基于铬铁渣骨料与水泥浆体界面结构的改性研究与机理分析

doi:10.11962/1006-4990.2020-0023

无机盐工业 ›› 2020, Vol. 52 ›› Issue (12): 75-79.doi: 10.11962/1006-4990.2020-0023

基于铬铁渣骨料与水泥浆体界面结构的改性研究与机理分析

杭美艳¹(),彭雅娟¹(),路兰²,张海燕³,陶旭³

1.内蒙古科技大学,内蒙古包头 014010
2.建研华测（杭州）科技有限公司
3.明拓集团铬业科技有限公司

收稿日期:2020-06-13 出版日期:2020-12-10 发布日期:2020-12-15
通讯作者: 彭雅娟
作者简介:杭美艳（1964— ）,女,教授级高工,硕士生导师,研究方向为新型混凝土及混凝土外加剂、固体废弃物的建材化;E-mail：861542145@qq.com
基金资助:
内蒙古自然科学基金(2018MSO534)

Modification study and mechanism analysis on interface structure between ferrochromium slag aggregate and cement paste

Hang Meiyan¹(),Peng Yajuan¹(),Lu Lan²,Zhang Haiyan³,Tao Xu³

1. Inner Mongolia University of Science and Technology,Baotou 014010,China
2. Jian Yan Hua Ce（Hangzhou） Science & Technology Co.,Ltd.
3. Mingtuo Group Chromium Technology Co.,Ltd.

Received:2020-06-13 Online:2020-12-10 Published:2020-12-15
Contact: Peng Yajuan

摘要/Abstract

摘要：

铬铁渣是表面粗糙的多孔结构骨料,基于其对界面过渡区结构及粘结强度的影响,通过正交实验设计适应于铬铁渣的改性剂,依据造壁原理对铬铁渣进行改性,降低其压碎值和吸水率。研究了改性剂对铬铁渣的改性机理,通过有效改善铬铁渣与浆体界面的结构,最终使铬铁渣成为优质混凝土用骨料,制备出强度较高的改性铬铁渣砂浆。该项研究为大量使用铬铁渣提供理论参考依据,具有节能减排的效益。

关键词: 铬铁渣, 骨料界面结构, 改性机理, 榫卯结构, 界面修复

Abstract:

Ferrochromium slag is a kind of porous aggregate with rough surface structure.Based on its influence on the structure of interface transition zone and bond strength,the modifier suitable for ferrochromium slag was designed by orthogonal test.According to the principle of wall building,ferrochromium slag was modified to reduce its crushing value and water absorption.The mechanism of modifying ferrochromium slag with modifier was studied.By effective improving the interface structure between ferrochromium slag and slurry,ferrochromium slag can be used as high-quality concrete aggregate,and a high-strength modified ferrochromium slag mortar was prepared.This study provided a theoretical basis for the large use of ferrochromium slag,with energy saving and emission reduction benefits.

Key words: ferrochromium slag, aggregate interface structure, modification mechanism, mortise and tenon structure, interface repair

中图分类号:

TU52

杭美艳,彭雅娟,路兰,张海燕,陶旭. 基于铬铁渣骨料与水泥浆体界面结构的改性研究与机理分析[J]. 无机盐工业, 2020, 52(12): 75-79.

Hang Meiyan,Peng Yajuan,Lu Lan,Zhang Haiyan,Tao Xu. Modification study and mechanism analysis on interface structure between ferrochromium slag aggregate and cement paste[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2020, 52(12): 75-79.

图/表 12

表1

图1

图2

图3

表2

表3

图4

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参考文献 15

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成分	w （CaO）	w （MgO）	w （Al₂O₃）	w （Fe₂O₃）	w （SiO₂）	w （SO₃）	烧失量
水泥	52.19	2.07	9.64	3.84	26.64	2.24	0.79
矿粉	38.08	9.39	1.89	1.20	35.08	0.79	0.26

编号		各材料掺量/%			浸泡铬铁渣时长/h （D）	实验结果
编号		硅酸钠（A）	水泥（B）	矿粉（C）	浸泡铬铁渣时长/h （D）	2.36~ 4.75 mm粒级压碎值/ %	饱和面干吸水率/%
1		3	5	4	12	57.07	2.05
2		3	10	7	24	56.07	6.49
3		3	15	10	48	57.87	11.28
4		5	5	7	48	49.77	1.63
5		5	10	10	12	60.13	13.68
6		5	15	4	24	59.14	11.56
7		7	5	10	24	66.07	4.96
8		7	10	4	48	58.36	5.13
9		7	15	7	12	55.94	8.69
压碎值	K₁	57.00	57.64	58.19	57.71
	K₂	56.35	58.19	53.93	60.43
	K₃	60.12	57.65	61.36	55.33
	R	3.78	0.55	7.43	5.09
	主次顺序		CDAB
	优水平	A₂	B₁	C₂	D₃
	优组合		A₂B₁C₂D₃
饱和面干吸水率	K₁	6.61	2.88	6.25	8.14
	K₂	8.96	8.43	5.60	7.67
	K₃	6.26	10.51	9.97	6.01
	R	2.70	7.63	4.37	2.13
	主次顺序		BCAD
	优水平	A₃	B₁	C₂	D₃
	优组合		A₃B₁C₂D₃

组别	配合比/（kg·m^-3）				稠度/ mm	流动度/mm	容重/ （kg·m^-3）	备注
组别	水泥	粉煤灰	骨料	水	稠度/ mm	流动度/mm	容重/ （kg·m^-3）	备注
原铬铁渣	240	100	1 400	208	70	204	2 185	严重泌水
改性铬铁渣1	240	100	1 400	220	70	220	2 210	和易性良好
改性铬铁渣2	240	100	1 400	220	73	218	2 196	和易性良好
天然砂	240	100	1 400	200	75	225	2 174	和易性良好

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[1]	杭美艳,彭雅娟,刘欣欣,张海燕,陶旭. 基于砂浆强度解耦法量化研究对铬铁渣的改性影响[J]. 无机盐工业, 2021, 53(1): 72-76.
[2]	汪发红, 李波. 铬铁渣水泥固化体水溶性Cr6+溶出规律及其水化产物[J]. 无机盐工业, 2015, 47(7): 52-.
[3]	王树轩, 李宁, 李波, 李玉龙. 铬铁渣中水溶性六价铬浸取研究[J]. 无机盐工业, 2012, 44(7): 47-.

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