免烧高炉水渣水泥的试验研究.doc

免烧高炉水渣水泥的试验研究 西安建筑科技大学 王福川 张林绪 北京市建筑工程研究院 安明豁 摘要介绍r利用陕两省韩城铰J和首都俐铁公td的高炉水渣，采用复台矿渣活性激发剂．在用渣量达80％ 以}二的条件下，配制425。--5254免烧节能型水泥的试验方泣、内容和结果。【F交试验表唰，采用最优复台 活性激发剂时，日f配制 r{能符台周家标准要求的525芷型水泥。用垃水泥削制的混凝十性能优良。 关键词 高炉水壶．免烧节能型孵泥：矿j查活性激发组分 高炉炼铁的基本原理是高温F将氧化铁还原成金属铁，并将矿i冲的SiO：、AI：03等 杂质与外加的Ii灰等熔荆成分化台成矿渣从铁水中分离出米．矿渣的水硬性不仅荆I本身的 化学成分有关(主要指CaO、AI!O，和MgO等氧化物)而且在根人}{度上取决予山部微观 结构——即玻璃体禽鲑的多少。将熔融态的矿渣用水或压缩空气急剧冷却使其微观结构“玻 璃化”，所得到粒状矿淹卸为通常所说的高炉水渣。 每生产1t生铁约排放O．6 t矿淹．据不完全统计，我国每年排渣鼙高选3000万吨以上， 从全国范同来讲，仍有一、r以上的高炉水淹朱得到充分利}H，这些废渣的排放、堆积不仅 消耗大鼙人力，财力，而且也污染环境。 本研究的目标是以高炉水渣作为主体原料(掺淹姑80％以上)。掺入复合活性激发削， Hj简单的粉磨一混合I：艺(即省去高温焙烧l：序)配制425‘--5254打能啦，K泥。 1原材料 (1)本研究选抒二种不同．诮质的高炉水渣，其化学成分如丧1，幽l为X一射线衍射幽。 表1 高炉水淹的化学成分(％) 原材柑 Si02 A】!O； Fo!O， CaO MgO MnO TiO、 碱忡系数 质量系数 韩城铁l水渣 32 40 5 24 2 4I 40 26 4 76 O 98 0 20 0 930 795 首制水渣 35 38 11 08 99 37．1 5 12 08 0 56 j 060 678 表1中的碱性系数、质培系数为从化学成分计算而得的评价矿渣活性的参数，即 碱性系数 ．． CaO％+．～辔o％ M。。磊币再面万甄 质鲑系数 K：：．C—．a．．O．——％．——，+———M，——g——O——％—、．。+，，．A．。L，—．Q．．。—％— ＆()，％+．1如0％+『『0，％ 1 33  _二赴。。i曩蠢麓基基小R赴。耋出!基麓曼醴趟喾越 图1 韩城铁厂及首都钢铁公司水淬矿渣x-射线衍射圈 一股根据碱性系数的人小将矿渣分为碱性矿渣(Mo1．0)、中性矿渣(Mo=1．0)、酸 性矿渣(Mo1．0)。表中数据表明：首钢水渣为碱性矿渣，韩城水渣为弱酸性矿渣· 质量系数K为矿渣中活性组分与非活性组分的比值，一般认为质量系数越火，矿渣 的活性越高。 物相分析表明，韩城铁厂高炉水渣中玻璃体含量仅为65％，另外含有30％左右的钙 黄长石及4％的赤铁矿：而首钢的高炉水渣则含有90％以上的玻璃休，从而具有较高的化 学活性。 经测定：韩城和首钢水渣的抗压强度比分别为0．75和0．78．这进一步验证了物相分 析的结果。 (2)复合活性激发剂，为了确定复台活性激发剂的配方．我们采用了四种活性激发 组分A(复合硅酸盐)、B(硫酸盐)、C(碱组分)、D(碳酸盐)。 2复合活性激发剂配方的试验研究及结果分析 (1)以活性激发组分A、B、C、D构成的复合活性激发荆试验 试验研究采用了正交设计，以A、B、C、D纽分为影响冈素，每个因素三个掺越水平， 各复合活性激发剂的组分ffotL如表2。表3为A、B激发组分对胶砂强度影响的极差分析- 圈2为不同因素各水平对矿渣活性激发程度影响的规律。 由表2、3-J-女H，RBRA，即B组分对矿渣活性的激发作用火于A组分，幽2表明，B 组分的掺量与强度有十分明显的相关性，即掺鼙在一定范同内，不可过火或过少。 D。配比的试件强度表明：掺入适鼙的D活性组分，具有较为明显的激发效果．尤其 对水化早期。 134  表2 A、B活性激发纲分nE制的胶砂试件配合比及强度 矿渣 标准砂 水 抗压强度／MPa 抗折强度／MPa 编0 惶 A封1分 B红【分 ／g ／mI 7d 28d 7d 28d Dl 313 2 al bl 900 159 18】4 26 20 4 65 6 45 D2 306