利用钢渣粉制备干粉砂浆的研究

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利用建筑废弃物制备干粉砂浆的研究

利用建筑废弃物制备干粉砂浆的研究作者：周伟来源：《建筑与装饰》2020年第15期摘要随着我国现代城市建设的加快，城市产生和排放的建筑废弃物数量正在增加。

这个城市的绿色文明也遭受建筑废弃物的困扰。

但是，为了拓宽建筑废弃物资源的利用，通过施工，筛选，研磨，均质等特殊工艺，得到了建筑废弃物和钢渣以及建筑废弃物和钢渣细粉。

粉末砂浆，粉碎和筛分建筑废弃物。

本文主要分析了建筑废弃物和工业废渣制备干粉砂浆的研究。

关键词建筑废弃物;工业废渣;制备;干粉砂浆;研究随着我国建筑业的不断发展，其建筑造成的环境污染问题越来越明显。

为了提高建设项目的环境保护水平，实现人与自然的和谐共处，建筑废弃物的处置应成为建设项目的重点。

通过对我国现行建筑废弃物处理方法的分析，可以发现利用建筑废弃物制备再生骨料干粉砂浆可以达到较好的处理效果[1]。

1 制备用于建筑废弃物的再生干粉砂浆这里，我们主要从以下几个方面分析建筑废弃物再生骨料干粉砂浆的制备：1.1 建筑废弃物再生干粉砂浆制备技术的应用优势从本质上讲，建筑废弃物再生骨料干粉砂浆制备技术的应用优势主要体现在以下几个方面：一是建筑废弃物的处理。

从我国建设项目以前的建设过程中可以看出，建筑废弃物的处置需要一定的成本（运输成本，仓储场地成本等）。

该技术的应用为建筑企业带来了一定的经济效益，同时又避免了上述成本。

第二，在资源利用方面。

提高资源利用率是建筑公司的主要发展目标之一。

这项技术的应用在促进实现发展目标方面发挥了积极作用[2]。

1.2 处置建筑废弃物中国目前的建筑废弃物处理过程如下：首先，在建筑工地振动建筑废弃物，以减少建筑废弃物的量并将其运输到院子。

其次，使用院子在颚式破碎机中对其进行破碎。

第三，完成一级粉碎处理后，利用相关设备对产生的建筑废弃物进行磁选和碎屑分离，实现对铁建筑废弃物和木建筑废弃物的筛选。

第四，筛选和分类建筑废弃物。

筛选出粒径小于40mm的建筑废弃物;第五，使用颚式破碎机破碎粒径小于40mm的建筑废弃物，并结合筛选工作，使粒径参数在0.15～5mm范围内。

干粉砂浆配方配方之我见（写给研发工程师，与大家交流）

干粉砂浆配方配方之我见（写给研发工程师，与大家交流）干粉砂浆论坛在国内干粉砂浆技术交流网站中，算是做得最好的，里面技术交流的氛围很浓，人气也很旺，赞一个！本人2005年有幸进入外墙外保温领域，至今已经有五年多，先后在两个公司做产品开发和技术支持，一直在实验室从事产品开发，自然工地也经常去，对内外墙的砂浆产品以及外墙外保温系统都进行过相关的研究，可以说积累了较丰富的相关经验。

（备注：只是想把我几年的一些经验教训写出来与大家交流，以前是不想写，怕把自己辛苦得来的经验告诉别人，现在，想开了，写出来，供大家评判以求共同进步）1 干粉砂浆的历史我2005年进入外墙外保温领域时，干粉砂浆还是一个新名词，那时还主要用双组份的粘结砂浆、抹面砂浆、瓷砖粘接剂等，胶粉才刚刚开始推。

乳液和胶粉竞争的很激烈，乳液说胶粉，耐水性差，柔性差，成本高等；胶粉说乳液，不易运输，不易储存，工地现场无法控制比例等。

后来在国家政策的推动下，胶粉战胜了乳液，但是在一些要求高的领域，如外墙柔性腻子，还有乳液应用，但是影响已经很小。

从此，以后胶粉一统天下，听到的都是优点，没有缺点，是不可替代品了。

从这一个事实，我们可以看出，乳液本身没有错，因为有了胶粉，所以被替代。

任何产品都是有优缺点，技术在不断的进步，人们的观念也是在不断的变化。

干粉砂浆是一个舶来品，我们是在瓦克、国民淀粉、罗地亚、陶氏、拜耳、赫克力士、阿克苏诺贝尔等跨国公司的引导下成长起来的，我刚入行时，经常参加他们组织的技术交流会，或者他们的公司技术人员来定期进行技术讲解和交流，所有的资料都来自于他们，技术的基础配方也由他们提供，在那个时代，一个配方还是很神秘的，至少要七八种原材料。

现在回过头来想，何止这些，包括行业的标准，都是由他们制定的。

（一流的企业做标准，值得借鉴）我之所以说这些，是让大家正确的认识这个行业。

当时看推荐配方的时候，卖胶粉公司推荐的配方，配方中胶粉的含量较高，卖纤维素醚公司推荐配方中纤维素醚的含量较高，其中之意，不说自明。

粉煤灰和矿渣制备干粉砂浆的试验研究

粉煤灰和矿渣制备干粉砂浆的试验研究摘要本文通过采用工业废料粉煤灰和矿渣为基料,进行高强度的建筑砂浆的试验研究。

结果表明,研制出的建筑砂浆具有较好的施工性能和力学性能。

关键词粉煤灰;矿渣;砂浆中图分类号tu7 文献标识码a 文章编号1674-6708(2010)24-0025-020 引言随着现代住房建设的发展和人们对居住环境的日益关注,为了适应现代建筑业发展的需要,人们研制出一种具有优良特性的新型的建筑砂浆--干粉砂浆。

干粉砂浆是指由专业生产厂家生产的,以水泥为主要胶结料与干燥筛分处理的细集料、矿物掺合料、加强材料和外加剂按一定比例混合而成的混合物,最后袋装或散装运至施工现场加水搅拌直接使用的砂浆产品。

我国自上世纪90年代至今,干粉砂浆发展已成燎原之势,如广州地区推广使用干粉砂浆已有6年,相应的指导政策与规范已逐步实施,北京市、上海市有关干粉砂浆的应用技术规程的地方标准也已实施几年。

目前,不同规模的干粉砂浆生产企业已经投入生产不同品种的产品供市场使用,尽管这样,由于干粉砂浆成本的大幅增加也给其发展带来了巨大的阻力。

为此,我们采用工业废弃物粉煤灰和矿渣为主要原料进行制备干粉砂浆的试验研究。

1 原材料及试验方法1.1 原材料粉煤灰:湖南某电厂风选粉煤灰;矿渣超细粉:江西某地生产的矿渣超细粉;水泥:江西某地生产的42.5级普通硅酸盐水泥;砂:河砂,细度模数2.5,表观密度为2.58g/cm3。

1.2 试验方法粉煤灰和矿渣砂浆胶结料强度试验:成型40mm×40mm×160mm的试件室温养护24h脱模,然后立即送往相对湿度大于85%,温度23±2℃条件下的养护至规定龄期,然后测定试件的抗压及抗折强度。

2 试验结果及讨论2 .1试验胶结料力学试验按照配比(wt.%)为水泥20、粉煤灰42、矿渣28和复合激发剂10制成的试件经28d养护后的抗压强度为26.4mpa,抗折强度为7.73mpa。

钢渣矿渣水泥与砂浆混合制备的性能研究

钢渣矿渣水泥与砂浆混合制备的性能研究钢渣矿渣是金属冶炼过程中产生的废弃物，其大量积累给环境带来了严重的污染问题。

为了解决这个问题，对钢渣矿渣的综合利用进行研究显得非常必要。

其中一种利用方式是将钢渣矿渣与水泥、砂浆混合制备新型建筑材料。

本文将从性能研究的角度对钢渣矿渣水泥与砂浆混合制备的相关问题进行探讨。

首先，我们来研究钢渣矿渣水泥与砂浆混合制备材料的物理性能。

研究发现，钢渣矿渣能够通过与水泥和砂浆的混合反应，增强材料的硬度和强度。

这是由于钢渣矿渣中所含的氧化铁矿物具有类似水泥的分散作用，能够填充水泥和砂浆中的空隙，提高材料的密实性，并且改善了材料的孔隙结构。

同时，钢渣矿渣中的氧化铁还能提供更多的水化产物，增强材料的硬化过程。

这些物理性能的提高使得钢渣矿渣水泥与砂浆混合制备材料在建筑工程中具有良好的应用前景。

其次，我们来研究钢渣矿渣水泥与砂浆混合制备材料的力学性能。

研究表明，钢渣矿渣水泥与砂浆混合制备材料的抗压强度和抗折强度明显提高，这是由于钢渣矿渣中所含的高活性材料与水泥中的硅酸盐反应，产生了更多的水化产物，增强了材料的力学性能。

同时，钢渣矿渣与水泥还能产生一定的化学反应，形成新的水化产物，进一步提高了材料的力学性能。

这些力学性能的提高使得钢渣矿渣水泥与砂浆混合制备材料在建筑工程中具有更好的抗压和抗折能力。

此外，还需要研究钢渣矿渣水泥与砂浆混合制备材料的耐久性能。

研究发现，钢渣矿渣水泥与砂浆混合制备的材料对酸碱性介质具有良好的耐腐蚀性能。

这是由于钢渣矿渣中的少量重金属离子能够与水泥中的硅酸盐反应，形成稳定的化合物层，起到了一定的防腐作用。

此外，钢渣矿渣水泥与砂浆混合制备材料的耐久性还受到抗冻性和抗渗透性的影响。

研究发现，适当控制水泥与钢渣矿渣的掺量和配合比，可以提高材料的抗冻性和抗渗透性，从而延长材料的使用寿命。

最后，对于钢渣矿渣水泥与砂浆混合制备的材料的环境影响也需要进行研究。

钢渣矿渣中含有一定的重金属元素，这些元素的释放可能对环境造成一定的污染。

利用建筑拉圾和工业废渣制备干混砂浆的研究

ｍｉｅｒｉｈｍａｅｂｕｌｉｇｇｒａｅａｄｉｄｓａａｔｏｄｒｓｏｄｘｄｍｏａｗｈｃｄｙｂｉｎａｂｇｎｕｔｌｓｅｐｗｅｏ．ｔｒｄｎｉｒｗｗａｇ
Ｋｙｗｏｄ：ｄ－ｘｄｍｏａ；ｂｉｉｇｇｒａｅｉｄｓｉａｔｅｒｓｒｍｉｅｒｒｙｔｕｌｎａｂｇ；ｎｕｔａｗｓｅｄｒｌ
关键词：干混砂浆；建筑垃圾；工业废渣
ＳｕｙｏｅＵｓｆｉｉｇＧａｂｇｎｎｕｔａａｔｔｄｎｔｅｏｌｎｒａｅａｄＩｄｓｒｌｈＢｕｄｉＷｓｅｉｒｐｒｔｎｏｙｍｉｅｒａｎＰｅａａｉｆｏＤｒ－ｘｄＭｏｔｒ
ｇｒａｅａｄｓｅｌｌｇ，ｗｔｈｓｃｌｎｈｍｉｔｃｏｆｔｏｅｐｗｅ．ｅｓｍｅｔ，ｈｔｂｌｙｏｒ — ａｂｇｎｔｅａｓｉｐｙｉａｄｃｅｓｙａ￣ｎｏｓｏｄｒＡｔａｍｅｔｅｓａｉｔｆｄｙｈａｒｈｈｔｉｉ
第３７卷２１９年第６期１０
广州建筑ＧＡＧＨＵＡＣＩＥＴＲＵＮＺＯＲＨＴＣＵＥ
利用建筑拉圾和工业废渣制备干混砂浆的研究
钟开红
（广州市建筑科学研究院有限公司，广州５０４）１４０
容易进行装卸和运输，施工效率也得以提高。笔者主要研究利用建筑垃圾和钢渣，通过筛选、磨细、均化等特殊工艺制得建筑垃圾微粉和钢渣微粉。将其外掺或复掺配制干混砂浆。其中

利用转炉钢渣制备水泥砂浆试验研究

d o i :10.3963/j.i s s n .1674-6066.2018.04.005利用转炉钢渣制备水泥砂浆试验研究朱祖煌1,武艳萍2,周小俊3(1.湖北武穴长江公路大桥有限公司,武穴435400;2.湖北公路智能养护科技股份有限公司,武汉430050;3.武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉430070)摘要: 利用X R F 和X R D 研究了转炉钢渣化学成分与矿物成分,分析了不同掺量钢渣粉和钢渣砂对水泥砂浆强度的影响规律㊂研究结果表明转炉钢渣组成与水泥熟料相似,在碱激发措施下钢渣粉的掺量为30%时,钢渣水泥砂浆强度最大,但比普通水泥砂浆强度低,其7d 活性指数为67%,28d 活性指数为71%㊂钢渣砂替代标准砂制备水泥砂浆可提高其抗压强度㊂关键词: 转炉钢渣水泥; 粒径; 钢渣砂E x p e r i m e n t a l S t u d y o nP r e pa r a t i o no fC e m e n tM o r t a r w i t hB a s i cO x y g e nS l a gZ HUZ u -h u a n g 1,WUY a n -p i n g 2,Z H O UX i a o -ju n 3(1.H u b e iW u x u eY a n g t z eR i v e rH i g h w a y B r i d g eC o ,L t d ,W u x u e 435400,C h i n a ;2.H u b e iH i g h w a y I n t e l l i g e n t M a i n t e n a n c eS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y C o ,L t d ,W u h a n430050,C h i n a ;3.S t a t eK e y La bo f S i l i c a t eM a t e r i a l s f o rA r c h i t e c t u r e s ,W u h a nU n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y,W u h a n430070,C h i n a )A b s t r a c t : X R Fa n d X R D w e r eu s e dt os t u d y t h ec h e m i c a l c o m p o s i t i o na n d m i n e r a l c o m p o s i t i o no fb a s i co x y ge n s l a g .Ef f e c t s o f t h e a d d i t i o n o f s t e e l s l ag p o w d e r a n d s t e e l s l a g s a n d o n th e s t r e n g t h o f c e m e n tm o r t a rw e r e s t u di e d .T e s t r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e c o m p o s i t i o no f b a s i c o x y g e n s l a g w a s s i m i l a r t o c e m e n t c l i n k e r .T h e s t r e n g t ho f c e m e n tm o r t a r w a s t h eh i g h e s tw h e n t h e c o n t e n t o f s t e e l s l a gp o w d e rw a s 30%,b u t s t i l l l o w e r t h a n t h a t o f o r d i n a r y ce m e n tm o r t a r .T h e 7-d a y a c t i v i t y i n d e xw a s 67%,w h i l e t h e 28-d a y a c t i v i t y i n d e xw a s 71%.B a s i c o x y g e n s l a g s a n d c o u l d i m pr o v e t h e c o m p r e s s i v e s t r e n gt ho f c e m e n tm o r t a r .K e y wo r d s : b a s i c o x y g e n s l a g c e m e n t ; p a r t i c l e s i z e ; b a s i c o x y g e n s l a g s a n d 收稿日期:2018-07-13.作者简介:朱祖煌(1984-),工程师.E -m a i l :315359698@q q.c o m 据统计,2017年我国钢铁产量达到8.3亿t ,约有9000万t 的钢渣产生,但钢渣的综合利用率却不到22%㊂过量堆弃的钢渣不仅会占用大量的土地,而且对大气和河流造成严重污染㊂因此提高钢渣综合利用率,不但能减缓其对环境的污染,还能变废为宝,是我国资源与环境保护的双重重大战略需求㊂因钢渣存在体积稳定性不良㊁粉磨效率不高等问题,导致制成的水泥安定性不合格率高㊁强度较低,因此钢渣在水泥基材料中的应用较少[1]㊂彭小芹[2]指出:钢渣形成温度达到1650ħ,经自然冷却后形成,常温活性较低,胶凝活性也较差㊂易龙生[3]研究发现:利用钢渣粉制备钢渣水泥砂浆,随着比表面积增大,各龄期的抗压㊁抗折强度都有不同程度的提高㊂朱伶俐[4]指明:石膏㊁硅酸钠和生石灰的复合激发剂可提高钢渣的水化活性,加快钢渣微粉的水化反应速度㊂利用X R F 和X R D 研究转炉钢渣化学成分与矿物成分,并将转炉钢渣分别制备成钢渣粉和钢渣砂以替代水泥砂浆的水泥和标准砂,探索由粗细转炉钢渣集料制备的钢渣粉在不同掺量下对水泥砂浆强度的影响规律,研究不同掺量钢渣砂(粒径0~4.75mm )制备的水泥砂浆强度㊂研究结果有望推动钢渣在水泥基材料中的应用㊂81建材世界 2018年第39卷第4期1 试验1.1 原材料1)转炉钢渣:广西盛翔新材料有限公司转炉钢渣㊂2)水泥:黄石华新P O 42.5普通硅酸盐水泥㊂3)标准砂:厦门艾思欧标准砂㊂4)外加剂:硅酸钠㊁脱硫石膏(天大化学试剂厂)㊂1.2 试验设计1.2.1 钢渣预处理将取样转炉钢渣进行筛分处理,按粒径分为0~3mm ㊁3~5mm ㊁5~10mm ㊁10~16mm 四档,每一档转炉钢渣经球磨后过0.075mm 筛,取筛下部分得到钢渣粉用于替代水泥制备水泥砂浆㊂取样钢渣过4.75mm 筛,取筛下部分作为钢渣砂,取代标准砂制备水泥砂浆㊂1.2.2 钢渣水泥活性激发方案钢渣用于水泥的活性激发主要有物理激发和化学激发两种方法㊂物理激发是指将钢渣磨细,提高其细度和比表面积;化学激发是指添加外加剂提高钢渣活性,主要为碱激发㊂试验选用化学激发方法,所采用的激发剂为硅酸钠(水玻璃)和脱硫石膏,碱激发剂掺量为外掺,硅酸钠掺量为胶凝材料质量的3%,脱硫石膏掺量为胶凝材料质量的6%㊂将钢渣粉和钢渣砂分别等质量的替代水泥和标准砂,水灰比为0.5,制备水泥砂浆㊂2 结果与讨论2.1 钢渣细集料的化学成分和矿物成分转炉钢渣的化学成分见表1,矿物成分见图1㊂钢渣粉的主要化学成分是C a O ㊁F e 2O 3㊁S i O 2,这与水泥的主要化学成分基本一致㊂在转炉钢渣的水化反应中伴随着玻璃体的解体和沸石类产物的形成,沸石类产物的形成需要消耗大量的A l 2O 3,由表1知转炉钢渣的A l 2O 3含量很低,导致转炉钢渣的水化反应不充分㊂由图1可知,硅酸三钙(C 3S )和硅酸二钙(C 2S )的衍射峰强度较弱,表明钢渣细集料的硅酸三钙(C 3S )和硅酸二钙(C 2S )含量较少,导致钢渣粉的水化反应较弱㊂因此钢渣粉替代水泥参与水化反应时,只能部分替代,保证硅酸三钙(C 3S )和硅酸二钙(C 2S )的含量充足,同时还应掺入碱激发剂激发钢渣潜在活性物质㊂表1 转炉钢渣化学成分化学成分C a OM g O S i O 2F e 2O 3M n O A l 2O 3T i O 2P 2O 5烧失量百分含量42.17.513.918.55.94.62.61.53.42.2 游离氧化钙(f -C a O )含量对钢渣水泥砂浆强度的影响取样转炉钢渣f -C a O 含量见图2㊂从图2中可以看出,取样转炉钢渣的粒径越小,其f -C a O 含量越高,这可能与转炉钢渣的比表面积有关,粒径小的比表面积大,f -C a O 能够更好的附着在钢渣的表面上㊂图3是不同粒91建材世界 2018年第39卷第4期径转炉钢渣球磨35m i n 后50%替代水泥制备的砂浆的强度,粒径越大的钢渣球磨后制备的水泥砂浆,7d 和28d 的抗压抗折强度越大㊂这是由于转炉钢渣中f -C a O 的存在使得钢渣存在体积稳定性不良的问题[5],钢渣水泥的水化膨胀也因此发生,f -C a O 含量越高,膨胀率越大,导致钢渣水泥砂浆抗压抗折强度减弱[6]㊂2.3 钢渣粉不同掺量对水泥砂浆强度的影响选取粒径在5~10mm 的转炉钢渣,球磨至勃氏比表面积400m 2/k g 左右,按质量的0㊁30%㊁40%㊁50%替代水泥,制备水泥砂浆,编号分别为1#㊁2#㊁3#㊁4#㊂砂浆的抗折抗压强度测试结果表明,随着钢渣粉掺量的增加,砂浆的3d ㊁7d ㊁28d 的抗折抗压强度均降低,试验钢渣粉的最佳掺量为30%,此时钢渣水泥具有较好的胶凝活性,钢渣粉的7d 活性指数为67%,28d 活性指数达到了71%㊂由图4㊁图5可以看出,钢渣粉对试件前期的抗折强度的促进更明显,后期的抗折强度促进较弱;而对试件后期的抗压强度促进作用更大㊂2.4 钢渣砂不同掺量对水泥砂浆强度的影响表2给出了不同配比钢渣砂替代标准砂的砂浆强度和安定性,发现钢渣砂全部替代标准砂时,试件安定性不合格㊂钢渣砂的吸水率远大于标准砂的吸水率,造成体系缺水,严重影响了水化硅酸钙(C -S -H 凝胶)生成的反应速率,胶凝材料无法凝结硬化㊂钢渣砂的细度模数也会影响到水化反应的需水量,细度模数应与标准砂保持一致,细度直接影响到水㊁胶凝材料与钢渣砂的接触面积,细度越细接触面积越大,水与钢渣砂更快的结合与吸附,导致砂浆流动度下降[7]㊂与标准砂制备的砂浆相比,50%和20%掺量的钢渣砂其7d ㊁28d抗压强度均有所提高,抗折强度略低于标准砂砂浆㊂表2 钢渣砂不同配比的砂浆强度和安定性编号物料配比/%安定性水泥标准砂钢渣砂试饼法7d 抗折/M P a28d 抗折/M P a7d 抗压/M P a28d 抗压/M P aa 100100合格8.58.934.244.7b100100不合格 c 1005050合格6.57.438.746.5d1008020合格7.27.534.747.802建材世界 2018年第39卷第4期建材世界2018年第39卷第4期3结论a.转炉钢渣具有与水泥相似的化学和矿物成分,钢渣微粉可以替代水泥,但钢渣水泥砂浆强度较低;可通过物理和化学活性激发使转炉钢渣具有水化活性,达到增强钢渣水泥砂浆抗压抗折强度的目的㊂b.转炉钢渣粒径越大,f-C a O含量越少㊂用大粒径转炉钢渣研磨至一定细度的钢渣粉,部分取代水泥制备水泥砂浆,具有比小粒径转炉钢渣更好的抗压抗折强度㊂在碱激发条件下用钢渣粉制备水泥砂浆,钢渣粉的最佳掺量为30%,7d活性指数为67%,28d活性指数为71%㊂c.钢渣砂(粒径0~4.75mm)可以部分取代标准砂制备水泥砂浆,砂浆的抗压强度均高于纯标准砂制备的水泥砂浆,而抗折强度略低于纯标准砂制备的水泥砂浆㊂参考文献[1]关少波.钢渣粉活性与胶凝性及其混凝土性能的研究[D].武汉:武汉理工大学,2008.[2]彭小芹,刘朝,李三,等.碱激发钢渣矿渣胶凝材料凝结硬化性能研究[J].湖南大学学报(自然科学版),2015(6):47-52.[3]易龙生,温建.钢渣活性激发技术的研究现状和进展[J].硅酸盐通报,2013,32(10):2057-2062.[4]朱伶俐,赵宇.钢渣复合激发剂的实验研究[J].硅酸盐通报,2010,29(5):1164-1168.[5]李超,陈宗武,谢君,等.钢渣沥青混凝土技术及其应用研究进展[J].材料导报,2017,31(3):86-95.[6] L uT H,C h e nYL,S h i hP H,e t a l.U s eo fB a s i cO x y g e nF u r n a c eS l a g F i n e s i n t h eP r o d u c t i o no fC e m e n t i t i o u s M o r t a r sa n d t h eE f f e c t s o n M o r t a rE x p a n s i o n[J].C o n s t r u c t i o n&B u i l d i n g M a t e r i a l s,2018,167:768-774.[7]刘飞.钢铁渣微粉水泥基材料性能研究[D].武汉:武汉理工大学,2015.(上接第13页)参考文献[1]魏贝贝,许峰,马健岩,等.早强型聚羧酸减水剂的性能研究[J].硅酸盐通报,2017,36(7):2453-2458.[2]赖广兴,方云辉,林艳梅,等.促凝早强型聚羧酸减水剂的合成及性能研究[J].新型建筑材料,2017,44(5):17-19.[3]倪涛,夏亮亮,陶俊,等.早强型聚羧酸减水剂的合成及性能研究[J].新型建筑材料,2017,12:74-76[4]伍勇华,程浩,张鹏,等.阳离子单体对聚羧酸减水剂早强性能的影响[J].硅酸盐通报,2017,36(2):433-437.[5]李东来,刘明,吕锐,等.一种早强型聚羧酸减水剂的合成及性能研究[J].四川建材,2017(2):25-26.[6]陈国新,祝烨然,黄国泓,等.早强型聚羧酸系减水剂的合成与性能研究[J].新型建筑材料,2014(6):7-9.[7]陈根养,符惠玲,巫晓鑫,等.一种新型早强聚羧酸减水剂的合成及再预制构件中的应用[J],广东建材,2017,4:36-39.[8]夏亮亮,倪涛,刘昭洋,等.早强型聚羧酸减水剂的制备及其在大型管道预制构件中的应用[J].新型建筑材料,2016,43(11):93-95.[9]隗功骁.超早强聚羧酸减水剂对预制混凝土性能的影响[D].北京:北京建筑大学,2015[10]程浩.早强型聚羧酸减水剂合成及性能研究[D].西安:西安建筑科技大学,2017.12。

钢渣粉制备方法探讨及应用展望

钢渣粉制备方法探讨及应用展望摘要：本文主要探讨了钢渣粉的制备技术，钢渣粉的基本特性和用途，包括其化学成分、矿物组成和物理性质，评价了钢渣粉在建筑材料中的应用前景。

关键词：钢渣粉，生产技术，资源化利用1、研究目的钢渣粉是一种重要的工业废弃物，其具有较高的潜在利用价值。

因此，研究钢渣粉的综合利用具有重要意义。

本文旨在探讨钢渣粉的制备、性质及其在建筑材料中的应用，以期为钢渣的高效利用提供理论支持。

钢渣是钢铁厂冶炼钢铁产生的副产物，约为钢产量12%～15%。

近年来随着我国钢铁工业的迅猛发展，钢铁渣产生量也逐年增加。

然而大部分钢企在钢渣产生后，只将钢渣进行破碎、磁选、筛分，选出渣钢铁和磁选粉再卖给钢厂，剩余的尾渣则低价卖给水泥厂等。

如何从钢渣中有效地回收残钢、保证选后尾渣的活性和稳定性，确保其被高附加值地利用、减少污染，同时增加企业经济效益，一直是钢铁企业面临的重要难题。

“钢渣的主要矿物组成和化学成分与传统的建筑材料、陶瓷、玻璃原料很相近，可广泛用于建材、水泥、混凝土、道路等领域，是非常理想的二次资源。

”对钢渣进行深加工、变废为宝，有助于钢铁业与下游建筑、建材行业联合解决钢渣堆弃造成的金属浪费、环境污染和土地占用等问题。

可带来巨大的社会与经济效益，为钢铁业绿色发展、循环经济提供有力支，最终达到经济与社会效益的双赢。

因此，研究钢渣粉的综合利用具有重要意义。

本文旨在探讨钢渣粉的制备、性质及其在建筑材料中的应用，以期为钢渣的高效利用提供理论支持。

2、研究背景国内钢渣综合利用并没有真正形成高附加值、规模化资源综合利用，造成了目前钢渣资源的浪费等问题。

钢渣磨细作水泥混合材和混凝土掺合料是钢渣高价值资源化利用的主要途径，过去由于技术装备的限制，使得钢渣活性偏低、制备成本较高制约了钢渣粉的推广应用。

钢渣作为水泥混合材早已列入国家标准并被水泥行业已经使用 30年以上，钢渣粉国标也已经制定颁布实施 14年多。

《钢铁渣粉》国家标准已经于2012年2月1日正式实施。

钢渣粉在水泥砂浆中的应用研究

钢渣粉在水泥砂浆中的应用研究发布时间：2023-01-05T08:38:59.005Z 来源：《福光技术》2022年24期作者：黄威何裕新吴世忠邹万[导读] 随着工业化进程推进，建筑和钢铁行业的规模日益庞大，带来了天然砂资源短缺和钢铁废渣问题，而将钢渣砂作为天然砂的替代产品用于水泥砂浆制作，既可以缓解砂资源短缺，又能够提高钢渣的利用率，因此具有重要的研究价值。

广东韶钢嘉羊新型材料有限公司广东韶关 512123摘要：随着工业化进程推进，建筑和钢铁行业的规模日益庞大，带来了天然砂资源短缺和钢铁废渣问题，而将钢渣砂作为天然砂的替代产品用于水泥砂浆制作，既可以缓解砂资源短缺，又能够提高钢渣的利用率，因此具有重要的研究价值。

本文首先阐述了钢渣砂的应用意义，研究了钢渣砂水泥砂浆的基本特性，并对钢渣砂的应用问题进行分析，对提高钢渣水泥砂浆质量有一定促进作用。

关键词：钢渣粉；水泥砂浆；性能；强度；经济效益；应用与推广引言：我国钢铁产量常年高居世界首位，目前年产量已经占世界产量的50%。

由于钢渣微粉的排放量接近粗钢产量的六分之一，产生的大量钢渣微粉未能进行有效利用，废弃量逐年递增。

钢渣砂在水泥砂浆中的应用具有一定的经济、社会和环境效益，并且钢渣水泥砂浆具有优异的结构特性，具有很好的应用前景。

但钢渣砂应用中仍存在一些问题，对其实际运用造成不良影响，本文对其存在问题进行深入分析，为今后钢渣水泥砂浆的技术研究指明了具体方向。

一、钢渣砂在水泥砂浆中的应用意义近年来，随着建筑业发展，对天然砂资源的需求越来越大，而由于过度开发利用，造成砂资源匮乏、质量下降等问题。

天然砂资源短期内不可再生，而且过度开发会对自然环境造成破坏，因此许多地区采取限采或禁采措施。

砂资源供需不平衡程度逐渐加剧，天然砂价格居高不下，对工程建设的进度和成本带来不良影响。

因此，迫切需要寻找天然砂自愿的替代品。

而与此同时，我国钢铁产能居世界前列，钢铁生产过程中会产生大量的钢渣，而钢渣的回收利用率比较低，资源浪费严重，钢渣排放还带来了土地资源浪费以及自然环境污染等问题。

钢渣粉在水泥基材料中应用研究综述　

第40卷第9期2021年9月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.40㊀No.9September,2021钢渣粉在水泥基材料中应用研究综述邹㊀敏1,沈㊀玉2,刘娟红1(1.北京科技大学土木与资源工程学院,北京㊀100083;2.中交二公局第三工程有限公司,西安㊀710016)摘要:目前,钢渣废弃物堆存造成了严重的环境污染和资源浪费,钢渣资源化利用迫在眉睫㊂将钢渣粉应用于水泥基材料中,不仅可以提高固废资源利用率,还可以减少天然资源的消耗,替代水泥降低CO 2的排放㊂本文介绍了钢渣的物理化学特性㊁胶凝性能和活性激发方式,综述了钢渣粉在混凝土复合胶凝材料㊁全固废胶凝材料㊁充填胶结材料㊁干混砂浆四个领域的资源化利用现状㊂从凝结时间㊁和易性㊁力学性能㊁耐久性和体积稳定性等方面分析了钢渣粉对水泥基材料性能的影响㊂掺入适量的钢渣粉,可有效改善水泥基材料的性能,特别是在调控拌合物和易性与提升耐久性方面有显著优势㊂最后,提出了将钢渣粉应用在水泥基材料中存在的问题和未来的研究发展方向㊂关键词:钢渣粉;水泥基材料;胶凝活性;和易性;耐久性;力学性能中图分类号:TU528.041㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2021)09-2964-14Review on Application of Steel Slag Powder in Cement-Based MaterialsZOU Min 1,SHEN Yu 2,LIU Juanhong 1(1.College of Civil and Resource Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China;CC-SHEC Third Highway Engineering Co.,Ltd.,Xi an 710016,China)Abstract :At present,the stacking of steel slag has caused serious environmental pollution and resource waste,so the utilization of steel slag resources is ing steel slag powder in cement-based materials can not only improve the utilization rate of solid waste resources,but also reduce the consumption of natural resources and reduce CO 2emission by acting as a substitute for cement.The physical and chemical properties,cementitious properties and active excitation modes of steel slag were introduced.The resource utilization of steel slag powder in concrete composite cementitious materials,solid waste cementitious materials,filling cementitious materials and dry mixed mortar was reviewed.The effect of steel slag powder on the properties of cement-based material was analyzed from the aspects of setting time,workability,mechanical properties,durability and volume stability.Adding proper amount of steel slag powder effectively improves the properties of cement-based materials,especially in regulating the workability of mixes and enhancing the durability.Finally,the existing problems of the application of steel slag powder in cement-based materials and the future research direction were proposed.Key words :steel slag powder;cement-based material;cementitious activity;workability;durability;mechanical property ㊀收稿日期:2021-03-27;修订日期:2021-05-08基金项目:中央高校基本科研业务费(FRF-BD-20-01A,FRF-BD-20-01B)作者简介:邹㊀敏(1998 ),女,硕士研究生㊂主要从事绿色高性能混凝土方面的研究㊂E-mail:188****8317@通信作者:刘娟红,博士,教授㊂E-mail:juanhong1966@ 0㊀引㊀言钢渣是钢铁冶炼过程中的一种工业废渣,其排放量约占粗钢产量的15%[1]㊂目前,我国的钢产量多年稳居世界第一,粗钢产量达到全球产量的1/2[2]㊂但是70%左右的钢渣未得到有效利用[3],其废弃堆存量逐年增加,占用大量宝贵的土地资源,严重破坏周边生态环境㊂钢渣资源除了通过企业内循环自消纳外,还被应用于建筑材料㊁道路工程㊁阻燃工程㊁农业肥料㊁制备微晶玻璃㊁海洋工程中[4-5]㊂钢渣在建筑材料中的应用通常有钢渣骨料和钢渣粉两种方式,由于钢渣骨料安定性的离散程度大,少量安定性不良的骨料就可能使㊀第9期邹㊀敏等:钢渣粉在水泥基材料中应用研究综述2965硬化混凝土发生表面损伤或结构性破坏,近年来将钢渣骨料作为混凝土骨料导致的工程质量问题频发㊂相比于钢渣骨料,钢渣粉在建筑材料方面的综合利用更为广泛㊂在国家发展改革委㊁科技部等十部门最新发布的‘关于十四五大宗固体废物综合利用的指导意见“中,也明确指出扩大钢渣微粉作混凝土掺合料在建设工程等领域的利用㊂但由于钢渣自身特殊的物理化学性质,处理工艺㊁冶炼工艺不同带来的差异,钢渣粉仍存在早期水化活性低㊁凝结时间长等亟待有效解决的问题[6-7]㊂本研究综述了钢渣粉及其在水泥基材料中资源化利用的研究成果,分析指出了目前存在的问题,提出了发展趋势,为今后钢渣粉在水泥基材料中的进一步研究和应用提供技术指导和参考㊂1㊀基本特性钢渣冶炼工艺和处理工艺的复杂多样化,导致了钢渣种类多㊁渣况差异大的现象㊂根据冶炼工艺可将钢渣分为转炉钢渣㊁电炉钢渣和平炉钢渣,根据处理工艺可将钢渣分为热焖渣㊁热泼渣㊁滚筒渣等[8-9]㊂1.1㊀物理化学特性国内外研究结果表明,各种钢渣成分含量波动较大,但化学组成基本相同[10-13]㊂钢渣的化学组成主要包括CaO㊁SiO2㊁Al2O3㊁Fe2O3㊁MgO[11,13],在组成上与水泥熟料相似,但CaO和SiO2的含量低于硅酸盐水泥,这意味着钢渣中硅酸钙的含量较低㊂钢渣的矿物组成主要包括硅酸二钙(C2S)㊁硅酸三钙(C3S)㊁少量游离的氧化钙(f-CaO)㊁铁铝酸四钙(C4AF)以及MgO㊁CaO㊁TeO和MnO等(统称为RO相)金属氧化物[11,13-15]㊂钢渣中的主要矿物相会随钢渣碱度的变化而变化㊂徐光亮等[16]认为低碱度转炉钢渣的主要矿物相为橄榄石㊁镁蔷薇石㊁RO相和C2S㊂侯贵华等[14]认为高碱度钢渣主要矿物相为C2S㊁铁铝钙和镁铁相固溶体,此外还含有少量的C3S㊁f-CaO和MgO㊂饶磊[17]研究发现:钢渣碱度从4.0开始降低的过程中,矿物相中的C3S㊁铁酸二钙(C2F)㊁方镁石含量逐渐减少,C2S含量呈现先升后降的趋势;当碱度降至2.5时,方镁石消失,蔷薇辉石开始析出;RO相含量随碱度降低逐渐上升㊂1.2㊀水化特性钢渣中的C2S和C3S具有一定活性,可水化生成水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和氢氧化钙(CH)晶体,该过程与硅酸盐水泥水化过程相似㊂但钢渣中活性相对较高的硅酸盐矿物及铁铝酸盐矿物仅占40%~70%,并且在钢渣生成过程中,高温融熔导致C3S结构更加致密,钢渣的胶凝性能远低于硅酸盐水泥熟料[13]㊂王强[18]借助等温差分量热仪对比了钢渣粉和纯硅酸盐水泥的水化放热速率,发现钢渣粉水化第二放热峰比纯硅酸盐水泥晚12h左右出现,且峰值仅为水泥的1/12,说明钢渣粉中的活性成分含量远低于纯硅酸盐水泥㊂齐立倩[19]也进行了相似的比对,发现随着钢渣粉掺量的增加,钢渣水泥体系的放热速率下降,累积放热量逐渐减小㊂这是因为钢渣中C3S含量较少,体系中Ca2+达到饱和并且饱和后与OH-结合形成CH晶体析出的时间变长㊂因此,钢渣早期反应速率较慢,初凝时间较长㊂但钢渣水泥的后期水化速率要大于纯硅酸盐水泥㊂这是因为随着水化反应的进行,C-S-H凝胶会吸附在水泥颗粒表面,阻碍了未水化的水泥颗粒与水接触,这层表面屏障层的厚度决定了水泥水化进一步反应的难易程度㊂与纯硅酸盐水泥相比,钢渣的水化活性低,生成的C-S-H凝胶含量少,后期屏障层更薄,水分更容易进入被包裹的水泥颗粒的表面,因此后期水化速率大于纯硅酸盐水泥㊂1.3㊀活性激发为了克服钢渣活性低㊁早期抗压强度不足的劣势,可通过适当的活化处理方式来激发钢渣的潜在活性㊂常用的活化技术包括物理激发㊁化学激发和复合激发㊂物理激发也称机械激发,主要方式是机械研磨㊂段思宇等[20]研究发现,细颗粒的钢渣中富集更多的Ca㊁Si元素㊂钢渣的胶凝特性正是来源于CH㊁C2S㊁C3S等矿物,用超音速蒸汽粉碎机粉磨钢渣,可优化钢渣颗粒的化学组成,得到活性更高的细颗粒钢渣㊂Zhang等[21]发现:钢渣微粉的胶凝活性随着粒径的减小,呈现先增后减的趋势;使用行星式球磨机研磨80min时的钢渣活性最佳,当研磨时间超过80min时,钢渣微粉易发生团聚,对胶凝活性激发有负面影响[22]㊂王强等[23]用61μm孔径的筛子筛出转炉钢渣粉中的粗颗粒,将这部分粗颗粒磨细后,发现其早期和后期活性均有一定程2966㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第40卷度的提高,但与钢渣原样相比仍有很大差距㊂因此,机械激发对提高钢渣粉中粗颗粒活性的效果并不明显㊂Liu等[24]提出在钢渣取代量大㊁细度高的情况下,提高钢渣细度能有效增强钢渣水泥的后期胶凝性能,但对早期胶凝性能并无改善㊂综合而言,机械研磨可通过提高钢渣中活性矿物的比例来达到激发潜在胶凝活性的效果㊂但在研磨过程中要注意研磨方式和研磨时间的选取,控制不当时容易造成负面影响,并且研磨后的钢渣颗粒活性提升空间不大,对早期活性低的缺陷并无改善㊂化学激发是通过酸㊁碱㊁盐和矿物掺合料等物质来破坏矿物晶体,释放出Ca2+和硅氧四面体[SiO4],促使形成更多的C-S-H凝胶和钙矾石(AFt)晶体,不断填充硬化体中的孔隙,从而达到提高强度的目的[25]㊂张浩等[26]研究表明,硫酸和醋酸都对钢渣活性有较好的激发作用,28d的活性指数分别可达91.2%~97.3%和89.4%~93.2%㊂酸对体系中部分碱性物质的中和作用,促进了未水化的钢渣进一步溶解并进行水化反应㊂适量的磷酸溶液通过去除钢渣微粉中的f-CaO,对钢渣微粉的孔结构起到显著的改善作用[27]㊂但过多的酸性激发剂会破坏体系中的碱性环境,从而产生消极作用[1],因此碱激发的研究和实际运用都更为广泛㊂崔贺龙[28]通过试验得出四种碱性激发剂的激发效果排序为水玻璃(Na2SiO3)>Na2CO3㊁NaOH>Na2SO4㊂钢渣单独做胶凝材料时,即使采用水玻璃激发,早期抗压强度仍然不高[29]㊂张浩等[30]研究发现,Na2SiO3和NaOH对钢渣胶凝材料的早期抗压强度影响较大,CH对28d抗压强度影响更显著㊂王强[18]通过微观分析发现,NaOH溶液(pH=13.0)能促进钢渣的水化,但其中的RO相㊁Fe3O4和C2F仍保持惰性,并且这种促进作用在28d后减弱,对提高钢渣长期水化活性的作用有限㊂虽然化学激发能适当提高钢渣的活性,但远未达到可在水泥基材料中大量使用的程度㊂此外,化学激发剂高昂的成本也是制约化学激发技术推广运用的一大阻碍㊂单一的激发技术难以达到最佳激发效果,因此不少学者提出复合激发技术㊂王毓[25]将碱激发和矿物激发复合,发现复掺的效果整体上明显好于单掺㊂当硅灰和Na2SiO3复掺且掺量都为1%(质量分数)时,水化产物的结构更加密实且完整,与未激发的钢渣相比,3d强度提高了128%,7d强度提高了92%,28d强度提高了46%㊂宋学锋等[31]将碱激发与蒸汽养护结合,在蒸汽养护下钢渣碱激发反应进程加速,试块的早期强度提高较快,但后期强度略低于标准养护下的试块㊂不同的活化处理方式,对于钢渣粉和含钢渣粉的复合胶凝材料的水化过程㊁水化产物以及硬化体早期和后期抗压强度有不同程度的影响㊂因此,应综合早后期性能,选用适当的活化方式㊂但目前激发技术还存在着机械激发能耗大,化学激发剂资源有限㊁价格昂贵㊁种类和掺量无标准规定,复合激发技术难易程度不同等问题,未能在建筑工程中得到大量的推广㊂因此寻求激发效果更加显著㊁操作更加简单㊁价格更加低廉的活性激发技术,是今后的重点研究方向之一㊂2㊀钢渣粉制备水泥基材料2.1㊀钢渣粉制备混凝土复合胶凝材料我国从20世纪70年代开始了关于钢渣粉在水泥与混凝土中应用的研究,但当时混凝土矿物掺合料与外加剂技术还未成熟,钢渣粉作为一种低活性的矿物掺合料难以进入四组分混凝土中㊂因此当时的研究重点是将钢渣作为水泥混合材使用,并相继颁布实施了一系列国家标准‘钢渣矿渣水泥“(GB13590 1992)和行业标准‘低热钢渣矿渣水泥“(YB/T057 1994)㊁‘钢渣道路水泥“(YB4098 1996)㊁‘钢渣砌筑水泥“(YB4099 1996)等,其中最具代表性的是‘钢渣矿渣水泥“(GB13590 1992),现已改称为‘钢渣硅酸盐水泥“(GB13590 2006)㊂不同标准对于钢渣掺量的要求见表1㊂钢渣硅酸盐水泥是以钢渣㊁粒化高炉矿渣㊁硅酸盐水泥熟料按照一定比例混合,配以石膏等激发剂混合粉磨而成的㊂由于当时的活化技术和粉磨技术还不成熟,三者易磨性的差异导致了粉磨后各物料粗细程度不均,较粗的钢渣㊁矿渣颗粒难以发挥胶凝性能[32]㊂在依赖水泥等级来控制混凝土强度的年代,此类水泥难以达到建筑行业对高强度等级水泥的要求,因此并未得到广泛应用㊂但近年来,随着钢渣处理技术的不断提升,钢渣粉的性能得到大幅改善㊂王倬[33]对比了用于水泥和混凝土中的钢渣粉与矿粉的技术指标,发现一级钢渣粉在参数上均可满足S75级矿粉的要求,已经达到作为活性混合材的要求㊂㊀第9期邹㊀敏等:钢渣粉在水泥基材料中应用研究综述2967表1㊀不同标准对于钢渣掺量的要求[34-42]Table1㊀Requirements of steel slag content for different standards[34-42]标准名称标准状态钢渣含量要求‘钢渣矿渣水泥“(GB/T13590 2006)替代钢渣的最少掺入量不少于30%, (GB13590 1992)被‘钢渣硅酸盐水泥“钢渣和高炉矿渣粉的总掺量不少于60%‘钢渣硅酸盐水泥“(GB13590 2006)现行钢渣掺加量不少于30%‘低热钢渣矿渣水泥“(YB/T057 1994)作废钢渣的最少掺入量不少于30%,钢渣和高炉矿渣的总掺量不少于60%‘低热钢渣硅酸盐水泥“(JC/T1082 2008)现行钢渣掺加量不少于30%‘钢渣道路水泥“(YB4098 1996)被‘钢渣道路水泥“(JC/T1087 2008)替代钢渣的掺入量不少于30%,钢渣和高炉矿渣粉的总掺量不少于60%‘钢渣道路水泥“(JC/T1087 2008)现行取消了钢渣和高炉矿渣粉的总掺量不少于60%的规定,同时保留了钢渣的掺入量不少于30%的要求‘钢渣道路水泥“(GB25029 2010)现行钢渣掺入量ȡ10%且ɤ40%‘钢渣砌筑水泥“(JC/T1090 2008)替代钢渣的最少掺入量不少于40% (YB4099 1996)被‘钢渣砌筑水泥“‘钢渣砌筑水泥“(JC/T1090 2008)现行对钢渣掺量无规定近年来,矿物掺合料已经成为配制高强㊁高耐久性混凝土必不可少的组成部分㊂钢渣的化学组成与水泥熟料相似,磨细后的钢渣粉具有胶凝性能,因此可作为矿物掺合料应用到混凝土生产中㊂相比于作为混合材制备特种水泥,钢渣粉作为混凝土掺合料得到了更广泛的应用㊂王倬[33]在钢渣-水泥复合微粉的胶砂试验中得出:钢渣单掺量应该不高于15%(质量分数);钢渣和矿渣复掺时,总掺比应控制在50%(质量分数)内,且钢渣占比应小于25%(质量分数)㊂董涛[43]将水泥熟料和石膏粉磨至比表面积为360m2/kg后,与钢渣粉均匀混合,也得出了相似的结论,当钢渣掺入量超过30%(质量分数)时,试件早期强度明显降低,初凝和终凝时间显著增长㊂武伟娟[44]通过制备水胶比为0.4的净浆,发现水化12h后,浆体结构密实度随钢渣掺量增加而降低,当钢渣掺量达到40%时,浆体无法硬化成型㊂近年来大量的试验结果[45-47]都表明,过高的钢渣粉掺量会对浆体的成型和强度发展产生负面作用㊂为了进一步发挥钢渣粉的胶凝活性,提高钢渣粉在水泥和混凝土中的掺量,近年来,不少专家㊁学者对含钢渣粉的多元复合胶凝材料做了大量探索㊂赵计辉[48]总结了钢渣粉与几种常见矿物掺合料的复合作用:钢渣与矿渣复合水化时能达到1+1>2的效果;钢渣与粉煤灰的叠加效应取决于二者之间的比例;钢渣与石英粉之间无叠加效应,只有在低掺量的石英粉发挥填充效应时,浆体强度有少许提高;钢渣与硅灰的复合叠加效应只在硅灰掺量较低时产生㊂因此,目前使用较为广泛的正是钢渣-矿渣复合体系,甚至形成了以钢渣和粒化高炉矿渣粉为主要原料,掺入少量石膏粉磨而成的钢铁渣粉㊂Liu等[49]对超细高炉矿渣粉-水泥-钢渣粉三元胶凝体系的力学性能和水化机理进行了研究,发现体系中各组分对强度发展速度的影响和对强度的贡献率均不同㊂钢渣在早期反应程度低,延缓了整体水化进程;矿渣粉在各个阶段都具有较高的反应活性,提高了整体水化程度㊂李健生等[50]也进行了相似研究,将钢渣和矿渣粉当作主要胶凝组分,P㊃O52.5水泥当作碱性激发剂,并掺入4%(质量分数)的活性硅铝质原料,制备出了满足强度要求的早强型钢渣矿渣胶凝材料㊂黄阳等[51]选用了攀钢高碱度(碱度系数为2.5)的含钒钢渣与粉煤灰组成复合胶材,取代30%的基准水泥㊂试验表明,质量比为3ʒ7的钢渣粉与粉煤灰组成的复合胶凝材料的活性指数高于纯钢渣粉和粉煤灰,这是由于粉煤灰中的玻璃体被高碱度的钢渣激发后,协同钢渣中的C2S和C3S产生活性效应㊂但当粉煤灰占比提升,复合胶材的活性指数将降低,早期活性指数低于70%,因此钢渣粉对提高复合胶凝材料的活性有重要意义㊂Liu等[52]将钢渣与硅灰混合研磨制备复合矿物掺合料,发现研磨后的钢渣颗粒上均匀吸附一层硅灰㊂硅灰对CH的消耗有显著贡献,还可增强钢渣微粉与周围C-S-H凝胶的连接,复合矿物掺合料的整体活性随着硅灰含量的增加而提高㊂齐立倩[19]在30%钢渣和70%的水泥复合胶凝体系中,复掺3%(质量分数)的CaCO3和2%(质量分数)的生石灰,硬化体的3d抗压强度提高了59.9%,28d抗压强度提高了2968㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第40卷17.8%㊂这是由于,CaCO3充当了水化产物C-S-H凝胶的晶核,促进了早期水化反应,生石灰的加入可产生更多AFt,两者共同作用使得浆体结构更加密实㊂侯克伟[46]将钢渣与煤矸石按质量比6ʒ4混合,并且在800ħ恒温加热2h后掺入P㊃O42.5水泥中㊂当混合料掺量不超过30%(质量分数)时,硬化体强度均可达到P㊃O32.5水泥的要求㊂目前,对于含钢渣粉的多元复合胶凝材料的水化㊁硬化过程,结构和性能都有较为充分的研究㊂‘用于水泥和混凝土中的钢渣粉“(GB/T20491 2017)㊁‘钢渣粉混凝土应用技术规程“(DG/T J08 2013 2007)㊁‘钢渣粉混凝土“(T/ZACA025 2020)等标准的发布,进一步完善了标准体系架构㊂在产业方面,年产30万t㊁60万t等不同规模的钢渣微粉生产线相继投入市场㊂我国在钢渣粉作为混凝土掺合料领域,已有理论㊁技术㊁标准体系等多方面的支持㊂利用钢渣粉制备混凝土复合胶凝材料对于钢渣资源化利用㊁代替水泥降低CO2的排放和减少混凝土成本方面都具有重要意义,可大力推广㊂随着研究的深入进行,这项技术将逐渐成熟,钢渣将会如同矿渣一样被人们普遍接受与使用㊂2.2㊀钢渣粉制备全固废胶凝材料为了进一步降低水泥熟料的用量,促进工业固废资源化利用,实现环保㊁节能㊁降低成本的目的,我国从20世纪80年代逐渐开始了低熟料以及无熟料钢渣水泥的研究[53]㊂时至今日,对于钢渣基全固废胶凝材料的水化机理研究已有显著成果㊂倪文等[54]选取了一种钙铝含量高㊁铁含量低㊁碱度高的电炉还原渣,与矿渣和石膏磨细混合,配制出了可用于高性能混凝土的全固废复合胶凝材料,其28d胶砂抗压强度达到39MPa㊂通过多种微观测试技术综合分析得出:这种复合胶凝材料之间的协同作用一部分源于复盐效应生成的AFt 类复盐,这种纳米级的针棒状晶体对硬化体有显著的增韧效果;另一部分则归功于电炉还原渣和石膏复合对矿渣活性的激发,使得矿渣可持续水化,最终形成了密实的层状复合结构㊂其中C-S-H凝胶紧密包裹着针棒状的AFt晶体(如图1),这正是抗压强度的主要来源㊂杜惠惠等[55]对水淬高钛高炉渣-钢渣-石膏基胶凝材料进行了研究,认为脱硫石膏中的SO2-4可作为激发剂,促进水淬高钛高炉渣与钢渣协同水化,产生了大量针棒状AFt晶体和非晶态的C-S-H凝胶,网状凝胶紧密包裹着晶体,进一步提高了复合体系的稳定性㊂马旭明等[56]也进行了相似的研究,认为在钢渣-矿渣-脱硫石膏组成的无熟料胶凝体系中,钢渣水化为体系提供了有利的碱性环境,脱硫石膏作为一种硫酸盐激发剂促进了矿渣水化,而矿渣与OH-㊁SO2-4反应又对钢渣的持续水化和脱硫石膏的溶解有促进作用㊂徐东等[57]发现,在钢渣-矿渣-脱硫石膏的三元复合胶凝材料体系中加入碱渣,可以进一步促进各组分发挥最大优势㊂其中矿渣可以提供持续生成C-S-H凝胶所需的活性硅氧四面体[SiO4],和生成AFt及Friedel盐(FS)所需的铝氧四面体[AlO4];钢渣除了发挥自身胶凝活性外,还带有少量的铝酸盐,与脱硫石膏和碱渣中的氯盐反应生成AFt和FS;在最终的水化产物中,针棒状AFt 和六方板状的FS密实填充在C-S-H凝胶孔隙之中,对强度发展起到重要贡献㊂段思宇[58]用20%的粉煤灰超微粉㊁70%的钢渣超微粉和10%脱硫石膏微粉,按照水胶比0.18制备出的净浆试块,其28d抗压强度可达39.6MPa㊂三者之间的协同效应来源于粉煤灰促进了钢渣的二次水化,脱硫石膏中的SO2-4可对粉煤灰起到活化作用㊂综上所述,在多种微观测试及分析技术,如X线衍射(XRD)㊁扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)㊁能量色散谱(EDS)㊁傅里叶红外光谱(FT-IR)㊁热重-差热分析法(TG-DTA)和X线光电子能谱(XPS)等的辅助下,对于钢渣基全固废胶凝材料各组分之间的协同作用机理㊁水化产物的形成机理和发展过程㊁水化各阶段的结构形貌变化和强度来源已有了显著研究成果㊂但要运用于实际工程中,还缺乏对生产工艺㊁配合比设计㊁长期性能方面的研究,与形成一种可运用于市场的钢渣基全固废胶凝材料产品还相距甚远㊂不断完善生产技术,优化原材料配比,并在工程运用中验证其可靠性和可行性是发展钢渣基全固废胶凝材料的重要研究方向㊂近年来,在大宗工业固废综合利用的领域中,展开了较多针对单一种类固废的探索,但缺乏对多固废协同作用的研究[55]㊂钢渣基全固废胶凝材料制备技术正是建立在多固废协同作用的研究上,以钢渣-矿渣-石膏体系为主,通过钢渣粉和石膏不断激发矿粉的潜在活性来实现胶凝性能㊂随着大宗固废资源化需求愈发迫切,多种冶炼渣㊁工业副产石膏的综合利用能力都急需提升㊂以这些盐类和碱类固废为原料,依据钢渣基全固废胶凝材料的制备技术,进行多种全固废胶凝材料的研发是今后的研究发展方向之一㊂㊀第9期邹㊀敏等:钢渣粉在水泥基材料中应用研究综述2969图1㊀电炉还原渣-矿渣-石膏体系不同水化龄期的场发射扫描电镜(FE-SEM)照片[54] Fig.1㊀FE-SEM images of electric furnace reducing slag-slag-gypsum cementitious system at different hydration ages[54]2.3㊀钢渣粉制备充填胶结材料钢渣基胶凝材料早期强度不足和安定性不良的问题阻碍了其在结构混凝土中的广泛应用,但矿井填充对强度要求不高,并且钢渣的低膨胀性能够抵消充填体的微收缩,提升后期强度㊂与硅酸盐水泥这种传统的充填胶结剂相比,充填成本大幅度降低,因此钢渣基胶结材料在矿山充填领域占有更大的市场[59]㊂耿毅[60]创新性地将钢渣㊁矿渣作为主要原材料,研发出了用于矿山采空区的新型充填胶凝材料,并用于建成年产60万t的矿渣-钢渣新型矿山充填胶凝材料生产线㊂刘满超[61]经过正交试验,得出了钢渣粉㊁矿渣粉各35.5%㊁硅酸盐水泥10%㊁矿物调控剂19%的最佳钢渣-矿渣基充填胶凝材料配比,在胶砂比为1ʒ4~1ʒ8㊁充填料浆质量浓度为67%~73%时,充填体28d强度可达1.60~5.24MPa,满足矿山采空区充填要求㊂与硅酸盐水泥充填体相比,可以降低43.95%的成本,并且在力学强度和流动性方面都有更好的表现㊂董培鑫等[62]选取全尾砂为骨料,12%水泥熟料作为碱激发剂㊁2%脱硫石膏作为酸激发剂和1%工业芒硝作为盐类激发剂复合激发,20%钢渣微粉和65%矿渣微粉作为活性材制备充填体㊂当胶砂比为1ʒ6时,70%质量浓度的全尾砂充填体28d强度可达2.78MPa,实现了钢渣废弃物的资源化利用㊂董越等[63]提出:在复合充填胶凝材料中,钢渣粉的取代量在10%~20%时,有利于充填体强度的持续增长;当取代量持续增长时,充填体的吸水量将会升高,收缩率逐渐减小㊂王雪等[64]研究了钢渣粉与钾盐矿尾液的固化机理,认为钢渣可以作为钾盐矿充填料的胶结剂㊂正是钢渣粉反应缓慢㊁持久的特点,使得制备出的充填料前期8h内流动度可达200mm以上,后期28d抗压强度可达到1MPa以上㊂目前,利用钢渣粉㊁矿渣粉等具有胶凝活性的工业固废取代传统硅酸盐类胶结材料,已经成为制备新型矿山充填胶结剂的发展趋势,并且在性能和成本上有更优的表现㊂接下来,急需利用这种新型的充填胶结材料来创建示范工程,这样不仅可以在实际工程中检验这种新型充填胶结材料的可行性㊁可靠性和长期性能,还可以为推广该应用提供典范案例㊂2.4㊀钢渣粉制备干混砂浆钢渣粉的潜在胶凝活性在适当激发下可以替代部分水泥,因此钢渣粉在干混砂浆中的应用研究也引起了人们的普遍关注㊂冯春花等[65]用钢渣粉和钢渣砂制备干混砂浆,硬化后的砂浆强度等级可满足M5㊁M7.5及M10以上要求㊂经过测试发现:钢渣粉取代量小于40%时,对砂浆安定性和强度无不良影响,钢渣粉水化。

利用钢渣砂制备新型干粉质感涂料

利用钢渣砂制备新型干粉质感涂料李诚诚【摘要】利用钢厂排放的固体废弃物——钢渣制备的钢渣砂代替天然砂,与可再分散乳胶粉、颜填料以及其它粉体助剂一起,混合搅拌均匀,制备了一种新型干粉质感涂料.该涂料具有耐水性、耐碱性、耐候性优异、粘结强度高以及造型色彩多样化等特点.【期刊名称】《上海涂料》【年(卷),期】2017(055)006【总页数】3页(P45-47)【关键词】钢渣砂;干粉涂料;质感涂料;环保【作者】李诚诚【作者单位】上海宇培特种建材有限公司,上海 201804【正文语种】中文【中图分类】TQ630.7我国外墙建筑涂料品种繁多，随着人民生活水平的不断提高，以及对环境和健康的更高要求，真石漆和质感漆逐渐占据了市场的主导地位，真石漆和质感漆配方中天然砂的比例高达65%~75%，但是天然砂资源有限，某些地区已经开始限制开采，所以迫切需要寻找其替代品。

钢渣是钢厂炼钢时产生的主要工业废弃物之一，其排放量为钢产量的15%~20%，但目前我国对钢渣的利用率较低。

随着经济的发展，对钢的需求量提高，将进一步增加钢渣的排放量。

加上历年来未处理的钢渣，大量的钢渣堆积不仅占用土地资源，而且给环境和人类健康带来不利的影响，所以解决钢渣的再利用问题迫在眉睫［1-3］。

本研究以钢厂排放的固体废弃物——钢渣制备的钢渣砂代替天然砂，添加一定量的可再分散乳胶粉、颜填料及其它助剂，搅拌混合均匀制得新型干粉质感涂料。

该干粉质感涂料的耐水性、耐碱性、耐候性优异、粘结强度高、不开裂，使用寿命长［4］。

不仅解决了固废再利用的问题，而且延缓了天然砂的开采速度，更加有利于环境保护。

钢渣砂：粒径规格为35~80目。

乳胶粉：选用醋酸乙烯-乙烯、丙烯酸酯可再分散乳胶粉中的一种。

颜料：白色颜料选用金红石型钛白粉，彩色颜料选用氧化铁系无机颜料。

滑石粉：天然滑石矿经过粉碎、研磨而成，细度300目。

其它粉体助剂：疏水改性快溶型羟乙基纤维素醚、木纤维（500 μm）、明凌P803消泡剂、聚羧酸型分散剂、有机硅类憎水剂、洛克伍德602触变润滑剂。

干混砂浆行业资源综合利用

干混砂浆行业资源综合利用兰明章王亚丽北京工业大学摘要：大力发展新型建材、绿色建材已纳入我国发展规划，如同商品混凝土的推广与发展一样,干混砂浆必将在我国得到迅速发展。

如何在干混砂浆行业中更好地利用工业废料，变废为宝是值得研究的问题。

本论文查阅各种工业废料在干混砂浆中的应用相关文献，总结了目前我国干混砂浆行业资源综合利用。

关键字：绿色建材干混砂浆工业废料The Synthetical Using of Resources of Dry-mixed Mortar IndustryLan Mingzhang Wang YaliBeijing University of TechnologyAbstract: Our country already bring the energetical development of new-style building material or green building material into development planning. Like the development of commodity concrete, the dry-mixed mortar certainly will get rapid development in our country. It’s deservly study that using industrial waste in dry-mixed mortar industry and change waste for treasure. This paper consult the interrelated literature of using various industrial waste in the dry-mixed mortar industry, summarize the synthetical using of resources of dry-mixed mortar industry in our country.Keywords: green building material dry-mixed mortar industrial waste1.前言干混砂浆是经烘干筛分处理的细集料与无机胶结料、保水增稠材料、矿物掺合料和添加剂按一定比例混合而成的一种颗粒状或粉状混合物。

钢渣制备干粉砂浆探索试验

钢渣制备干粉砂浆探索试验一、钢渣与干粉砂浆干粉砂浆是指经干燥筛分处理的骨料（如石英砂）、无机胶凝材料（如水泥）和添加剂（如聚合物）等按一定比例进行物理混合而成的一种颗粒状或粉状，以袋装或散装的形式运至工地，加水拌和后即可直接使用的物料。

又称作砂浆干粉料、干混料、干拌粉，有些建筑黏合剂也属于此类。

干粉砂浆在建筑业中以薄层发挥粘结、衬垫、防护和装饰作用，建筑和装修工程应用极为广泛。

长久以来，我国建筑用砂以天然砂为主，但其在采集及使用中出现的诸多问题已引起有关部门的重视，部分城市已将建筑用砂列入禁采矿种。

鉴于国家对砂石矿开发的限制，如果能够将工业废弃物如钢渣等应用到砂浆和混凝土市场，将具有十分重要的意义。

以废弃的钢渣为例，钢渣的颗粒级配、压碎值、磨耗率等各项物理力学指标相当于普通的花岗岩、玄武岩或石灰岩碎石和河沙，是天然碎石和砂的理想替代品。

试验研究表明，在掺入了水泥精后，钢渣不仅可以替代天然砂用于干粉砂浆，而且还节省水泥，为钢渣在建筑业的应用开辟了新的途径。

在此以对钢渣在砂浆中进行的试验情况进行全面分析。

二、原材料准备及预处理1、实验原材料：钢渣、水泥、水、砂、激发剂。

2、预处理：（1）钢渣：①采用试验前期已经准备好的钢渣原料称取2Kg；②较低温度下烘干；③采用鄂式破碎机和球磨机将其破碎粉末到450Kg/m2左右；④将钢渣放入高温炉中煅烧，每次煅烧的温度为600℃；⑤将煅烧后的钢渣磨细400Kg/m2左右，密封以待后续使用。

⑥对钢渣的各项性能进行测定，其数据如下表按 GB /T 176进行，其中烧失量的灼烧温度为700℃士50C ，加热时间为每次15min，烧至衡量。

氯离子按 JC /T 420进行。

密度按 G B/ T 208进行。

比表面积按 GB /T 8074进行。

（2）水泥：注：采用PO42.5水泥，经计算初步估计要10KG，采用密封贮存，防止受潮。

（3）水：注：采用自来水即可。

（4）砂：注：视实验室有何种砂而定。

钢渣粉制备活性粉末混凝土研究的开题报告

钢渣粉制备活性粉末混凝土研究的开题报告摘要：本文介绍了钢渣粉制备活性粉末混凝土研究的目的、现状及发展前景。

通过综合分析文献资料，总结了钢渣粉制备活性粉末混凝土的优点：优质、环保、降低工程成本等。

同时，对于目前存在的研究中的问题，如制备工艺和活性剂的选择等进行了系统阐述和探讨。

关键词：钢渣粉，活性粉末混凝土，制备工艺，活性剂1. 研究目的混凝土在建筑、公路、桥梁等各个领域中应用广泛。

混凝土的性能取决于其各种成分的质量与比例。

传统的混凝土主要由水泥、砂、石子等制成，但这些材料的开采、加工和运输都会带来环境问题，同时，这些传统混凝土存在一些问题，比如强度低、脆性大、耐久性差等。

如何优化混凝土的性能，降低环境负担成为了学者们关注的焦点。

钢渣粉是一种由冶金业中钢铁行业所产生的升温难控、化学性质不稳定的副产物，但具有良好的活性。

利用钢渣粉制备活性粉末混凝土能够提高混凝土的强度、可靠性、耐久性等各方面的性能，同时能够有效的降低环境负担。

因此，本研究旨在深入研究钢渣粉制备活性粉末混凝土的研究现状、制备工艺、活性剂等各方面的问题，为建筑混凝土的改良和优化提供新的思路和方法。

2. 研究现状目前，钢渣粉制备活性粉末混凝土的研究已经进入实验验证和工程应用阶段。

研究者通过添加活性剂，加强钢渣粉的活化处理，在混凝土制备中控制各种条件来达到混凝土优异及稳定性较高的目的。

钢渣粉制备活性粉末混凝土相比于传统混凝土，其性能表现更优异，具有更高的强度、更好的耐久性及更佳的环境保护性。

尽管该领域已有多样化的研究成果，但仍存在一些问题，如制备工艺还存在一定的难度，同时选择合适的活性剂仍需要进一步研究。

3. 研究内容和计划本研究拟开展以下研究：（1）调查研究钢渣粉制备活性粉末混凝土的制备现状；（2）设计不同面积比的钢渣混合粉，优选活性剂；（3）研究钢渣混合粉的耐久性和强度性质；（4）探究不同类型混凝土制备条件下，钢渣混合粉的应用效果。

本研究计划通过对制备工艺，活性剂选择进行探究，优化钢渣粉制备活性粉末混凝土的制备工艺，提高钢渣混合粉混凝土的耐久性和强度性质，并探究不同类型混凝土制备条件下，钢渣混合粉的应用效果。

冶金渣高性能建筑砂浆粉的研制

冶金渣高性能建筑砂浆粉的研制
朱书景;侯浩波;秦莹
【期刊名称】《武钢技术》
【年(卷),期】2010()1
【摘要】通过胶砂强度试验,结合技术经济指标,确定出矿渣高性能建筑砂浆粉的最佳配合比。

并研究该砂浆粉配制砂浆的性能,主要分析砂浆稠度、分层度、强度等技术指标。

结果表明,矿渣高性能建筑砂浆粉可完全取代水泥、石灰膏,配制不同强度标号的砂浆。

【总页数】4页(P33-35)
【关键词】冶金渣;建筑砂浆粉;强度;性能;熟料
【作者】朱书景;侯浩波;秦莹
【作者单位】武钢研究院;武汉大学资源与环境科学学院;武汉理工大学资源与环境科学学院
【正文语种】中文
【中图分类】X757
【相关文献】
1.粉煤灰建筑砂浆粉的研制与生产 [J], 孙秀发;刘凤云
2.搭建我国矿渣粉行业交流平台——全球主要冶金渣及矿渣粉协会综述 [J], 陈恩义
3.搭建我国矿渣粉行业交流平台——全球主要冶金渣及矿渣粉协会综述 [J], 陈恩
义
4.冶金渣粉磨技术现场交流暨冶金渣协会筹备组工作年会在宝钢召开 [J],
5.高性能单组分建筑用腻子粉的研制及应用 [J], 蔡志坚
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