固废粉体活化改性制备预制构件专用掺合料技术

本书围绕固体废弃物资源化利用的国家重大需求，系统阐述了固废粉体复合掺合料的活化改性技术及其在混凝土预制构件中的应用方法。结合“双碳”战略背景和水泥工业减排需求，深入分析传统矿物掺合料面临的资源短缺问题，提出以多源固废为基础，通过物理-化学复合激发手段提升其潜在活性，实现高效胶凝性能匹配与掺合体系优化。重点介绍了适用于预制混凝土构件的专用复合掺合料设计策略，包括颗粒级配调控、多元协同激发、化学成分调配等关键技术，构建了覆盖从原料评价、活化处理、性能调控到工程应用的完整技术体系。针对装配式建筑构件对材料性能的特殊要求，提出了高性能、低碳、绿色掺合料的应用解决方案，突破了工业固废在装配式混凝土中掺量低、适应性差的瓶颈。本书内容兼顾理论研究与工程实践，具备较强的系统性与应用价值，可为推动固废高值化利用、促进绿色建材技术发展提供重要参考。本书适合从事水泥基材料、绿色建材、装配式建筑、固废资源化利用等相关领域的科研人员、工程技术人员、研究生阅读，也可供建材企业、高校和科研院所从事预制混凝土与固废利用技术研发的专业人士参考使用。

“国家万人计划领军人才”教学名师，国家重点研发计划首席科学家，教育部新世纪优秀人才，霍英东教育基金会高等院校教育教学一等奖获得者，辽宁“最美科技工作者”，辽宁省百千万人才工程领军人才、辽宁省教学名师、辽宁省“百千万人才工程”百人层次、辽宁省巾帼建功标兵，沈阳市杰出人才。

目录
丛书序一
丛书序二
丛书前言
前言
第1章 绪论 1
1.1 固废资源化利用研究现状 1
1.2 固废粉体活化改性技术研究现状 2
1.2.1 机械活化 2
1.2.2 化学活化 3
1.2.3 热活化 4
1.3 固废粉体颗粒群协同辅助提升胶凝性能研究现状 4
1.4 预制构件用复合掺合料制备技术研究现状 5
1.4.1 超细矿物掺合料技术 5
1.4.2 复合掺合料与功能型化学外加剂的协同机制 6
1.5 本书研究内容 6
第2章 多元固废粉体活化改性制备掺合料技术 8
2.1 原材料性质 8
2.1.1 水泥 8
2.1.2 矿渣 9
2.1.3 磷渣 10
2.1.4 钢渣 11
2.1.5 铁尾矿 12
2.1.6 陶瓷粉 13
2.1.7 锂渣 14
2.1.8 粉煤灰 15
2.1.9 铁矿废石粉 18
2.1.10 标准砂 19
2.2 试验方法与测试手段 19
2.2.1 试验方法 19
2.2.2 测试手段 20
2.3 单一固废粉体活性指数 22
2.4 铁尾矿基固废粉体掺合料的活性激发研究 24
2.4.1 铁尾矿活性激发 24
2.4.2 化学激发剂对铁尾矿基多元固废粉体掺合料活性的影响 28
2.4.3 化学激发剂对铁尾矿基多元固废粉体掺合料的活化机理分析 34
2.5 油页岩渣化学激发研究 39
2.5.1 化学激发剂对油页岩渣水化产物的影响 40
2.5.2 化学激发剂对油页岩渣活性的影响 43
2.5.3 化学激发剂对油页岩渣结构的影响 44
2.6 碱性化学激发剂对矿渣-钢渣胶凝体系性能的影响 47
2.6.1 熟石灰和石灰-硫酸钠激发剂对矿渣-钢渣胶凝体系抗压强度的影响 48
2.6.2 熟石灰和石灰-硫酸钠激发剂对矿渣-钢渣胶凝体系工作性能的影响 49
2.6.3 熟石灰及石灰-硫酸钠激发矿渣-钢渣胶凝体系的水化机理分析 50
2.7 生物改性及纳米颗粒对粉煤灰活性的影响及其机理分析 53
2.7.1 胶质类芽孢杆菌对粉煤灰的生物改性 53
2.7.2 生物改性粉煤灰的理化特性与反应活性 54
2.7.3 纳米颗粒对生物改性粉煤灰-水泥基复合材料活性的影响 64
2.8 小结 67
第3章 固废粉体颗粒群协同辅助提升胶凝性能的匹配优化研究 69
3.1 二元固废掺合料活性指数 69
3.1.1 铁尾矿-磷渣复掺的活性指数 69
3.1.2 铁尾矿-钢渣粉复掺的活性指数 70
3.1.3 铁尾矿-锂渣复掺的活性指数 71
3.1.4 铁尾矿-铁矿废石粉复掺的活性指数 72
3.1.5 铁尾矿-陶瓷粉复掺的活性指数 73
3.1.6 钢渣-锂渣复掺的活性指数 74
3.2 三元固废掺合料活性指数 75
3.2.1 铁尾矿-磷渣-锂渣复掺的活性指数 75
3.2.2 铁尾矿-磷渣-铁矿废石粉复掺的活性指数 76
3.2.3 铁尾矿-磷渣-陶瓷粉复掺的活性指数 77
3.2.4 铁尾矿-钢渣粉-锂渣复掺的活性指数 78
3.2.5 铁尾矿-钢渣粉-矿渣复掺的活性指数 79
3.2.6 铁尾矿-钢渣粉-陶瓷粉复掺的活性指数 80
3.2.7 钢渣-粉煤灰-锂渣复掺的活性指数 81
3.2.8 钢渣-粉煤灰-磷渣复掺的活性指数 81
3.2.9 钢渣-磷渣-锂渣复掺的活性指数 82
3.3 铁尾矿基掺合料协同水化增强机理 83
3.3.1 铁尾矿基掺合料活性指数对比分析 83
3.3.2 铁尾矿基掺合料化学组成相关性及协同水化增强机理分析 85
3.3.3 铁尾矿基掺合料粒度特征与活性指数的相关性分析 87
3.3.4 铁尾矿基掺合料28d未水化率分析 87
3.3.5 铁尾矿基掺合料孔结构分析 88
3.4 钢渣-锂渣掺合料协同水化机理 90
3.4.1 钢渣-锂渣掺合料的溶解特性 90
3.4.2 钢渣-锂渣掺合料净浆的X 射线衍射分析 91
3.4.3 钢渣-锂渣掺合料净浆的热重分析 92
3.4.4 钢渣-锂渣掺合料净浆的红外光谱分析 94
3.4.5 钢渣-锂渣掺合料净浆的微观结构分析 95
3.4.6 钢渣-锂渣掺合料净浆的孔隙结构分析 96
3.4.7 钢渣-锂渣掺合料协同水化机理总结 99
3.5 掺油页岩渣复合掺合料的活性指数与水化特征 101
3.5.1 试件制备与测试流程 101
3.5.2 油页岩渣-粉煤灰复合掺合料的活性指数与水化特征 103
3.5.3 油页岩渣-电石渣复合掺合料的活性指数与水化特征 105
3.5.4 油页岩渣-脱硫石膏复合掺合料的活性指数与水化特征 107
3.5.5 油页岩渣-白泥复合掺合料的活性指数与水化特征 110
3.6 钢渣-烧结烟气脱硫灰复合胶凝材料的性能与水化硬化机理 112
3.6.1 烧结烟气脱硫灰的化学成分与矿物组成 112
3.6.2 烧结烟气脱硫灰、钢渣粉及其复合胶凝材料新拌浆体的工作性能 113
3.6.3 烧结烟气脱硫灰-钢渣粉复合胶凝材料的抗压强度 116
3.6.4 烧结烟气脱硫灰-钢渣粉复合胶凝材料的水化产物组成、形貌及孔结构 117
3.7 矿相调整对钢渣-烧结烟气脱硫灰基全固废胶凝材料水化硬化的影响 121
3.7.1 矿相调整对抗压强度的影响 122
3.7.2 矿相调整对水化产物组成的影响 123
3.7.3 矿相调整对水化产物微观形貌与孔结构的影响 125
3.7.4 矿相调整对水化放热的影响 128
3.8 化学激发对钢渣-烧结烟气脱硫灰基全固废胶凝材料水化硬化的影响 129
3.8.1 化学激发对抗压强度的影响 129
3.8.2 化学激发对水化产物组成的影响 130
3.8.3 化学激发对水化产物微观形貌与孔结构的影响 132
3.8.4 化学激发对水化放热的影响 134
3.9 小结 135
第4章 预制构件用高强特种复合掺合料制备技术 137
4.1 高强特种复合掺合料原材料选材与激发技术研究 137
4.1.1 原材料性能 137
4.1.2 试验方法 142
4.1.3 高强特种复合掺合料激发技术 143
4.1.4 高强特种复合掺合料原料选材及其质量控制 152
4.2 预制构件用高强特种复合掺合料产品开发 152
4.2.1 高强特种复合掺合料活性提升技术 152
4.2.2 激发剂对掺合料活性的激发机理分析 159
4.2.3 高强特种复合掺合料产品开发 160
4.3 高强特种复合掺合料在预制构件中的应用研究 164
4.3.1 高强特种复合掺合料用于装配式预制构件混凝土 164
4.3.2 高强特种复合掺合料用于预制构件混凝土的生产技术 169
4.4 小结 170
第5章 适合用于预制构件混凝土的固废粉体掺合料产业化生产技术 171
5.1 固废粉体掺合料制备及应用技术 171
5.1.1 固废粉体掺合料制备技术 171
5.1.2 固废粉体掺合料应用技术 176
5.2 多固废协同制备高品质矿物掺合料的技术集成与工程示范 181
5.2.1 掺合料工业化生产工艺设计 181
5.2.2 球磨机内部结构改造 183
5.2.3 掺合料比表面积动态调控技术 184
5.2.4 掺合料复合化生产示范线 184
5.2.5 示范线掺合料成品性能指标 185
5.3 小结 188
第6章 工业固废粉体复合协同辅助胶凝制备泡沫混凝土 189
6.1 利用固废复合粉体制备碱激发泡沫混凝土 189
6.2 固废碱激发泡沫混凝土料浆性能 190
6.3 固废碱激发泡沫混凝土吸水率 192
6.4 固废碱激发泡沫混凝土物理力学性能 193
6.4.1 湿密度/干密度 193
6.4.2 导热性能 194
6.4.3 力学性能 196
6.5 小结 200
参考文献 201