龙钢高炉水渣混凝土砖的研究
高炉水渣用作混凝土细骨料的可行性研究
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4.06 9.39 10.87 25.62 38.81 8.73
O O.82 8.96 49.92 90.52 96.28
4.06 13.45 24.32 49.94 88.75 97.48
10一O 25一O 50一10 70—41 92~70 100一90
2.1.2化学活性 水渣的化学成分与硅酸盐水泥熟料相近,主要
Key words:slag replacing sand;cementitious activity;concrete strength;shrinkage;durability
U 刖菁
随着建筑业的发展和对建筑工程质量的13益 重视,作为混凝土和砂浆基本组成材料之一的建筑 用砂的质量和数量对建筑业的影响13益明显。一 方面市场对砂的质量要求越来越高,数量越来越 大;另一方面符合质量要求的天然砂资源越来越 少,由此引发的工程问题时有发生。随着天然砂资 源的逐渐匮乏,以及国家对天然砂开采的限制,作
more water—reducing agent if the same slump is needed.The compress and flexural strength will increase gradually and the concrete’s resistance of permeability。carbonization and chloride ion penetration will be improved with the increase of slag that replaces sand.
关键词:水渣代砂;胶凝活性;混凝土强度;干缩;耐久性 中图分类号:X757文献标志码:B文章编号:1008—0716(2010)03—0010—05 doi:10.3969/j.issn.1008—0716.2010.03.003
利用粒化高炉矿渣生产混凝土砖的研究
2 实验 结果及 分 析
粒化高炉矿渣 : 来 自于首钢水城钢铁( 集 团) 有 限 责 任公 司 , 在高 炉冶 炼生铁 时 , 所得 以硅 酸盐 与硅 铝酸 盐为主要成分的熔融物 , 经淬冷成粒后为粒化高炉矿 渣 。化 学组 成见 表 1 。
砂石 : 五眼砂 。
1 . 2 实验 方 法
1 . 2 . 1 试件成 型及 养护 粒 化 高炉 矿 渣 非 烧 结 砖 是 以水 泥 为 主 要 胶 凝 材
的粒化高炉矿渣制备非烧结实心砖。 1 原 材料 和 实验 方法
1 . 1 原材 料
料, 石灰为激发剂 , 粒化高炉矿渣和砂石做骨料 。按设 计 配合 比计 算 每组 免烧 砖 各材 料 用量 后 备料 , 加 水 搅 拌, 采用挤压振动成型生产工艺制备试件 , 再进行 自然 养护。 1 . 2 . 2 性能测 试
的 年产 量 在 8 0 0 0 万t 以上 , 通 常 用 于筑 路 、 回填 、 作 水
水泥 : 采用4 2 . 5 普通硅酸盐水泥 , 比 捆驴 阪4 6 5 i n / k g , 2 8 d 抗压 强度 为 4 5 . 3 MP a , 化学 组成见 表 2 。
高炉矿 渣 非烧 结砖 。通过 对矿 渣掺 量 和石 灰 激发 剂 用量 对 力 学性 能 影响 的研 究 , 确 定 出比较合 适 的 配
合 比 。采 用该 配合 比制作 的试 件 的性 能 实验 结 果是 : 2 8 d 抗 压 强度 为 2 8 . 6 MP a ; 冻融 实验 后 强度损 失 为 1 8%, 质 量损 失 为 3 . 2%; 碳 化 实验后碳 化 系数 为 0 . 9 1 ; 软化 实验后 软 化 系数 为 0 . 8 8 。
高炉矿渣粉在水泥和混凝土中的应用技术
高炉矿渣粉在水泥和混凝土中的应用技术一、前言高炉矿渣粉是一种常见的工业废料,它由高炉冶炼铁水时产生的矿渣经过磨细加工而成。
高炉矿渣粉不仅可以减少废弃物的排放,还可以作为水泥和混凝土等建筑材料的掺合料,具有经济性和环保性的双重优势。
本文将详细介绍高炉矿渣粉在水泥和混凝土中的应用技术。
二、高炉矿渣粉的物理化学性质高炉矿渣粉主要由硅酸盐、铝酸盐和钙质等组成。
其细度和化学成分与水泥类似,因此可以代替部分水泥来制造混凝土。
高炉矿渣粉的物理化学性质如下:1.细度:高炉矿渣粉的细度越高,掺入水泥中的难度就越小。
目前,国家有关标准规定高炉矿渣粉的细度应不小于400平方厘米/克。
2.化学成分:高炉矿渣粉的主要化学成分是氧化硅、氧化铝、氧化钙和氧化镁等,其化学成分与水泥类似,但不同品种的高炉矿渣粉的化学成分也会有所不同。
3.活性:高炉矿渣粉在水泥中的活性应高于其在水中的活性,这样才能充分发挥其掺和效果。
三、高炉矿渣粉在水泥中的应用技术高炉矿渣粉在水泥中的应用技术主要包括以下几个方面:1.掺量:高炉矿渣粉的掺量一般为20%~50%,但掺量过高会降低混凝土的强度和耐久性。
2.磨细:高炉矿渣粉的颗粒直径应小于20微米,否则其掺和效果会受到影响。
3.混合:在混凝土制作过程中,高炉矿渣粉应与水泥、砂子和石子等原材料一起混合均匀,以确保掺和效果。
4.养护:混凝土在养护期间应保持一定的湿度,以便高炉矿渣粉得以充分发挥其掺和效果。
四、高炉矿渣粉在混凝土中的应用技术高炉矿渣粉在混凝土中的应用技术主要包括以下几个方面:1.掺量:高炉矿渣粉的掺量一般为20%~60%,但掺量过高会降低混凝土的强度和耐久性。
2.磨细:高炉矿渣粉的颗粒直径应小于20微米,否则其掺和效果会受到影响。
3.混合:在混凝土制作过程中,高炉矿渣粉应与水泥、砂子和石子等原材料一起混合均匀,以确保掺和效果。
4.养护:混凝土在养护期间应保持一定的湿度,以便高炉矿渣粉得以充分发挥其掺和效果。
钢铁行业高炉炼铁水渣的探讨
钢铁行业高炉炼铁水渣的探讨建筑材料的生产在国民经济中占有重要地位,同时也要消耗大量的自然资源,而在混凝土中掺入由钢铁行业高炉炼铁水渣(工业废渣)制成的矿渣微粉作为一种新型建材,在国内外已开始得到广泛应用。
一、钢铁行业高炉炼铁水渣的生成及特性高炉炼铁是钢铁行业最重要的基础工序,其产生的工业废渣约占整个钢铁行业总渣量的70%以上,按2014年全国生铁年产71200万吨计,高炉炼铁水渣产生量约为26344万吨。
如此大量的废渣得不到及时处理将占用国家大量土地资源,因此,高炉水渣综合利用一直是钢铁行业的重要任务。
炼铁是以烧结矿为原料,另加焦炭(燃料和还原剂)、块矿和辅料(熔剂和石灰石)等,按一定比例称量、配料后送往高炉炉顶布料入炉,由热风炉从高炉下部风口向高炉炉缸鼓入热风助焦炭燃烧,并向高炉炉缸喷吹入煤粉燃烧。
炉内原、燃料在高温下熔化而逐渐下降,在炉料下降、煤气上升过程中,先后发生传热、分解、还原、熔化、渗炭、脱炭、脱硫和造渣等反应,使烧结矿中的氧化铁被还原成金属铁水,杂质与加入的石灰石等结合生成炉渣,铁水从高炉炉底出铁口间断排出,装入铁水罐送往炼钢厂,渣液从出渣口排出,水淬后生成高炉水渣,高炉煤气从炉顶引出,经除尘净化后作燃料使用。
高炉水渣化学成分主要是SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、TiO2、MnO2等,其形态是含有95%以上的玻璃体和硅酸二钙、钙黄长石、硅灰石等矿物,与水泥成份接近。
二、矿渣微粉生产的工艺流程与环境保护1、矿渣微粉生产的工艺流程矿渣微粉是高炉水渣经过研磨得到的一种超细粉末,属建材高新科技产品。
由原料系统送来的高炉水渣经气动两路阀喂入立磨内,被磨辊在旋转的磨盘上挤压粉碎成粒径大小不一的矿渣微粉颗粒,在热风炉中通过燃烧煤气产生的干燥气体从立磨进气口自下而上进入磨机,烘干并携带磨机内被磨碎到一定粒径的矿渣微粉颗粒上升进入立磨上部的高效选粉机。
可以上升到选粉机高度的矿渣微粉粒径大小与干燥气体流速成正比,流速越大进入高效选粉机的矿渣微粉颗粒粒径越大(重量越大),根据该原理可以通过控制干燥气体流速生产不同粒径矿渣微粉产品来满足客户的质量要求。
钢铁冶炼中的渣化研究
钢铁冶炼中的渣化研究随着工业化的不断发展,钢铁冶炼已成为现代工业中不可或缺的一环。
在钢铁生产中,生产过程中必然会产生一些废渣,这些废渣可能会对环境造成污染,同时也会造成资源的浪费。
因此,研究钢铁冶炼中的渣化问题,尤为重要。
渣化是指在钢铁生产过程中,通过科学的方法,使产生的废渣变得更有价值,在产生完全可以当做资源的同时,减轻对环境的污染。
渣化在钢铁冶炼中的研究非常广泛,主要分为粉磨、泥化、热强度、水合反应等方面。
其中,粉磨可以将废渣以粉状的形式用作辅料;泥化是将废渣与其他原料混合,形成有用的新材料;热强度是通过热源将废渣进行预热或者重熔;水合反应是在废渣中掺入一定量的水,形成可以使用的新材料。
渣化的方式和方法有很多,但不同的方式和方法,可以应用于不同的废渣类型。
以下是几个常见的钢铁生产中的渣化研究方向。
1.高炉炉渣渣化研究高炉炉渣是一种由生产过程中产生的热熔剂和不熔剂混合而成的废渣。
高炉炉渣的处理一直是热议话题。
在渣化利用研究中,掌握高炉炉渣的物化特性非常重要。
相对于在高炉生产过程中回收炉渣对当期生产过程的影响,立足于炉渣回收对后续生产过程的影响研究更加有意义。
针对高炉炉渣的渣化利用研究包括了热态熔化研究、热处理改性研究和化学硬化研究。
2.转炉炉渣渣化研究转炉炉渣是一种在钢铁成品生产过程中产生的废渣,含有一定比例的氧化铁、氧化钙、氧化硅和少量的氧化镁等元素。
转炉工艺的多样性决定了其产生的渣相当多,并且每种渣都有自己的特点和使用价值。
转炉炉渣的研究主要包括渣化减量化、热稳定性提高、基础参数控制和基础性质调控等内容。
3.其他钢铁冶炼中的渣化方法除了高炉和转炉炉渣以外,钢铁冶炼中还有其他类型的废渣需要进行渣化研究。
例如,在钢铁废气处理过程中产生的氧化铁,在进行纳米材料制备过程中往往具有潜在的应用价值;钢渣钙化处理可以使用钢渣生产具有广泛用途的碱性固化剂等等。
总之,钢铁冶炼中的渣化属于复杂的系统工程,在研究过程中需要不断探索,拓宽研究的领域和深度。
高炉矿渣粉在混凝土中的应用效果研究
高炉矿渣粉在混凝土中的应用效果研究一、前言高炉矿渣是钢铁工业生产过程中产生的副产品,经过一系列的加工处理后可以得到高炉矿渣粉。
高炉矿渣粉是一种优质的混凝土掺合料,具有较高的活性和流动性,可以提高混凝土的强度和耐久性。
本文将对高炉矿渣粉在混凝土中的应用效果进行研究。
二、高炉矿渣粉的特性及应用1.高炉矿渣粉的特性高炉矿渣粉是一种细粉状物质,其颜色为浅灰色或深灰色。
其主要成分为硅酸盐、铝酸盐和钙质等杂质。
高炉矿渣粉具有较高的玻璃化程度和活性,可以在混凝土中起到促进反应、提高强度、改善耐久性的作用。
2.高炉矿渣粉的应用高炉矿渣粉可以广泛应用于各种混凝土中,如钢筋混凝土、预应力混凝土、自密实混凝土等。
在混凝土中,高炉矿渣粉可以取代部分水泥,降低混凝土的成本,同时还可以提高混凝土的强度和耐久性。
三、高炉矿渣粉在混凝土中的应用效果研究1.强度效果高炉矿渣粉可以促进混凝土中水泥的水化反应,从而提高混凝土的强度。
一般来说,高炉矿渣粉的掺量越大,混凝土的强度就越高。
研究表明,当高炉矿渣粉的掺量为30%时,混凝土的28d抗压强度可以提高20%左右。
2.耐久性效果高炉矿渣粉可以改善混凝土的耐久性。
由于高炉矿渣粉中含有大量的硅酸盐和铝酸盐等活性物质,可以与水泥中的Ca(OH)2反应生成C-S-H凝胶,填充混凝土中的空隙,从而提高混凝土的密实性和抗渗性。
研究表明,当高炉矿渣粉的掺量为40%时,混凝土的抗渗性能可以提高50%以上。
3.流动性效果高炉矿渣粉可以提高混凝土的流动性。
由于高炉矿渣粉中含有较多的细粉,可以填充混凝土中的空隙,从而改善混凝土的流动性。
研究表明,当高炉矿渣粉的掺量为20%时,混凝土的流动性可以提高10%左右。
四、高炉矿渣粉在混凝土中的应用注意事项1.掺量的选择高炉矿渣粉的掺量应根据混凝土的强度和耐久性要求来确定。
一般来说,掺量在20%~50%之间,掺量过多会影响混凝土的强度和流动性。
2.混凝土拌合物的设计高炉矿渣粉在混凝土中的应用需要重新设计混凝土拌合物,以保证混凝土的强度和耐久性。
高炉矿渣粉在混凝土制品中的应用效果
高炉矿渣粉在混凝土制品中的应用效果一、前言高炉矿渣粉(Ground Granulated Blast Furnace Slag Powder,简称GGBFS)是一种由高炉矿渣经过水淬冷却后磨制得到的细粉状物质。
GGBFS具有较高的活性和较好的水化反应性能,可以为混凝土提供很好的力学性能、耐久性和化学稳定性能。
在混凝土制品中的应用效果备受关注,本文将对高炉矿渣粉在混凝土制品中的应用效果进行详细的探讨。
二、高炉矿渣粉的性能1.物理性能高炉矿渣粉的物理性能主要包括颗粒大小、密度、吸水率、比表面积等。
其中,高炉矿渣粉的颗粒大小一般在5-45um之间,比表面积可以达到400-600㎡/kg左右。
此外,高炉矿渣粉的密度比水略大,吸水率较小。
2.化学性能高炉矿渣粉的化学成分主要包括二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化铁(Fe2O3)等。
其中,SiO2和Al2O3是高炉矿渣粉的主要成分,占总量的60-80%左右。
此外,高炉矿渣粉中还含有一定量的氧化钙、氧化镁等物质。
3.水化反应性能高炉矿渣粉的水化反应性能主要包括初期及后期强度发展、水化产物类型及含量、膨胀性等。
研究表明,高炉矿渣粉的水化反应速度较慢,但长期强度提高较快,可以为混凝土提供较好的耐久性。
三、高炉矿渣粉在混凝土制品中的应用效果1.提高混凝土的力学性能高炉矿渣粉可以替代部分水泥,提高混凝土的综合力学性能。
研究表明,在一定掺量下,高炉矿渣粉可以显著提高混凝土的抗压强度、抗拉强度、弯曲强度等力学性能。
2.提高混凝土的耐久性高炉矿渣粉可以降低混凝土的渗透性和碱骨料反应,提高混凝土的耐久性。
研究表明,适量掺入高炉矿渣粉可以显著降低混凝土的渗透系数、碱骨料反应程度,提高混凝土的耐久性。
3.改善混凝土的工作性能高炉矿渣粉可以改善混凝土的工作性能,提高混凝土的可塑性和流动性。
研究表明,在适当的掺量下,高炉矿渣粉可以显著提高混凝土的坍落度、流动性和可塑性。
高炉水渣是副产品的文件
高炉水渣是副产品的文件高炉水渣是钢铁冶炼过程中产生的一种副产品。
它是由高炉中的矿石、焦炭和石灰石等原料经过还原反应产生的固体废物。
高炉水渣具有广泛的应用价值,并且对环境和人体健康具有一定的风险。
下面将从高炉水渣的形成、性质、应用以及环境和健康影响等方面进行详细介绍。
首先是高炉水渣的形成。
高炉是钢铁冶炼的主要设备,它通过还原反应将矿石中的铁氧化物还原为铁。
在高炉冶炼过程中,原料矿石、焦炭和石灰石等被投入高炉中,经过高温还原反应后,产生大量的金属铁和一部分的高炉水渣。
高炉水渣是由高炉中的非金属物质如石灰石、硅酸盐等在高温条件下发生化学反应形成的一种固体废物。
其次是高炉水渣的性质。
高炉水渣主要由二氧化硅、氧化钙、氧化铝等成分组成,呈现灰白色或灰棕色。
水渣具有较高的硬度、抗压强度和耐火性能,同时具有一定的毒性。
其中,二氧化硅是水渣中的主要成分,具有一定的活性,容易吸湿、吸附有害物质。
因此,在处理和利用高炉水渣时需要采取相应的预防措施。
高炉水渣的应用十分广泛。
首先,可以用作建筑材料的原料。
高炉水渣中含有氧化钙等成分,可以用于生产水泥、砂浆、混凝土等建筑材料。
其次,可以用作冶金原料。
高炉水渣中含有一定比例的铁,可以回收利用,用于冶炼过程中的其他用途。
此外,高炉水渣还可以用于道路修建、填土和土壤改良等领域。
然而,高炉水渣的处理过程中也存在一定的环境和健康风险。
首先,高炉水渣含有一定比例的重金属元素,这些重金属具有毒性,并且容易在环境中积累。
如果处理不当,可能会对地下水、土壤和周围环境造成污染。
其次,高炉水渣含有一定的粉尘,如果长时间暴露在高炉水渣附近,可能会对健康产生不良影响。
因此,在高炉水渣的处理和利用过程中,必须严格控制环境污染,并采取有效的防护措施来保护工人的健康。
综上所述,高炉水渣是钢铁冶炼过程中产生的一种副产品,具有较高的应用价值。
然而,在处理和利用高炉水渣时,需要注意其成分特性,采取相应的预防措施,防止环境污染和健康风险的产生。
高炉矿渣粉在水泥和混凝土中的新型应用及其效果评估
高炉矿渣粉在水泥和混凝土中的新型应用及其效果评估一、引言随着工业化的进程,高炉矿渣的产生量逐年增加。
高炉矿渣是指在冶金过程中产生的一种废弃物,其中包含大量的SiO2、Al2O3、CaO等物质。
在过去,高炉矿渣主要被用作路基、填埋等场合。
但是,随着人们对环保和可持续发展的认识加深,高炉矿渣的回收利用成为了一种重要的途径。
其中,将高炉矿渣加工成矿渣粉,用于水泥和混凝土中,是一种新型的应用方式。
二、高炉矿渣粉的制备和性质1.高炉矿渣粉的制备高炉矿渣粉的制备可以采用干法或湿法。
干法是将高炉矿渣经过研磨、筛分等工艺处理后制得的,湿法则是将高炉矿渣与水混合后再经过研磨等工艺处理得到的。
目前,干法制备高炉矿渣粉是主流的方式,因为它可以减少水的使用量,降低生产成本。
2.高炉矿渣粉的性质高炉矿渣粉主要由玻璃体、晶体和氧化物等组成。
其中,玻璃体是高炉矿渣粉的主要组成部分,占比可达70%以上。
在水泥和混凝土中使用高炉矿渣粉可以起到以下作用:(1)改善混凝土的工作性能:高炉矿渣粉可以降低混凝土的黏度,提高其流动性,使混凝土易于浇筑和振捣。
(2)提高混凝土的强度:高炉矿渣粉中的硅酸钙和硅酸三钙等化合物可以与水产生化学反应,生成凝胶体,提高混凝土的强度和耐久性。
(3)降低混凝土的热释放:高炉矿渣粉中的玻璃体可以降低混凝土的热释放,减少混凝土的开裂和变形。
三、高炉矿渣粉在水泥中的应用1.高炉矿渣粉对水泥性能的影响高炉矿渣粉在水泥中的应用可以起到以下作用:(1)降低水泥的热释放:高炉矿渣粉中的玻璃体可以降低水泥的热释放,减少水泥的开裂和变形。
(2)提高水泥的耐久性:高炉矿渣粉中的硅酸钙和硅酸三钙等化合物可以与水产生化学反应,生成凝胶体,提高水泥的强度和耐久性。
(3)改善水泥的工作性能:高炉矿渣粉可以降低水泥的黏度,提高其流动性,使水泥易于浇筑和振捣。
2.高炉矿渣粉与水泥的掺配比例高炉矿渣粉与水泥的掺配比例一般在20%~50%之间,具体的比例需要根据混凝土的用途、性能要求和材料的质量等因素来确定。
高炉重矿渣在混凝土骨料中的应用(全文)
高炉重矿渣在混凝土骨料中的应用前言:高炉重矿渣是炼铁工艺排出的废渣,经破碎用于建筑施工场地的回填和道路的铺垫。
近年来,由于天然碎石、卵石、河砂等混凝土主要材料资源逐渐枯竭,如找不到替代品,混凝土行业会面临主材短缺或运费增高的生存危机。
1、利用本钢高炉重矿渣的化学成分稳定,体积未出现膨胀收缩导致爆裂的特点做预拌混凝土的粗、细骨料。
这种稳定的结构符合混凝土骨料的要求。
2、本钢高炉重矿渣的表观密度为2520K/ m3,是碎石密度的93%-95%。
堆积密度为1270K/ m3是碎石密度84%-85%,空隙率是碎石的1.3-1.4倍。
因此,本钢高炉重矿渣与天然碎石、河砂的物理性能接近,可替代逐渐枯竭的天然碎石河砂,可用于强度等级C30以下一般混凝土骨料。
3、高炉重矿渣的空隙率较大,吸水量比一般碎石高,多孔状的重矿渣强度较低一般为一般碎石强度的45%-50%。
由于重矿渣吸水率大,保水性能好。
因此,矿渣混凝土拌合物的泌水率比碎石混凝土低30%-40%。
4、由于矿渣表面粗糙,密度变化较大,在和易性相近的情况下其砂率比一般碎石混凝土高些,通常增加2%-5%。
二、工艺原理应用“冶金高炉重矿渣资源再利用”的科研成果,将废弃的高炉重矿渣加工成混凝土中的粗细骨料。
通过对高炉重矿渣化学成份物理性能和水泥适用性的试验研究使至成为替代自然资源枯竭的碎石、卵石、河砂的新产品,符合节能减排环保的基本国策。
三、施工工艺流程及操作要求四、操作要点1、矿渣混凝土配合比设计。
1.1基本规定(1)配合比设计按《一般混凝土配合比设计规程》JGJ55―20XX执行。
(2)混凝土水灰比宜小于等于0.5,不同水灰比的矿渣混凝土强度的变化规律与一般碎石混凝土相似。
但大坍落度混凝土抗压强度低于一般碎石混凝土强度5%以内。
(3)矿渣混凝土适于双掺技术,当掺入二级以上粉煤灰或细度大于350O/kg的矿渣粉时其和易性较好,强度高于未掺合料的混凝土。
(4)配合的设计中,宜掺适量外加剂,减少用水量。
炼铁技术创新高炉渣的形成与控制方法研究
炼铁技术创新高炉渣的形成与控制方法研究炼铁技术创新:高炉渣的形成与控制方法研究炼铁是一项重要的冶金工艺,对于钢铁产业的发展起着至关重要的作用。
高炉渣是在炼铁过程中产生的一种矿渣,对炼铁效果和环保问题都有很大的影响。
因此,研究高炉渣的形成与控制方法具有重要的理论意义和实际应用价值。
一、高炉渣的形成机理高炉渣的形成与矿石中的成分和高炉操作条件有着密切的关系。
在高炉内,矿石经过还原、氧化、熔化等过程,产生一系列的化学反应,形成高炉渣。
具体而言,高炉渣的形成机理包括以下几个方面:1. 矿石的成分:不同种类的矿石含有不同的成分,例如铝、硅、钙、镁等元素的含量都会影响高炉渣的形成。
矿石中的这些成分在高炉内经过一系列的化学反应,形成渣化物。
2. 还原反应:在高炉内,矿石在高温状态下受到还原气体的作用,产生一系列还原反应。
这些还原反应会使部分金属元素从矿石中析出,形成固体颗粒,进而成为高炉渣的组成部分。
3. 氧化反应:与还原反应相对应的是氧化反应。
在高炉内,氧气与金属元素反应,形成金属氧化物。
这些氧化物与其他成分一起,进一步形成高炉渣。
4. 熔化过程:高炉温度高达数千摄氏度,这种高温下矿石中的金属氧化物和渣化物都会熔化,形成液体高炉渣。
二、高炉渣的控制方法了解高炉渣形成的机理,对于控制高炉渣的形成具有重要的指导意义。
以下是一些常用的高炉渣控制方法:1. 控制矿石成分:通过选择合适的矿石,调整矿石的成分,可以有效地控制高炉渣的形成。
例如,减少矿石中含硅和含铝的成分可以降低高炉渣中的硅酸盐含量,提高高炉渣的流动性。
2. 优化还原条件:合理控制高炉的还原条件,可以减少氧化反应产生的金属氧化物,从而减少高炉渣的产生量。
增加还原剂的使用量、增加还原温度等都可以有效地改善还原条件。
3. 渣化物控制技术:渣化物是高炉渣形成的关键部分,对其进行控制可以达到调控高炉渣的目的。
一种常用的方法是添加渣化剂,例如石灰石、白云石等,在炼铁过程中形成易于掌控和处理的渣化物。
龙钢高炉水渣混凝土砖的研究
龙钢高炉水渣混凝土砖的研究摘要:以龙钢高炉水渣为主要原料,配以石灰和石膏为碱性激发剂,水泥作为交结剂,通过配料、轮碾、压力成型,自然养护制成的MU10等级的免蒸高炉水渣混凝土砖,有较高的强度和耐久性。
实验结果表明:高炉水渣和碱性激发剂相结合作为胶凝材料可以部分或全部替代水泥,同时高炉水渣利用率达到85%以上,大大降低了生产成本,具有良好的社会效益、经济效益和环境效益。
关键词:高炉水渣;体积安定性:碱性激发剂:抗压强度陕西龙门钢铁集团有限责任公司年产钢400万吨,年产高炉水渣40万吨左右,目前有历年堆积废钢渣200万吨。
龙钢从1985年开始冶金渣的综合利用工作,龙钢环保公司投资建成了利用高炉水渣生产免烧砖2000万块的生产线,取得了社会、经济双重效益。
利用高炉水渣生产免烧砖,它是以高炉水渣为集料,以水泥、石灰为交结料,配以各种外加剂而制成的承重和非承重砖体,它是开发渣山综合利用的一项新途径,既能变废为宝,合理利用高炉水渣,又能为建筑业提供经久耐用,价格低廉的材料。
1原料及其特性①高炉水渣。
本研究用的是龙钢炼铁厂的高炉水渣(以下简称水渣),水渣经磁选后通过3mm孔筛。
水渣作建材用于生产水泥和混凝土,由于水渣具有潜在的水硬胶凝性能,在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂作用下,可以作为优质的水泥原料,可制成:矿渣硅酸盐水泥、石膏矿渣水泥、石灰矿渣水泥、矿渣砖、矿渣混凝土等[1,2]。
②生石灰。
细度要求为0.080mm方孔筛,筛余量不大于25%。
生石灰要保证有效CaO含量不低于70%,有效CaO含量越高,其对高炉水渣的技法效果就越好。
MgO含量要尽量控制,尽量小于4%,因为MgO会影响产品发生吸水反应,产生体积膨胀,使免烧砖炸裂,安定性不良,而且会延长反应时间。
同时还会使砖坯在养护晒干过程中,还没有形成一定强度就已经开裂,另外,石灰的含碳量、可溶性盐类含量也会影响免烧砖的质量,因此,选用优质石灰十分重要。
实践表明, 生石灰掺量一般应控制在8 %~18 %。
高炉矿渣粉作高性能混凝土掺合料的研究和应用
高炉矿渣粉作高性能混凝土掺合料的研究和应用1 前言粒化高炉矿渣作水泥混合材生产矿渣水泥在我国已有近五十年历史。
数量之大利用之广是公认的。
矿渣水泥具有良好的物理力学性能和耐久性能在混凝土工程实践中得到肯定。
随着粉磨工艺的发展及商品混凝土的兴起,粒化高炉矿渣粉作水泥混合材和高性能混凝土掺合料得到更广泛地利用。
八十年代以来, 美、日、英、法、加拿大、奥地利等国家相继制订了国家标准。
从90年代开始,冶金部建筑研究总院工业渣处理利用研究室等科研单位研究工业渣粉作高性能混凝土掺合料取得成功,尔后,冶建总院试验厂生产了近万t掺合料,用于首都机场扩建工程和北京的其它建筑工程,取得了良好的技术经济效果。
引起了混凝土界高度重视,成为一项高新技术成果,业已制定了国家标准。
2 高性能混凝土掺合料是21世纪混凝土发展的关键混凝土自诞生以来,在世界范围内被广泛采用。
过去由于过多重视混凝土的强度而忽视耐久性能,造成许多混凝土建筑工程早期破坏,致使投入大量资金重建或维修。
美、英等国家建筑专家自90年代以来提出高性能混凝土的新概念。
因此,我国水泥和混凝土专家也开始对高性能混凝土进行系统的研究。
高性能混凝土是21世纪我国建筑业的主要结构材料。
高性能混凝土是指具有强度高、耐久性好,同时具有良好的工作性能的混凝土。
强度高是指强度等级在C60以上。
耐久性能好是指耐磨性、水化热、胀缩性、脆性、韧性、疲劳强度、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性、抗碱集料反应及抗钢筋锈蚀等性能好。
良好的工作性是指混凝土拌合物应具有良好的施工性能,如粘聚性、不泌水性、可泵性等。
随着高层建筑和超高层建筑、大跨度桥梁、高速公路等工程建设的快速发展,强度等级在C60以上的混凝土就用量增大。
以前配制高强混凝土依赖于高标号水泥和外加剂,但是只用高标号水泥配制的混凝土水化热高,易产生裂缝,导致混凝土强度降低。
采用降低混凝土的水灰比,减少混凝土的孔隙率,增加密实度的方法,其后果是不能保证施工时的大流动度的要求,同时水灰比降至0.3~0.2时, 必然有大量的水泥颗粒得不到充分水化,影响混凝土的后期耐久性。
高炉水渣的性能特征及应用途径
高炉水渣的性能特征及应用途径刘邦军 池鹏飞 赵慧玲(安钢集团综合利用开发公司)摘要 对水渣的成矿原因及其基本特性进行了分析,研究了水渣以及水渣超细粉对水泥及混凝土的影响,阐述了水渣超细粉深加工的重要意义。
关键词 水渣 特性 综合利用THE APPILATION WAY A ND PERFOROMANCE CHAR AC TERISTICOF BLAST FURNAC E WATER D REGSLiu Bangjun Chi Pengfei Zhao Huiling(Anyang Lron&Steel Group Co.,Ltd)ABSTRACT It analys ted that minerlization reason and the basic characteristic of water dregs.It has strdied water drges and su-perfine power influence to the cement and the concrete,It elaborated the vital significance of water dregs superfine power in tensive processingKEY WORDS characteristic comprehensive utilization0 前言水渣属于工业固体废料的一种,由于其具有潜在的水硬胶凝性能,作为水泥生产的混合材早已广泛应用。
但是,随着炼铁产量的不断提高,水渣产生量大幅度增长,造成大量堆积,成为困扰企业发展和社会环境治理的一大问题。
了解和研究水渣的性能特征,开发和综合利用水渣,对废物利用、发展循环经济,建设资源节约型社会,具有十分重大的意义。
近年来,随着国内加工技术的不断提高和对水渣的深入研究,发现将水渣磨细到一定细度后,性能有所改变,应用更加广泛。
1 水渣的成矿原因水渣是钢铁企业冶炼生铁时,由铁矿石中的非铁成份和焦炭、喷吹煤中的灰份等熔化后,从高炉中排出的产物。
浅谈高炉矿渣用于沥青混凝土路面面层的应用探索
浅谈高炉矿渣用于沥青混凝土路面面层的应用探索高炉矿渣是一种重要的工业废渣,其具有较高的碱度和活性,广泛应用于建筑材料、道路工程等领域。
近年来,随着对环保要求的提高和资源化利用的推进,高炉矿渣在沥青混凝土路面面层中的应用成为研究的热点之一。
本文将就高炉矿渣在沥青混凝土路面面层中的应用进行探索和分析,探讨其对路面性能及环境效益的影响,为相关领域的研究提供参考。
一、高炉矿渣概述高炉矿渣是在冶炼铁矿石过程中生成的一种矿石冶金副产品,通常由氧化铁、硅酸盐、石灰质和碱金属等成分构成。
由于其成分复杂、结构致密、硬度较大,使得高炉矿渣具有良好的力学性能和化学活性。
值得一提的是,高炉矿渣中所含氧化铁的含量较高,具有较好的耐久性和防腐蚀性,因此在建筑材料领域的应用十分广泛。
二、高炉矿渣在沥青混凝土路面中的应用现状由于高炉矿渣具有较高的活性和碱度,其具有良好的填充性、粒子表面性能和化学活性,因此可以作为替代骨料应用于沥青混凝土路面面层中。
一些研究表明,将高炉矿渣与合适的沥青和添加剂搅拌制成沥青混凝土,其路面性能优良,且对环境具有较好的效益。
高炉矿渣在沥青混凝土路面中的应用前景广阔。
1.力学性能高炉矿渣具有较高的硬度和结构致密性,其在混凝土中可以增加路面的硬度、耐磨性和耐压性,提高路面的承载能力和使用寿命。
其在混凝土中还能够填充空隙,提高混凝土的密实性和稳定性,从而增强路面的耐久性和抗裂性。
2.耐久性由于高炉矿渣中含有较高的氧化铁,其在路面中的应用可以有效提高路面的抗腐蚀性和抗老化性,减缓路面的磨损和劣化速度,从而延长路面的使用寿命。
高炉矿渣还能够降低沥青混凝土的渗水性,提高路面的防水性能。
3.环境效益沥青混凝土中的高炉矿渣可以有效减少对天然石料的需求,降低采矿对环境的破坏,同时减少石料的运输和加工成本,降低路面工程的成本。
高炉矿渣还能够有效利用工业废渣资源,减少废渣的堆放和污染,对环境具有一定的积极作用。
虽然高炉矿渣在沥青混凝土路面中的应用存在许多优势,但也面临一些问题和挑战。
高炉矿渣粉在水凝混凝土中的应用与研究
高炉矿渣粉在水凝混凝土中的应用与研究摘要:高炉矿渣粉作为一种低碳环保的材料,对碳排放的减少做出了一定贡献,对建设绿色环保城市提供大量补给。
掺入高炉矿渣粉的混凝土其性能参数与未掺入矿渣粉的混凝土的性能参数在配比达到一定的情况下,相应性能参数相差不大,可大量投入生产,该技术在德国、荷兰、英国等发达国家发展成熟,不仅创造优异的经济效益,而且对温室效应二氧化碳排放做出巨大贡献。
关键词:高炉矿渣粉;成比表面积;掺入量1、基本原理水泥基体的密实程度在一定程度会受活性掺合料的活性影响,而在水泥中一定比例掺和高炉矿渣粉,碱性矿渣粉活性比大于1.6时,具有的潜在活性,会增加水泥基体的密实度。
具体化学基理就是将水泥与水混合后由于水化作用产生氢氧化钙物质,而高炉矿渣粉中存在大量的氧化钙、氧化镁、三氧化二铝、三氧化二铁3物质[1],另外高炉矿渣粉中也存在一定含量的SiO2物质,对后续形成硅酸钙和铝酸钙凝胶晶体的形成起促进作用,进而达到提高混凝土密实度的目的,在一定程度上改善混凝土的力学性能和耐久性性能,具体化学反应过程见公式(1)~(4)。
2(3CaO.SiO2)+6H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+3Ca(OH)2 (1)2(2CaO.SiO2)+4H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+Ca(OH)2 (2))3CaO.Al2O3+6H2O→3CaO.Al2O3.6H2O(3)4CaO.Al2O3.Fe2O3+7H2O→3CaO.Al2O3.6H2O+CaO.Fe2O3.H2O (4)2、高炉矿渣粉的组成取三批次某钢厂生产的高炉矿渣粉,对其组分含量进行测量,由表1高炉矿渣粉的主要成分可以看出,矿渣粉中主要成为SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Fe2O3,且占比分别为93.30%、93.34%、93.46%,都在90%以上,碱度分别为1.98、2.00、2.00,都达到1.6以上,属于潜在活性材料。
表1 高炉矿渣粉的主要成分3、高炉矿渣粉的性能参数为了充分发挥高炉矿渣粉中所含有效成分的活性,通过熟料和矿渣粉易磨性实验可知,为了使高炉矿渣粉的组分得到有效的活性发挥,就需要矿渣粉加到到相应的精度度,因此应使用相应型号的球磨机生产比表面积为475m2/kg的矿渣粉,使矿渣粉中的组分能够充分与相应水泥基体中物质接触,完成有效的物理化学反应,促进凝胶膜层的产生[2]。
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龙钢高炉水渣混凝土砖的研究
摘要:以龙钢高炉水渣为主要原料,配以石灰和石膏为碱性激发剂,水泥作为交结剂,通过配料、轮碾、压力成型,自然养护制成的MU10等级的免蒸高炉水渣混凝土砖,有较高的强度和耐久性。
实验结果表明:高炉水渣和碱性激发剂相结合作为胶凝材料可以部分或全部替代水泥,同时高炉水渣利用率达到85%以上,大大降低了生产成本,具有良好的社会效益、经济效益和环境效益。
关键词:高炉水渣;体积安定性:碱性激发剂:抗压强度
陕西龙门钢铁集团有限责任公司年产钢400万吨,年产高炉水渣40万吨左右,目前有历年堆积废钢渣200万吨。
龙钢从1985年开始冶金渣的综合利用工作,龙钢环保公司投资建成了利用高炉水渣生产免烧砖2000万块的生产线,取得了社会、经济双重效益。
利用高炉水渣生产免烧砖,它是以高炉水渣为集料,以水泥、石灰为交结料,配以各种外加剂而制成的承重和非承重砖体,它是开发渣山综合利用的一项新途径,既能合理利用高炉水渣,又能为建筑业提供经久耐用,价格低廉的材料。
1原料及其特性
①高炉水渣。
本研究用的是龙钢炼铁厂的高炉水渣(以下简称水渣),水渣经磁选后通过3mm孔筛。
水渣作建材用于生产水泥和混凝土,由于水渣具有潜在的水硬胶凝性能,在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂作用下,可以作为优质的水泥原料,可制成:矿渣硅酸盐水泥、石膏矿渣水泥、石灰矿渣水泥、矿渣砖、矿渣混凝土等[1,2]。
该水渣的化学成分和矿物组成见表1。
②生石灰。
细度要求为0.080mm方孔筛,筛余量不大于25%。
生石灰要保证有效CaO含量不低于70%,有效CaO含量越高,其对高炉水渣的技法效果就越好。
MgO含量要尽量控制,尽量小于4%,因为MgO会影响产品发生吸水反应,产生体积膨胀,使免烧砖炸裂,安定性不良,而且会延长反应时间。
同时还会使砖坯在养护
晒干过程中,还没有形成一定强度就已经开裂,另外,石灰的含碳量、可溶性盐类含量也会影响免烧砖的质量,因此,选用优质石灰十分重要。
实践表明, 生石灰掺量一般应控制在8 %~18 %。
对生石灰的质量要求见表2。
③石膏。
石膏也是免烧砖的重要原料之一。
他用量虽然不大,但却对高炉水渣的活性激发有很大影响。
石膏的加入可以加速石灰与SiO2、Al2O3的化学作用,促进水化硅酸钙、氯酸钙的形成,并可加速胶凝物质的结晶过程。
在免烧砖反应体系里,石膏起到的是促进剂的作用。
他可以和石灰产生协同效应,是激发作用更好的发挥。
同时石膏又可以与Al2O3反应,形成铝硫酸钙胶凝物质,对免烧砖的强度提高产生直接作用。
另外,在免烧砖的配合料中加入相当于石灰用量的2%~3%的石膏,可以使石灰浆体的膨胀值控制在1%左右,有利于体系的安定性。
同时,石膏对石灰有缓凝作用,可影响其消化速度,发挥了凝固调节效应,从而可以提高免烧砖的早期强度,尤其对免烧砖的抗折强度影响很大。
为降低制品成本,也可以大量利用工业化学石膏。
④水泥。
应优先选用高碱度的普通硅酸盐水泥,尽量避免选用低碱度硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥以及低碱度硅酸盐水泥。
因为水泥的碱性有利于激发高炉水渣的活性,水泥既是交结料又是活性激发剂,其碱度高些,激发效果会更好。
⑤成型水。
生产中用水量与水渣的含水量有关。
混合料的水料比对制品强度会产生直接影响,水料比过大,坯体不能压实, 会出现变形甚至倒塌, 成品的空隙率就大。
水要预热到60℃以上,使用热水有利于提高拌合料的温度,提高反应速率,缩短免烧砖的固化时间,克服其初期强度低的弊病。
水料比如果小,混合料松散,成型性差,易出现分层和缺棱掉角现象。
2水渣不稳定性的机理[3,4]
影响水渣稳定性的因素很多,主要是由于水渣中的氧化钙和氧化镁不能和二氧化硅等成分充分反应而形成游离氧化钙(f-CaO)和游离氧化镁(f-Mgo)存在于渣中,在作建材或工程材料使用时遇水进行下列反应:
f-CaO+H2O→Ca(OH)2体积膨胀98%
f-MgO+H2O→Mg(OH)2体积膨胀148%
水渣吸水后,f-CaO要消解为Ca(OH)2,体积将膨胀,MgO会变成氢氧化镁,体积也要膨胀,只有f-CaO、MgO消解完或含量很少时,才会稳定。
尤其f-Mgo常温下完全消解的时间可长达20年之久,由于上述原因导致道路、建材制品或建筑物的开裂而破坏。
水渣中含游离氧化钙(f-CaO)、MgO、C3S、C2S等,这些组分在一定条件下都具有不稳定性。
碱度高的熔渣在缓冷时,C3S会在l 250℃到1 100℃时缓慢分解为C2S和f-CaO;C2S在675℃时β—C2S要相变为y—C2S,并且发生体积膨胀,膨胀率达10%。
3水渣混凝土砖的生产
3.1水渣混凝土砖的生产工艺流程(图1)
3.2原料配比
在水渣混凝土砖生产线上使用了如表3所示的配比。
实际生产时,生产出强度等级不同(MU10~MU20)的转产品。
3.3工艺参数
①要求水渣的粒度小于2 mm,其中5%~10%的水渣磨细至0.03 mm方孔筛筛余不大于15%。
②石灰和石膏的细度要求为0.08 mm方孔筛,筛余不大于25%。
③混合料的干混时间控制在2~3 min,湿混时间控制在1分钟。
④混合料的含水率冬季应控制在10%~12%之间,夏季12%~14%。
⑤成型压力为19 MPa。
⑥自然养护28天后出厂。
4水渣混凝土砖的特点及技术性能
抽取按表3配比生产的(240mm×115mm×53mm)标准砖,经西安建筑科技大学材料学院实验室按《气体砖试验方法》测试的结果分别见表4。
5结语
①水渣在建材方面的应用必须解决的问题是提高水渣的体积安定性,使水渣产品达到应用领域的要求。
水渣的稳定性决定了水渣能否在建材行业得到有效利用,水渣处理工艺的确定取决于水渣的利用途径,所以水渣处理工艺是水渣实现资源化利用的前提条件。
②通过对龙钢水渣混凝土砖的研究表明:水渣具有较高的活性,在外加剂石灰、石膏的的催化作用下,可以部分取代水泥作为凝胶材料,既降低了成本又提高了产品的废渣利用率。
参考文献:
[1] 肖琪仲.钢渣的膨胀破坏与抑制[J].硅酸盐学报,1996,24(6): 635-637.。