碳化養(yǎng)護(hù)鋼渣制備建筑材料.pdf

1、鋼渣是煉鋼過(guò)程產(chǎn)生的工業(yè)廢渣。隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，鋼渣總量迅速增加。由于鋼渣化學(xué)成分復(fù)雜并含有較多f—CaO等造成鋼渣制品安定性不良的物質(zhì)，鋼渣的應(yīng)用受到限制。鋼渣的堆放占用大量土地，污染環(huán)境。因此，處理和應(yīng)用鋼渣具有十分重要的意義。 碳化是指將溫室氣體CO2以碳酸鹽(如CaCO3、MgCO3)的固體形式永久儲(chǔ)存，即CO2礦物固定。碳化作為一項(xiàng)發(fā)展中的先進(jìn)技術(shù)，是處理鋼渣的有效方法。碳化鋼渣不僅可以緩解CO2引起的溫室效應(yīng)

2、，同時(shí)可以大量利用鋼渣，變廢為寶，開(kāi)發(fā)新型建筑材料，在現(xiàn)代社會(huì)具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 本課題研究了工藝條件、外加劑、顆粒級(jí)配等因素對(duì)鋼渣碳化的影響，探索了碳化反應(yīng)的最佳反應(yīng)條件(氫氧化鈣乳濁液摻入比例、攪拌時(shí)間、試樣成型壓力、CO2壓力和反應(yīng)時(shí)間)，明確了最佳顆粒級(jí)配，初步闡述了鋼渣碳化反應(yīng)機(jī)理，并應(yīng)用SEM—EDS、XRD、DTA—TG等測(cè)試方法分析碳化鋼渣制品的微觀形貌、結(jié)構(gòu)和礦物組成及材料性能。 (1)采用微粉制

3、備試塊進(jìn)行碳化，證明鋼渣碳化是可行的。隨著水分摻入量的增加，碳化率先升高后降低，而且碳化率與強(qiáng)度是同方向變化的，即碳化率越高強(qiáng)度越高。水分加入量為12％時(shí)，鋼渣微粉試塊碳化率最高達(dá)到11.12％，抗壓強(qiáng)度達(dá)到36.88MPa。 (2)通過(guò)正交試驗(yàn)得出，粒度、氣體壓力、成型壓力和碳化時(shí)間四個(gè)因素對(duì)碳化反應(yīng)效果的影響順序是粒度＞氣體壓力＞成型壓力＞碳化時(shí)間，且鋼渣粒度為＜0．9mm，成型壓力為100kN，氣體壓力為0.25MPa，

4、時(shí)間為3h，碳化效果較好。 (3)Ca(OH)2乳濁液和石灰等添加劑的加入有利于鋼渣磚碳化率的提高和鋼渣磚強(qiáng)度的提高。以粗粉為原料時(shí)，Ca(OH)2乳濁液的加入量由6％增至8％時(shí)，碳化率由4.61％增至5.16％，抗壓強(qiáng)度也增高，達(dá)到16.27MPa。加入石灰和窯皮時(shí)，粗粉鋼渣磚的抗壓強(qiáng)度明顯增高，能達(dá)到20MPa，但是由于引入了更多的f—CaO導(dǎo)致了鋼渣磚的安定性不好，壓蒸粉碎。 (4)將鋼渣磚在NaCl、Na2C

5、O3、NaHCO3等鹽溶液水域中碳化，在一定程度上有利于鋼渣碳化的進(jìn)一步深入，但是提高不是很大，1780g的鋼渣磚增重只有10g左右，而實(shí)際應(yīng)用時(shí)比較麻煩，因此不適合應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。 (5)純鋼渣磚體積密度比較大，加入礦渣后體積密度明顯減小。純鋼渣制品和鋼渣、礦渣混合制品的最佳顆粒級(jí)配分別是鋼渣微粉45％+鋼渣粗粉40％+鋼渣粗顆粒15％和鋼渣粗粉40％+礦渣60％；此時(shí)碳化率為8.44％和9.76％，抗折強(qiáng)度為5.80MPa

6、和4.12MPa，抗壓強(qiáng)度為17.32MPa和10.35MPa，凍融循環(huán)15次凍融強(qiáng)度為6.12MPa和5.39MPa，吸水率為12.96％和16.27％，飽水強(qiáng)度為11.35MPa和5.14MPa，游離氧化鈣含量為1.24％和0.66％，壓蒸安定性合格，完全符合國(guó)家免燒磚一等品的標(biāo)準(zhǔn)，適合實(shí)際工程的應(yīng)用。 (6)按鋼渣粗粉40％+礦渣60％的比例進(jìn)行工業(yè)中試，鋼渣磚的碳化率有所下降在7％左右，壓蒸安定性合格，抗壓強(qiáng)度大約在9