高溫碳化養(yǎng)護(hù)和鋼渣預(yù)碳化對(duì)鋼渣水泥膠凝材料性能的影響.pdf

1、鋼渣是煉鋼工業(yè)中產(chǎn)生的最主要的固體廢棄物之一，隨著全球的鋼產(chǎn)量的逐年遞增，隨之產(chǎn)生的鋼渣量也越來(lái)越多，而中國(guó)的粗鋼產(chǎn)量在2014年超過(guò)了世界鋼產(chǎn)量的一半，達(dá)到8.2億t，而作為副產(chǎn)物的鋼渣的產(chǎn)量也超過(guò)了1億t。因其化學(xué)和礦物組成與水泥熟料的成分類(lèi)似，故將鋼渣作為水泥摻合料成為鋼渣綜合利用的主要途徑之一。本文主要研究了高溫和碳化養(yǎng)護(hù)對(duì)鋼渣水泥基膠凝材料性能的影響;以及預(yù)碳化鋼渣制備鋼渣水泥基膠凝材料性能。尤其對(duì)不同的養(yǎng)護(hù)方式下鋼渣膠凝材料

2、的漿體結(jié)構(gòu)和水化產(chǎn)物，以及預(yù)碳化后鋼渣微粉的礦物組成的變化以及摻預(yù)碳化鋼渣后膠凝材料早期強(qiáng)度和安定性的改善情況做了詳盡的研究和分析。為提高摻鋼渣膠凝材料的早期強(qiáng)度和改善安定性提供理論支持。
　　本實(shí)驗(yàn)主要使用新余熱悶鋼渣，分析了高溫、碳化和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)對(duì)鋼渣膠凝材料性能的影響，結(jié)果表明，通過(guò)高溫碳化養(yǎng)護(hù)的方式，激發(fā)鋼渣活性，使大摻量鋼渣膠凝材料早期和后期的強(qiáng)度均大幅增加，達(dá)到了P42.5水泥強(qiáng)度等級(jí)，高溫養(yǎng)護(hù)只能提高膠凝材料的早期強(qiáng)度

3、，由于早期過(guò)快的水化速率使得在硬化的漿體中引入大孔從而形成較多微觀裂縫，且早期高溫養(yǎng)護(hù)會(huì)阻礙水泥基材料的后期水化，所以其后期強(qiáng)度低于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。
　　研究結(jié)果表明，高溫碳化養(yǎng)護(hù)后的鋼渣水泥基材料表面生成了一層致密的CaCO3外殼，能提高膠凝材料的強(qiáng)度，并有效防止水泥基材料發(fā)生溶解侵析，提高膠凝材料的耐久性。高溫碳化養(yǎng)護(hù)生成的CaCO3的顆粒粒徑為1～8μm，在膠凝材料中能起到微集料作用，為C3S的水化起到了晶核的作用，從而加速C3S

4、的水化速度。細(xì)小的CaCO3顆粒為Ca(OH)2提供了大量的晶核，使得Ca(OH)2生成的更加分散，不再生長(zhǎng)成特定晶格取向的片層狀大顆粒，具有較好的力學(xué)性能。
　　同時(shí)研究了對(duì)鋼渣微粉進(jìn)行預(yù)碳化處理后替代30％水泥熟料，制備鋼渣水泥基膠凝材料。結(jié)果表明:預(yù)碳化鋼渣微粉后，鋼渣粉中的游離氧化鈣(f-CaO)以及其他鈣鹽如具有膠凝活性的C3S，C2S等均會(huì)被碳化生成CaCO3，且碳化后鋼渣中RO相的衍射峰幾乎消失，說(shuō)明預(yù)碳化對(duì)改善膠凝

5、材料安定性有一定的積極作用。
　　使用TG-DTA和SEM-EDS以及水化放熱曲線分析摻預(yù)碳化鋼渣膠凝材料的水化產(chǎn)物的水化速率和水化程度，根據(jù)TG-DTA曲線的計(jì)算結(jié)果，漿體水化3d時(shí)，預(yù)碳化試樣的化學(xué)結(jié)合水量為21.65％，標(biāo)準(zhǔn)試樣為9.84％，即預(yù)碳化鋼渣膠凝材料試樣3d的水化程度是標(biāo)準(zhǔn)試樣的2.2倍，預(yù)碳化鋼渣膠凝材料28d的凈漿試樣總的化學(xué)結(jié)合水量為28.41％，標(biāo)準(zhǔn)試樣為24.04％，增長(zhǎng)率為18.18％。說(shuō)明預(yù)碳化可以