钢渣用于制备机敏混凝土的机理研究

本项目选择钢渣作为导电相材料，以钢渣取代普通混凝土中的粗、细骨料以及掺和料制备具有机敏特性的混凝土，重点研究钢渣的排放与冷却工艺、钢渣的化学组成和矿物组成对钢渣混凝土的导电性、压敏和温敏等机敏特性的影响规律及其机理，同时研究钢渣机敏混凝土的力学性能及电热特性。通过调整钢渣的排放与冷却工艺，使其更适合于配制导电、机敏混凝土，并研究钢渣混凝土的导电性与机敏性随环境和应力的变化规律。.钢渣机敏混凝土是一种集承载性与导电、压敏和温敏特性为一体、高性能价格比的新型建筑材料，对我国冶金、建材工业所面临的资源、能源、环境等严峻形势的改善，具有重要的意义。 2100433B

通过计算机模拟和材料试验相结合，研究碳----玻璃混杂纤维增韧高强混凝土的复合机理和机敏特性，建立该新型复合材料增韧的力学模型，探讨纤维参数、材料组份和显微结构对电导性能和热电效应的影响以及构件承载过程中电导率与材料内部应变、温度、损伤等变量的关系，为混凝土智能结构的设计、健康监测和寿命评估提供理论依据和技术手段。 2100433B

其配合比例的重量百分比为：硅酸盐水泥15%～55%，钢渣30%～70%，粉煤灰1%～20%，水7%～30%。采用与普通混凝土相同的制作方法和养护工艺，制作成监测用的机敏混凝土试块，埋设在被监测的混凝土工程结构中，或制成机敏混凝土工程结构。本发明具有组成简单；有良好的应力敏感性和较高的力学强度；造价低廉、废物利用、利于环保；制作工艺简单，便于推广应用等特点。机敏混凝土可广泛应用于桥梁、工业与民用建筑、水利大坝和核电站等领域中，无损监测性能好，是保证其安全使用、提高使用寿命且经济实用的机敏混凝土材料。

【 权利要求 】 一种机敏混凝土，由硅酸盐水泥、导电材料和水组成，其特征在于其导电材料为钢渣和粉煤灰，机敏混凝土的组分及重量百分比为：硅酸盐水泥15%～ 55%，钢渣30%～70%，粉煤灰1%～20%，水7%～30%，其中钢渣中铁氧化物含量的重量百分比为20%～30%，粉煤灰中铁氧化物含量的重量百分比为10%～20%。2100433B

钢铁工业废弃物钢渣年产生量大，但因其活性差、早期强度低，存在安定性问题一直未能实现大掺量大规模利用,因此必须解决钢渣活性差、水化后体积膨胀的缺点。本研究的内容是钢渣的基本性质与其活性、安定性之间关系的明晰，找出影响钢渣活性的因素，明晰钢渣早期强度低的原因，确定钢渣中游离氧化镁和游离氧化钙的测定方法，明晰钢渣和钢渣在混凝土中的水化膨胀机理，钢渣粉成分、比表面积和粒度分布对其活性的影响机理和规律；各类活性激发剂对钢渣活性的影响，建立钢渣安定性评价方法和标准的数学模型，开发出高效的钢渣早强激发剂；解决钢渣粉、钢渣和矿渣复合粉配制混凝土的合理掺量、所配混凝土的工作性能和耐久性能。为钢渣粉、钢渣和矿渣复合粉大掺量应用提供依据，为配制出性能良好的钢渣细集料混凝土提供依据，提高钢铁工业固体废弃物资源化的利用水平，符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要》环境领域的综合治污与废弃物循环利用优先主题规定。