利用钢渣制备高活性复合掺合料研究

摘要

钢渣是炼钢过程中产生的工业废渣，是一种富有潜在利用价值的资源。我国钢产量约占到世界总钢产量的50％，利用率仅有10%左右，如何将其加以合理利用则成了亟待解决的资源和环境问题。将钢渣作为混凝土矿物掺合料是解决上述问题一种行之有效的方法。钢渣中含有与硅酸盐水泥熟料相似的矿物组成，可作为掺合料使用。但钢渣中具有胶凝活性的组分的含量却不及熟料，故活性低于水泥。本文旨在研究如何提高钢渣活性以及钢渣下游产品的应用。　　为了得出活性较高的钢渣热态处理方式，本文系统地比较了不同来源地不同热态处理工艺钢渣的活性。对于经热态处理过的钢渣通过冷复合的方式提高钢渣的活性，对于未热态处理的钢渣通过高温下加入炉前校正料进行高温复合以提高活性，并用钢渣制备蒸压加气混凝土砌块。　　从胶砂试验可知，28d龄期时热闷碳钢渣活性低于滚筒法处理钢渣活性。滚筒粗渣28d活性指数最高，达到99.7%，热闷碳钢渣28d活性指数最低，仅为74.2%。通过XRD衍射分析可知，采用热闷法热态处理的碳钢渣中硅酸二钙和铁酸二钙（C2S和C2F）相较于滚筒法处理钢渣中明显减少。　　在冷复合条件下，正交试验结果表明，钢渣—矿渣及水泥复合胶凝体系3d活性指数最高可达到81%，28d活性指数最高可达102.6%，掺各种掺合料试样的流动度均优于P·I水泥对照试样，最大流动度比达112.6%。早期复合粉的水化对体系碱度影响很小，在28d龄期时，体系碱度pH较大的组别活性高于体系碱度pH较小的组。钢渣—粉煤灰复合体系胶砂试验结果表明3d活性指数最高为82.2%，28d活性指数最高为91.3%。钢渣—矿渣—粉煤灰三元复合粉在掺合料总掺量30%时，3d活性指数可达到81.6%，28d活性指数可达91.0%。在此基础上用复合激发剂激发，掺入1.5%水玻璃和1.5%CaO，试样3d活性指数可达84.2%，28d活性指数可达104.7%。　　高温复合条件下，钢渣3d抗折强度最高为4.22MPa，28d抗折强度最高为8.15MPa。炉前加钙质校正料效果要优于加硅质材料和加硅铝质材料。在大掺量50%时，钢渣热态处理工艺的选择比加硅质材料和加硅铝质材料对抗折强度的影响更大。加钙质材料试样的3d活性指数达62.3%，28d活性指数达104.1%。　　利用热闷碳钢渣W代替40%FA，外掺N1、N2激发剂的条件下制备蒸压加气砌块，激发剂N1掺量1.5%的B3组激发作用最好，砌块抗压强度能够达到3.83MPa，N2掺量0.4%的C2组对砌块激发作用最好，抗压强度能达到2.98MPa。加激发剂的试验组相比未加激发剂的对照组容重从B06级变为B05级，说明掺激发剂有利于砌块容重的减小。

目录

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2 钢渣的性质

1.3 钢渣活性的改善方法

1.5 钢渣的应用及存在的问题

1.6本文主要研究内容

第二章 试验原材料及试验方法

2.1试验原材料

2.2试验所用主要设备

2.3试验原理及试验方案

2.4 试验方法

2.5 试验技术路线

第三章 不同冷却方式的钢渣活性

3.1 不同来源地及热态处理钢渣粉活性比较

3.2 各来源地不同热态处理钢渣物相分析

3.3 小结

第四章 在冷态条件下利用钢渣制备复合掺合料

4.1 钢渣粉—矿渣粉冷复合条件下二元复合

4.2 钢渣—粉煤灰冷复合条件下二元复合

4.3 钢渣粉—矿渣粉—粉煤灰冷复合条件下三元复合及复合激发剂激发

4.4 小结

第五章 炉前复合校正料对钢渣活性的影响

5.1 试验方案

5.2 胶砂试验结果

5.3 高温复合钢渣物相分析

5.4 小结

第六章 钢渣在蒸压加气混凝土中的应用研究

6.1 试验方案

6.2 利用钢渣制备蒸压加气混凝土砌块的性能

6.3 蒸压条件下生成产物物相分析

6.4 小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢

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