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钢渣用作水泥基材料的问题研讨

摘要:碱度在1.6以上的钢渣是一种具有一定水化活性,又在不同程度上存在风化膨胀不稳定性的矿物集合体,将其用作水泥基材料的关键是活性的开发与膨胀的抑制。在现有研究的基础上,对钢渣用作水泥基材料时体积膨胀的诱因与抑制措施、钢渣活性的激发等问题进行了较为详细的探讨。认为对钢渣采用机械活化与化学激活并举的措施不失为一条有效的途径。

关键词:钢渣;水泥基材料;安定性;胶凝活性中图分类号:TQ172.4

InvestigationonApplyingSteelSlagtoCementbasedMaterials

ZHUMing,HUShuguang,DINGQingjun

(KeyLaboratoryforSilicateMaterialsScienceandEngineeringofMinistryofEducation,

WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China

Abstract:Steelslagofalkalinityabove1.6isakindofmineralaggregation,withproperhydrationactivityandunsteady

rottenexpansion,thekeyuseofitincementingmatrixisthedevelopmentofactivityandtherestraintofexpansion.Basedonexistingresearch,thisstudypresentthefollowingproblemsindetails:atheinducementandrestraintmeasuresofvoluminalexpansionwhensteelslagwasusedincementingmatrix,andbthemotivationofsteelslagactivity.Thestudyindicatedthemechanicalactivationandthechemicalactivationusedinsteelslagareeffectivemeasures.

Keywords:steelslag;cementingmatrix;stability;cementitiousactivity

收稿日期:20050328.

作者简介:朱明(1960,男,副教授.Email:zhuming04@

钢渣是炼钢时产生的一种工业废渣,一般为粗钢产量的12%~20%。2003年,我国的钢材产量已达到2.36亿t,超过了日本、美国的产量之和。大量钢渣的弃置堆积不仅占用了大量的土地,也是造成环境污染的源头。因此,将钢渣作为二次资源开发利用是重要研究课题。钢渣、尤其是碱度在1.6以上的钢渣,是一种具有一定水化活性但又在不同程度上存在风化膨胀不稳定性的矿物集合体。当水泥工业在对矿渣、粉煤灰等工业废料成功进行开发并取得成功经验后,对在化学成分上与水泥熟料相似的钢渣展开研究就成为必然。钢渣在水泥工业中的利用主要有3种方式:作为水泥生料组份掺入配烧熟料;作为熟料替代物生产少熟料或无熟料钢渣(矿渣水泥;用作水泥或混凝土的活性混合材。不论是哪种利用途径,关键问题都是要在最大限度地保持与开发钢渣胶凝活性的同时,尽可能克服与消除其不稳定性,并提高粉磨设备的粉磨效率。

1钢渣用作水泥基材料时的几种特性

1.1易磨性

在过去相当长的一段时间内,人们一直认为钢渣是难于粉磨的物料。工业生产中也的确表现出这样一个事实,即同一条粉磨工艺线用于粉磨钢渣时,当品质指标控制不变时,磨机的产量显著降低。钢渣是否真

的易磨性差?对此进行的实验研究[1]表明,在反映细度变化的比表面积时间曲线(见图1中钢渣的粉磨曲线介于熟料和矿渣之间。说明钢渣的易磨性劣于熟料、但优于矿渣。对粉磨25min的钢渣筛余物进行的化学分析则进一步显示占筛余物总量97%以上的物质是金属铁。这进一步证明钢渣粉磨筛余大的原因在于其中所含有的几乎不能被磨细的金属铁,而不是钢渣矿物本身。显然,随着冶金行业钢渣处理工艺铁分离技术的优化与完善,这一问题将得到较好的解决。1.2安定性

体积安定性是钢渣用于水泥生产及用作混凝土活性混合材时应考虑的重要因素之一。引起钢渣体积膨胀的可能矿相依炼钢方法的不同等,可大致归结为fCa