碳化养护对冶金渣-熟石灰砂浆性质的影响.docx

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第36卷第4期

2014年8月

土木建筑与环境工程

JournalofCivil,Architectural.EnvironmentalEngineering

Vol.36No.4Aug.2014

doi:10.11835/j.issn.1674-4764.2014.04.015

碳化养护对冶金渣-熟石灰砂浆性质的影响

曹伟达，杨全兵

(同济大学材料科学与工程学院；先进土木工程材料教育部重点实验室，上海200092)

摘要：主要研究了碳化养护对冶金渣-熟石灰(SmS-SL)砂浆性质的影响，并通过XRD、真孔隙率和DTA/TG研究了影响机理和SmS-SL砂浆的环保效果。实验结果表明：碳化养护可提升SmS-SL砂浆的强度，改善它的体积稳定性和安定性。随着复合微粉中钢渣比例的提升，碳化养护对SmS-SL砂浆的增强效果逐渐提升，而对体积稳定性的改善效果却逐渐减弱。以钢渣为原料的SmS-SL砂浆的环保效果较为显著,其钢渣利用率达到27.8%,固碳率达到6.4%。

关键词：砂浆；冶金渣；碳化养护；环保效果

中图分类号：X757文献标志码：A文章编号：1674-4764(2014)04-0092-06

EffectoftheCarbonation

ontheSteelmakingSlag-SlakedLimeMortar

CaoWeida,YangQuanbing

(KeyLaboratoryofAdvancedCivilEngineeringMaterialsoftheMinistryofEducation;

SchoolofMaterialScienceandEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,P.R.China)

Abstract:Theeffectofthecarbonationonthepropertiesofthesteelmakingslag-slakedlime(SmS-SL)mortaranditsmechanismweremainlyinvestigated.Furthermore,theenvironmentalbenefitsoftheSmS-SLmortarwerediscussedaswell.ResultsindicatedthatcarbonationcouldstrengthentheSmS-SLmortar,reduceitsdryingshrinkageandimproveitssoundness.Withtheincreaseinthesteelslagcontent,thestrengtheningeffectofcarbonationontheSmS-SLmortarisenhanced,butitsdryshrinkagereductioneffectisweakened.TheSmS-SLmortarusingsteelslagexhibitssignificantenvironmentalbenefits.ItsCO?sequestration-efficiencyandsteelslag-recycleefficiencyrespectivelyreaches6.4%and27.8%.

Keywords:mortar;steelmakingslag;carbonation;environmentalbenefits

钢铁行业是CO?排放大户。2011年，中国钢铁行业排放CO?10.5亿t,约占全国总排量的15%1]。据研究[2],钢铁行业排放的CO?大多通过废气排出，废气中CO?的浓度为10%～35%。显然，减少废气中的CO?是实现钢铁行业减排的有效技术措施之一。另一方面，钢铁行业也是冶金渣(包括矿渣和钢渣)排放大户。据统计1],2011年，中国矿渣和钢渣的排放量分别达到1.2亿t和0.8亿t。

其中，矿渣已在中国得到广泛地应用，然而由于活性低且具有安定性问题，中国钢渣的利用率还不到10%[3]。根据研究[47],碳化能够改善冶金渣的性能，同时还可将CO?永久固定于冶金渣中。如果能够利用废气中的CO?和冶金渣通过碳化反应制备出一种建筑材料，那无疑将大大降低钢铁行业的CO?排放，同时大大提高冶金渣的利用率。

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