粉煤灰综合利用 2011NO.1FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION
钢渣活性激发及其机理的研究进展 Research Advance on Aetivation and Mechanism of Steel Slag Activity
施惠生"²,黄昆生”,吴凯²,郭晓璐12 (1.同济大学先进土木材料教育部重点实验室,上海201804; 2.同济大学环境材料研究所上海201804)
摘要:钢渣是炼钢时的副产品,具有和水泥熟料相类似的矿物和化学组成,因此具有潜在的活性。
本文介绍了目 前4种主要的钢渣活性激发方法,即预激发、物理激发、化学激发以及热力学激发。
并详细地分析了各种方法的激发机 理,及重点阐述了碱激发和酸激发的激发效果。
最后做出预测:未来应着重采用物理和化学相结合的方法对钢渣活性进 行激发。
关键词:钢渣:活性:激发剂;机理 中国分类号:X757文献标识码:A文章编号:1005-8249(2011)01-0048-06 钢渣是生产锅铁时的副产品。
我国是世界钢铁生1钢渣的潜在活性及其表征方法 产第一大国,每年产生的钢渣大约为钢产量的10%~ 12%。
钢渣是在冶炼过程中由于石灰、萤石等造渣材钢渣按冶金方法可分为:转炉钢渣、电炉钢渣和平 料的加人,炉衬的浸蚀以及铁水中硅、铁等物质氧化而炉钢渣。
受钢渣生成以及炼钢工艺等因素的影响,钢 成的复合固溶体。
国内外[钢渣利用率存在着较渣的化学成分含量也会随之不同。
钢渣的主要化学组 大的差异,世界主要钢渣生产国家的钢渣综合利用情成见表2[14-6]。
况如表1。
表2钢渣的主要化学组成/% 表1世界上主要钢渣生产国钢渣综合利用情况CaOSiOAlO,FeOMgOPOsFeO 国家澳大利亚加拿大德国日本美国法国中国45~6010~151-57-203~131~43~9 利用率/%9175991009810050~60 很多研究表明钢渣中含有与硅酸盐水泥熟料 由表1可知,我国与西方等发达国家相比,钢渣的相似的硅酸二钙(CS)和硅酸三钙(C,S),且钢渣中两 综合利用率还有很大的差距。
国内很多学者已经将磨者含量在50%以上。
众所周知,硅酸盐水泥的活性主 细后的钢渣微粉应用于建筑材料当中,但是整体的利要来源于硅酸二钙(CS)和硅酸三钙(C,S),由于钢渣 用率却不高。
钢渣之所以没有大量被用于土木建筑当具有和硅酸盐水泥相同的活性矿物组成,所以钢渣具 中,主要是因为钢渣较矿渣等冶金渣较难研磨以及自有较大的潜在活性。
采用快速养护方法可测定钢渣的 身的活性较低等原因。
所以利用各种方法激发钢渣活自身水硬性,试验结果也发现钢渣确实具有一定的水 性生产低碳水泥等建筑材料,一方面可以节约能耗;另硬性[”。
一方面也符合国家的可持续发展战略。
因此钢渣的活如前所述,钢渣的成分受炼钢工艺等因素的影响, 性激发研究具有重大的现实意义。
其水化活性会有高低之分。
一般来说,转炉渣活性要 大于电炉渣,氧化渣要大于还原渣,对原钢渣(即未处 收稿日期:2010-12-07理的钢渣),一般用钢渣的碱度系数R作为衡量钢渣 48 万方数据
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活性的指标。
通常按碱度不同,分为低碱度渣2.2钢渣活性的物理激发 (R2.5)。
钢渣碱度越高,活性越大;陈平等"人对械方法提高钢渣的细度,从而达到激发钢渣活性的目 于物理活化方法处理的钢渣,用钢渣微粉的勃氏比表的。
众所周知,钢渣的细度越大,钢渣活性被激发出来 面积来表征其活性;对化学激发处理的钢渣,用胶砂强的速度也就越快。
将不同细度的钢渣与其它原料混合 度活性指数(K)来表征钢渣的活性见式(1)。
粉磨相同时间制得的钢渣水泥性能见表3。
由表3 K=R/R x100%(1)可知:当钢渣的比表面积提高到314.4㎡/kg时,标准 式中:R-掺30%钢渣胶砂试块28d抗压强度;稠度用水量稍微增加,凝结时间逐渐缩短,3d、28d抗 Rs一未掺钢渣胶砂试块28d抗压强度。
压强度大幅度提高,且随着比表面积的继续增大,其3 2钢渣的活性激发d和28d强度会继续增加,只是增加的幅度变缓。
表3钢渣细度对钢渣水泥性能影响 钢渣具有和水泥熟料相类似的矿物组成,所以具凝结时间抗压强度抗折强度 有潜在的水硬性。
但是其与粉煤灰、矿渣等工业废渣试样钢渣的比表水泥的比表需水量/mMPaMPa 相比,其矿物品体生长发育较大、晶粒致密、晶格稳定、号面积/m²/Kg面积/m2/kg/%初凝终凝3d2...