钢渣替代细集料配制水泥砂浆的试验研究-材料学专业论文.docxVIP

西安建筑科技大学硕士论文 西安建筑科技大学硕士论文 ①钢渣水泥 ①钢渣水泥 2 业也呈现出跳跃式发展的态势，钢产量近儿年不断提高。钢渣是炼钢过程中排 出的主要废渣之一，其排放量约占阻钢产量的 15% 20%(41。作为炼钢工艺流 程的衍生物一一钢渣，随着钢产量的提高而年产量不断递增 。近100 多年来， 全世界钢厂生产的钢渣多达数亿吨。据必威体育精装版资料统计，仅 2005 年一年，全世界 产钢 10 亿 t，新增钢渣10.亿 t 1.5 亿 tl匀。 2006 年，这个数字还在增加。旧渣 无法消化，新渣不断增生。这个问题不仅成为影响我国乃至世界钢铁产业可持 续发展的一道难题，而且严重污染环境，将带给人类 巨大的生态灾难。因此， 积极开发和应用先进有效的技术，合理化、资源化地提高钢渣的利用率，开辟 ~条钢渣利用新途径 ，为钢铁产业的可持续发展，为保护环境 、保护地球这人 类共有家园作出贡献成为当务之急。钢渣的综合利用一 旦取得关键性的突破， 这些积存和新增的钢渣，就几乎成了取之不尽，用之不竭的 宝贵资源和低成本 的原料。 目前，钢渣的利用途径有内循环和外循环两种。内循环 指钢渣在钢铁企业 内部利用，作为烧结矿的原料和炼钢的返回料。钢渣的外循环主要是指用于建 筑建材行业闷。 (1)钢渣的内循环利用 钢渣返烧结主要是利用钢渣中的残钢、氧化铁、氧化镇、氧化钙、氧化锚 等有益成分，而且可以作为烧结矿的增强剂，因为它本身是熟料，且含有一定 数量的铁酸钙，对烧结矿的强度有 一定的改善作用，另外转炉渣中的钙、镇均 以固溶体形式存在，代替溶剂后，可降低溶剂(石灰石、白云石、菱镇石)消耗， 使烧结过程碳酸盐分解热减少，降低烧结固体燃料消耗。 钢渣在钢铁企业内部的循环利用历来受到重视和普遍采用，配加转炉渣的 烧结矿可改善高炉的流动性，增加铁的还原产量。但是配矿工艺对返烧结有影 响，过度使用会造成磷等有害元素的富集:配加转炉渣的烧结矿品位、碱度有 所降低。研究表明， 当高炉炉料使用 100% 自熔性球团矿时， 5%转炉渣作为溶 剂加入会引起高炉运行不畅 ，原因是明显影响球团矿的软熔特性，增大软熔温 度间隔 ，使炉渣粘性有增大趋势。另外钢渣的成分波动较大，烧结配矿时要求 钢渣各种氧化物成分波动全 2% ，粒度要求一般小于 3mm ，钢渣在成分上很难 满足要求，对钢渣破碎和筛分的要求也高。 由于这些不利因素存在，尤其是各大钢铁公司普遍采用富矿冶炼，推行精 料入炉方针，同时要求炼钢和炼钢 工序的能耗和材料消耗指标不断降低，致使 返回烧结利用的钢渣量越来越低。 (2)钢渣的外循环利用 钢渣的外循环利用主要是在建筑建材行业领域，主要应用方面有: 制渣中含有与硅酸盐水泥熟料相似的硅酸 二钙(C2S)和硅酸三钙 (C3S). 高碱 度转炉钢渣中二者的质量分数在 50% 以上，中、低碱度的钢渣中主要为硅酸二 钙(C2S)。钢渣的生成温度在1560C 以上，而硅酸盐水泥熟料的烧成温度 在 1400 ℃左右。铜渣的生成温度高，结晶致密 ，晶粒较大 . 7.K化速度缓慢。因此，可 将钢渣称为过烧硅酸盐水泥熟料 。以钢渣为主要成分，加入一定量的其他掺合 料和适量石膏，经磨细而制成的水硬性胶凝材料，称为钢渣水泥。生产钢渣水 泥的掺合料可用矿渣、沸石、粉煤灰等。为 了提高水泥的强度，有时还可加入 质量不超过20%的硅酸盐水泥熟料。根据加入掺合料的种类，钢渣水泥可分为 钢渣矿渣水泥、制渣浮石水泥和钢渣粉煤灰水泥等。铜渣水泥的生产工艺简单， 由原料破碎、磁选、烘干、计量配料、粉磨和包装等工序组成。目前 ，国内生 产的钢渣水泥强度等级为 325、425 号，可用于民用建筑的梁、板、楼梯、砌块 等方面:也可用于工业建筑的设备基础、吊车梁、屋面板等方面。另外，钢渣 水泥具有微膨胀性能和抗渗透性能，广泛应用 在防水混凝土工程方面。 ②替代部分水泥作混凝土掺合料 目前，磨细钢渣掺合料完全可取代部分水泥应用在泵送混凝土中。该掺合 料不仅对水泥适应性好，同时还可改善 泵送混凝士拌合物粘聚性、减小摩擦力、 降低泵压等，同时可提高硬化混凝土的密实性、强度和抗渗性、抗冻性、抗碳 化性及混凝土耐久性等(7)。 另外，钢渣粉可取代部分水泥，与粉煤灰 L 水泥和钢渣粗集料配制的混凝 土，当配比选择适宜，完全可替代常规混凝土 ，用于建筑工程和基础工程，从 而降低工程造价。 ③筑路与回填料 钢渣碎石具有比重大，抗压强度高，磨损率小，耐腐蚀，与沥青结合率高 等特点，因此现已将大量的钢渣与炉疆、粉煤灰和粘土混合使用 ISI ，广泛用于 铁路、公路路基和回填料。近年来出现了钢渣粉煤灰和石灰配制料在道路基层 中的应用:钢渣矿粉细集料在混凝土面层中的应用;钢渣微粉和水泥掺合料在 城市道路混