钢渣矿物热闷活化技术及其产物在建材中的应用研究

摘要

矿渣和钢渣是钢铁企业产生的主要固体废弃物。目前，我国对矿渣已实现了高价值全部利用，但对钢渣的综合利用率不到20％，而且其中绝大多数属于低附加值的利用模式。这种利用模式不仅浪费资源，也引起环境污染。除了受钢渣本身成分波动大、稳定性不良、活性不高和易磨性差等因素影响外，钢渣长期未得到有效利用的关键问题还在于未能解决钢渣预处理的技术难题和对利用钢渣粉部分替代水泥或替代水泥生产高性能混凝土的研究和应用较少。
　　在系统查阅现有钢渣综合利用研究成果的基础上，分析了影响钢渣高价值资源化利用的主要因素，针对钢渣在建材领域中应用的瓶颈问题，通过工业试验优化了1650℃熔融钢渣辊压-有压热闷自解技术工艺参数；通过钢渣、矿渣复合粉的胶砂试验和混凝土试验，研究利用复合粉制备高性能混凝土的可行性。
　　钢渣热闷工业试验结果表明：珠海中冶环保建筑材料有限公司1650℃熔融钢渣辊压-有压热闷处理生产线的最优工艺控制参数分别为：钢渣的进罐温度700℃-800℃，钢渣进罐以粒度大于300mm不大于20%，热闷压力控制在0.4～0.7MPa之间，热闷时间以90min为宜，釆用连续喷水雾方式。按以上工艺参数进行热闷钢渣处理，钢渣的粉化率最高，处理后的钢渣稳定性最佳。
　　钢渣、矿渣复合粉试验结果表明：①同等细度条件下，钢渣活性明显低于矿渣活性；②复合粉中钢渣粉的比例在30%～40%最为经济；③钢渣粉和矿渣粉的比表面积分别为400㎡/kg和410㎡/kg，钢渣粉比例为50%的复合粉，在配制除C30混凝土外其他强度等级的混凝土时掺量均不能超过30%；④钢渣粉和矿渣粉比表面积分别为400㎡/kg和410㎡/kg，采用1:4～2:3比例混匀后可用作混凝土掺合料；⑤钢渣粉和矿渣粉比表面积分别为500㎡/kg和530㎡/kg，两者复合比例控制在1:2～1:1，复合掺合料的性能将进一步提高。
　　从混凝土水化产物、孔结构以及钢渣粉和矿渣粉的协同作用等方面对钢渣粉在混凝土中的作用机理进行了分析研究。结果表明：在水化早期，钢渣粉主要起填充作用，对混凝土早期性能有消弱作用；钢渣粉水化过程中产生的Ca（OH）2能够促进矿渣粉的活化，矿渣粉对Ca（OH）2的消耗又可促进钢渣中f-CaO的进一步消解；钢渣粉和矿渣粉之间能够形成较为合适的级配，对于增强混凝土的工作性能具有良好的效果。

目录

声明

第1章 绪论

1.1钢渣概述

1.2钢渣的综合利用现状

1.3钢渣处理技术应用现状

1.4课题研究目的、内容及工艺路线

第2章 试验原料、仪器及方法

2.1试验原料及分析

2.2试验仪器

2.3试验方法

2.4分析方法

第3章 钢渣有压热闷工艺优化试验研究

3.1钢渣稳定化处理效果评价

3.2钢渣热闷单因素条件试验

3.3正交试验

3.4验证试验

3.5小结

第4章 钢渣矿渣复合粉在建材中的应用研究

4.1胶砂试验研究

4.2混凝土试验研究

4.3小结

第5章 钢渣矿渣的复合机理研究

5.1钢渣和矿渣复合作用机理

5.2 小结

第6章 结论

参考文献

致谢

附录