本书基于钒钛磁铁矿冶炼生铁过程排出的钛矿渣利用率低的具体实际,依托四川省科技成果转化项目“混凝土用钛矿渣复合掺合料制备及生产示范”的成果,系统介绍钛矿渣作为混合材、掺合料、骨料用于水泥、砂浆、普通混凝土、高性能/超高性能混凝土、透水混凝土、泡沫混凝土等建材中的各项关键技术及性能,揭示钛矿渣与水泥基材料的相互作用机制。本书为钛矿渣的高附加值利用找到切实可行的途径,也为其他冶金渣的资源化处理提供新思路,具有重要的学术价值和实践意义。
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功能导向水泥基多孔材料微结构设计构筑,中国建筑材料联合会建筑材料科学技术基础研究类二等奖,2022年,排名第2。
目录
第1章 绪论 1
1.1 高钛矿渣的特性 1
1.2 高钛矿渣的资源化利用现状及面临挑战 3
1.2.1 高钛矿渣的资源化利用现状 3
1.2.2 高钛矿渣建材资源化利用面临的挑战 5
1.3 高钛矿渣加工活化技术 5
1.3.1 粉磨加工 5
1.3.2 化学激发 6
参考文献 11
第2章 高钛矿渣制备辅助性胶凝材料技术 13
2.1 高钛矿渣基水泥混合材制备及性能 13
2.2 高钛矿渣基复合掺合料制备及性能 17
2.2.1 高钛矿渣-钢渣-硅灰复合掺合料 17
2.2.2 高钛矿渣-建筑垃圾复合掺合料 44
参考文献 57
第3章 高钛矿渣骨料制备普通湿拌砂浆技术 59
3.1 原材料性质 59
3.2 高钛矿渣砂普通湿拌抹面砂浆的制备及性能 62
3.2.1 配合比确定 62
3.2.2 新拌性能及硬化性能 69
3.2.3 耐久性 80
3.3 高钛矿渣砂普通湿拌砌筑砂浆的制备及性能 82
3.3.1 基础配合比 82
3.3.2 新拌性能及硬化性能 88
3.3.3 配合比的确定及其耐久性 92
3.4 高钛矿渣砂普通湿拌地坪砂浆的制备及性能 94
3.4.1 基础配合比 94
3.4.2 新拌性能及硬化性能 100
3.4.3 耐久性 103
参考文献 104
第4章 高钛矿渣免烧陶粒制备轻集料混凝土技术 106
4.1 原材料性质 106
4.2 碱激发高钛矿渣胶凝材料设计及性能 107
4.3 碱激发高钛矿渣陶粒制备及性能 112
4.4 碱激发高钛矿渣陶粒轻集料混凝土制备及性能 120
参考文献 128
第5章 高钛矿渣骨料制备轻质高强混凝土技术 130
5.1 原材料及实验方法 130
5.2 高钛矿渣轻质高强混凝土制备及性能 133
5.2.1 配合比设计 134
5.2.2 力学性能 139
5.2.3 水化特征及微观结构 141
5.2.4 体积稳定性 150
5.2.5 耐久性 153
参考文献 156
第6章 高钛矿渣制备超高性能混凝土技术 157
6.1 原材料及实验方法 157
6.2 高钛矿渣作细骨料制备超高性能混凝土技术 161
6.2.1 TS-UHPC的配合比设计 162
6.2.2 TS-UHPC的力学性能 166
6.2.3 TS-UHPC的水化特征与微观结构 167
6.2.4 TS-UHPC的体积稳定性 171
6.2.5 TS-UHPC的耐久性 181
6.3 高钛矿渣作细骨料和掺合料制备超高性能混凝土技术 186
6.3.1 配合比设计 187
6.3.2 Z-UHPC和S-UHPC的工作性能与力学性能 188
6.3.3 Z-UHPC和S-UHPC的水化特征与微观结构 189
6.3.4 Z-UHPC和S-UHPC的耐久性 194
6.4 全钛超高性能混凝土制备及性能 196
6.4.1 UHPC-CA的配合比设计 197
6.4.2 UHPC-CA的工作性能与力学性能 200
6.4.3 UHPC-CA的耐久性 203
6.5 高钛矿渣骨料与水泥浆体的相互作用机制 205
6.5.1 高钛矿渣骨料与水泥浆体的界面结构 205
6.5.2 高钛矿渣骨料与水泥浆体的物理作用机制 208
6.5.3 高钛矿渣骨料与水泥浆体的化学作用机制 210
6.5.4 高钛矿渣高性能混凝土的浆-骨界面作用机制 214
参考文献 215
第7章 高钛矿渣骨料制备多孔、大孔混凝土技术 219
7.1 原材料及实验方法 219
7.1.1 原材料 219
7.1.2 实验方法 220
7.2 高钛矿渣骨料制备泡沫混凝土技术 222
7.2.1 泡沫混凝土配合比设计及性能 222
7.2.2 膨润土对高钛矿渣膨珠泡沫混凝土性能的影响 224
7.3 高钛矿渣骨料制备透水混凝土技术 228
7.3.1 水胶比对透水混凝土性能的影响 228
7.3.2 骨料粒径对透水混凝土性能的影响 228
7.3.3 目标孔隙率对透水混凝土性能的影响 229
7.3.4 砂率对透水混凝土性能的影响 230
7.3.5 矿物掺合量对透水混凝土性能的影响 230
7.4 高钛矿渣骨料制备空心砖技术 231
7.4.1 水胶比对空心砖性能的影响 231
7.4.2 胶凝材料对空心砖性能的影响 232
7.4.3 成型工艺参数对空心砖性能的影响 233
7.4.4 高钛矿渣膨珠粒径对空心砖基体材料性能的影响 234
参考文献 235