代开始,英、美、加、日、法、澳等国相继制定了矿渣粉国家标准,其中日本标准明确提出了比表面积为400600800m2/kg的等级要求。与此同时日本、韩国、西欧、新加坡、中国香港等地生产比表面积800m2/kg以上的超细矿渣粉,并广泛用于油田固井、地铁及隧道加固、海边高层建筑基础及柱子,积累了一些生产和使用经验。

纵观粒化高炉矿渣发展历史大致经过了认识和研究上由浅到深,应用上从有到专,产品上由粗及细的过程。但由于国家、地区的技术壁垒,目前矿渣超细粉磨生产技术及设备(细度达到1250目,D97≤10微米)尚处保密阶段。

掺入超细矿渣能较好地提高混凝土的强度,其机理是矿渣在二次水化反应中吸收大量的CH晶体,使混凝土中尤其是在界面区的CH晶粒变小变少,改善了界面粘结强度,由于CH被大量吸收掉,从而促进了C3SC2S的水化反应速度,使掺超细矿渣混凝土的早期强度少受或不受影响,而后期强度也因超细矿渣的不断水化使强度增长较多。

矿渣的活性首先取决于玻璃体的含量,对于经急冷的水淬矿渣,其活性主要与细度有关,根据有关资料理论推导,得出其活性指数与比表面积的关系式为φ= 0.1233X0.3406 (相关系数R= 0.9756)。例如当矿渣的比表面积为750m2/kg,则活性指数φ= 0.1233×7500.3406=1.17。即超细矿渣对混凝土28天龄期的强度贡献相当于1.17kg硅酸盐水泥所起的作用。

水泥混凝土路面病害严重,早期裂缝若采用有机类材料与路面水泥混凝土相容性差、使用寿命短、造价高、不利于环境保护。而超细水泥颗粒细小,不仅可以灌入细小的微裂缝,而且作为无机材料与水泥混凝土有良好的相容性,因此选择超细水泥作为基质材料;但超细水泥由于颗粒细小,遇水水化迅速,粘度增大很快,不利于施工操作。磨细矿渣具有延缓凝结硬化作用、二次火山灰反应、微粒填充作用和界面粘结效应,可改善路面裂缝修补材料的流动性、力学性能及耐久性。

Noske(德国)指出,超细水泥可以制成悬浮液应用于岩土灌浆工程,成为化学灌浆材料的替代物;Salen,M irzx(加拿大)Borchardt(瑞典)指出,超细水泥作为灌浆材料,具有良好的工作环境、耐久性好、强度高,比化学灌浆材料更经济;一般超细水泥最大粒径为20μm,作为其改性和替代材料应不比它粗,甚至比它更细,部分学者采用GGBS(比表面积在850m2/kg的超细矿渣粉)试验公布如下结论:有明显的润滑稀释作用,使灌浆材料早期粘度降低,尤其是在前10min内,其粘度约为基准材料的一半;有明显的缓凝作用,掺加后灌浆材料的初凝时间增加了2-4h,终凝时间增加了1-2 h;改善MC浆体的可灌性,使灌浆材料密实、均匀地充满整个缝隙,达到理想的灌浆效果。


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