低炭素フェロクロムスラグ顆粒の爆風炉スラグ複合材料セメント材料の調製と水分補給メカニズム

低炭素フェロクロムスラグ（LCFS）は、炭素フェロクロ合金製錬プロセスからの冶金廃棄物スラグです。高炭素フェロクロムスラグと比較して、LCFSにはセメント質材料として大きな可能性があります。2種類のスラグの化学組成はまったく異なります。この研究では、主要な原料として低炭素フェロクロムスラグとグラニュレートブラスト炉スラグ（GBFS）を使用する複合セメント材料が準備されています。スチールスラグ泥（SSM）および煙道ガス脱硫石膏（FGDG）が活性化因子として使用されます。複合セメント質材料の圧縮強度の多様性ルールを見つけるために、3因子の3レベルのボックスベンケン設計を使用して、LCFSコンテンツ、GBFSコンテンツ、およびウォーターバインダー比の議論を行います。さらに、LCFS-GBFS複合材料セメント材料の水和特性は、多技術的な微細構造の特性に基づいて、水分補給製品、微小移動、および水和の程度の観点から研究されています。結果は、LCFS-GBFS複合セメント材料の圧縮強度が、単一因子と2つの因子の相互作用によって大きく影響を受けることを示しています。3、7、および28日のモルタルサンプルの機械的特性は、LCFS-GBFS-SSM-FGDG比が3：5：1：1である場合、それぞれ26.6、35.3、および42.7 MPaです。0.3です。LCFS-GBFS複合セメント材料の水和生成生成物は、主にアモルファスゲル（C-S-Hゲル）、エトリンガイト、およびCa（OH）2です。LCFSコンテンツの増加により、より多くの水分補給製品が生成され、セメント系システムの微細構造がよりコンパクトになり、圧縮強度に寄与します。この研究の結果は、LCFS-GBFS複合セメント材料の開発のための予備的な理論的基盤を提供し、建設業界での適用の実現可能性を促進することができます。深い水分補給メカニズム分析とエンジニアリングアプリケーションは、将来的に研究する必要があります。

Low carbon ferrochrome slag (LCFS) is the metallurgical waste slag from the carbon ferrochrome alloy smelting process. Compared with high carbon ferrochrome slag, LCFS has great potential as cementitious material; the chemical compositions of the two types of slag are quite different. In this research, composite cementitious materials are prepared which use low carbon ferrochrome slag and granulated blast furnace slag (GBFS) as the main raw material. Steel slag mud (SSM) and flue gas desulfurization gypsum (FGDG) are used as the activator. In order to find the variety rule of compressive strength on the composite cementitious materials, a three-factor three-level Box-Behnken design is used to discuss the following independent variables: LCFS content, GBFS content, and water-binder ratio. Moreover, the hydration characteristics of the LCFS-GBFS composite cementitious materials is studied in this paper in terms of hydration product, micromorphology, and hydration degree, based on multi-technical microstructural characterizations. The results show that the compressive strength of the LCFS-GBFS composite cementitious materials is significantly affected by single factors and the interaction of two factors. The mechanical property of the mortar samples at 3, 7, and 28 days are 26.6, 35.3, and 42.7 MPa, respectively, when the LCFS-GBFS-SSM-FGDG ratio is 3:5:1:1 and the water-binder ratio is 0.3. The hydration products of LCFS-GBFS composite cementitious materials are mainly amorphous gels (C-S-H gel), ettringite, and Ca(OH)2. With the increase of LCFS content, more hydration products are generated, and the microstructure of the cementitious system becomes more compact, which contributes to the compressive strength. The results of this research can provide a preliminary theoretical foundation for the development of LCFS-GBFS composite cementitious materials and promote the feasibility of its application in the construction industry. Deep hydration mechanism analysis and engineering applications should be studied in the future.