钢渣的机械力化学效应研究-材料学专业论文.docxVIP

摘要钢渣是钢铁生产的副产品。随着钢铁工业的发展，钢渣的数量同益增多，给环境造 摘要 钢渣是钢铁生产的副产品。随着钢铁工业的发展，钢渣的数量同益增多，给环境造 成的污染只益严重并且占用大量土地，因而对钢渣的处理就显得很有必要。钢渣是炼钢 时经过高温熔融形成的工业废渣，其熔融温度高于水泥熟料的烧成温度，大约1600’C左 右，在如此高温下形成的矿物一般结晶发育完整、结构致密、结晶粗大等，导致矿物活 性下降，因此要对钢渣进行处理就必须对其潜在的活性进行激发。 随着机械力化学作为化学的--f-I独立分支而提出来，以及在理论上的F1益成熟，机 械力化学在实践中得到广泛应用，尤其是粉碎机械力化学的发展更为空前，而且由此产 生的机械力化学效应能对物质的潜在活性起到激发作用。机械力化学效应过程其实就是 物质的物理化学性质变化的过程，主要表现为固体物质的形态、结构以及物理化学性质 的变化。 本文研究的内容之一是钢渣的机械力化学变化，通过一系列分析测试手段进行表 征。采用NSCK，1光透式粒度分析仪进行粒度测定发现，在粉碎的初期，颗粒迅速细化， 粉磨到一定时间时因为团聚表观粒度又变粗．随着粉磨时间的继续延长，其粒度变化不 大，达到了细化与团聚的粉磨平衡阶段；通过测定其密度变化可以看出随着粉磨的进行， 由于晶粒尺寸不断减小，颗粒表面逐渐无定形化，从而使得非晶态层逐渐变厚，这样导 致其密度下降，但粉磨到一定时问时发生团聚以及机械力的挤压、捏合等作用又使得密 度回升；通过XRD分析发现，其结晶程度下降，说明钢渣经过机械力研磨后其晶体结 构遭到破坏；通过SEM、TEM、HRTEM电镜相可以发现，钢渣经过行星磨球廉之后， 其表观形貌、颗粒大小、晶体结构均发生了明显的变化；通过FI—IR分析可以发现其价 键振动加剧，甚至发生化学键的断裂而形成不饱和键：通过DSC-TG测试分析可以发现 其热学性质的变化，结果表明钢渣经过行星磨机械研磨之后，其反应程度加大了，即使 得反应更容易进行。 本文研究的另外一个内容是通过胶凝性能实验，探讨钢渣粉磨的机械力化学效应对 钢渣性能的影响。通过对比钢渣经过行星磨球磨和未经行星磨球磨的抗压强度结果，可 以发现钢渣经过球磨之后，其水化性能大大提高，表现为抗压强度上的显著增长，宝钢 钢渣的3d、7d和28d抗压强度由未经行星磨球磨的O．392MPa、5．88 MPa和12．936 MPa 分别增长到粉磨到5h的23．1 77 MPa、23．814 MPa和28．322 MPa，菜钢钢渣经过行星磨 球磨之后其各龄期抗压强度均大幅度增长，这就表明机械力化学效应对钢渣的活性有显 球磨之后其各龄期抗压强度均大幅度增长，这就表明机械力化学效应对钢渣的活性有显 著的影响。除了施加机械力的方法可以激活钢渣以外，通过化学方法也可以激发钢渣的 活性，本文通过掺入一定量的泡花碱(Na2Si03·9H20)对钢渣进行双重激发，通过净 浆小试体抗压强度实验，可以发现其各龄期抗压强度均有一定的增长，说明碱对钢清有 一定的激发效果，并且通过对钢矿渣复合物进行净浆小试体实验可以发现，机械力和碱 的双重激发依然有明显的效果。最后通过因素水平分析得出通过行星磨的机械力粉磨产 生的机械力化学效应是影响钢渣水化性能的主导因素。 关键词： 机械力化学钢渣抗压强度碱激发 II ABSTRACTSteel ABSTRACT Steel slag is a kind of byproduct during steel—making．With the development of the iron and steel industry,the quantities of the steel slag become more and moIe and engross a mass of ground，SO it is very essential to deal with the steel slag．The steel slag is a kind of industrial waste residue during steel—making by high temperature melting，its melting temperature is higher than the burning temperature of the cement clinker about 1 600。C， Because of SO high temperature，the mineral is integrate crystallization growth、structure compact and crystallization bulky,SO the mineral capabil