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矿渣微粉是一种重要的建筑材料,主要用于水泥、混凝土和砂浆生产。随着社会的发展,建筑物正朝着高层化、大跨度等方向发展,对于高强度、高活性建材的需求量日益增加。本文以矿渣和锰渣为主要原料,通过物理激发和化学激发,制备高性能复合矿渣微粉,实现废物的高值化利用。首先,在对高炉矿渣和水淬锰渣理化分析的基础上,采用物理激发(粉磨)的方法提高矿渣及锰渣活性。从众多助磨剂中筛选出丙三醇、硬脂酸钠、三乙醇胺、三异丙醇胺四种试剂并且经过复配制备出分别针对矿渣、锰渣高效专用助磨剂HB-1和HB-2。基于助磨机理分析,利用某增塑剂厂排放的废酸渣,经脱甲醇、中和及混料成型工艺,制备固体助磨剂HB-3,用于矿渣和锰渣的粉磨,效果良好。与其他助磨剂相比,该产品具有突出的成本优势,同时可以解决相关厂家废酸渣的排放问题。为了解决胶砂试块28d抗压强度测试周期过长的问题,建立了矿渣-锰渣微粉活性快速评价方法,该方法将实验周期缩短到24小时。操作方法为先常温养护4h然后60℃下蒸养24h。利用最小二乘法对实验数据进行拟合,得到两者关系式:R模拟28d=0.82R快速+28.23。模型与实际数据相关系数为0.99。研究了矿渣、锰渣的细度和配比对复合微粉性能的影响。结果表明:矿渣、锰渣的最佳比表面积为分别为519m2/kg、563m2/kg,最佳矿渣、锰渣物料配比为7:3。为了进一步提高微粉的活性,开发出矿渣、锰渣体系复合激发剂(硅铝酸盐4%、烧石膏3%、柠檬酸钠0.03%)。由此制备出高性能复合矿渣微粉,可以达到GBT12957-2005《用于水泥混合材的工业废渣活性试验方法》中的S105的等级,其物料配比为:矿渣65.1%、矿渣27.9%、复合激发剂7%。采用XRD以及SEM复合矿渣微粉的水化产物,探讨了体系的水化反应机理。该胶凝材料的水化产物主要是钙矾石、C-S-H、C-A-H以及一些无定形的凝胶类物质。体系的水化过程主要经历了三个阶段:(1)锰渣、矿渣解离及水化初期;(2)水化反应后期;(3)水化反应产物及未参与水化反应物料的凝聚及硬化。