钢渣在水泥的应用
用于水泥中的钢渣_标准_解释说明以及概述
用于水泥中的钢渣标准解释说明以及概述1. 引言1.1 概述在水泥生产过程中,添加适量的钢渣可以改善水泥的性能,并提高其品质。
钢渣作为一种副产品,在垃圾填埋场或废弃处置处理之前,具有继续利用的潜力。
本文将就钢渣在水泥中的应用进行解释和说明,并探讨相关标准制定与解释方法。
1.2 文章结构本文分为五个部分,每个部分都涵盖了特定主题。
首先是引言部分,其中概述了文章的背景和目的。
接下来是钢渣标准解释说明部分,介绍了钢渣的定义、种类以及其在水泥生产中的应用优势。
然后是钢渣在水泥生产中的重要性部分,详细探讨了钢渣对水泥性能的影响以及添加剂在水泥生产中的作用机制,并介绍了优化与控制钢渣添加量的方法。
第四部分是实际应用案例分析,包括对一家水泥厂使用钢渣添加剂效果评估、不同品种钢渣在水泥生产中的比较研究结果总结与分析,以及小试验结果验证钢渣添加对混凝土性能的影响评估。
最后,文章给出了结论与展望部分,总结了研究成果,并展望了钢渣标准解释的重要性及未来研究方向与挑战。
1.3 目的本文的目的是通过对钢渣在水泥中应用的标准解释和说明,促进钢渣在水泥生产中更广泛地应用,并提高水泥产品的质量和性能。
同时,通过实际案例分析和结果验证,探讨钢渣添加剂在水泥生产中的潜力和优势。
最终,期望为行业提供有关钢渣标准制定与解释方面的参考依据,并为未来相关研究提供启示和指导。
2. 钢渣标准解释说明2.1 钢渣的定义与种类钢渣是指在炼钢过程中产生的固体废弃物,它主要由氧化铁、含硅酸盐、含钙酸盐等成分组成。
根据来源和性质的不同,钢渣可以分为冷却处理渣、碱性炉渣和酸性炉渣等几种主要类型。
2.2 钢渣在水泥中的应用优势钢渣具有许多在水泥生产中的应用优势。
首先,钢渣可以部分替代水泥原料,降低生产成本并减少对天然资源的依赖。
其次,钢渣能够改善水泥的物理性能和力学性能,提高抗压强度和耐久性。
此外,钢渣还能改善水泥的流动性,并增加混凝土的流动性和工作性。
2.3 钢渣标准的制定与解释说明为了保证使用钢渣添加剂安全可靠地应用于水泥生产中,需要制定相应的标准,并进行解释说明。
钢渣的主要用途及应用领域
钢渣的主要用途及应用领域钢渣是指在钢铁生产过程中产生的固体废物,其主要成分为氧化铁、氧化钙、氧化硅等金属氧化物。
钢渣的主要用途和应用领域非常广泛,以下将对其进行详细介绍。
首先,钢渣的主要用途之一是用作水泥及混凝土的原料。
钢渣中含有大量的氧化铁等成分,这些成分能够提高水泥和混凝土的强度和耐久性。
同时,钢渣也可以减少水泥的用量,从而降低建筑材料的成本。
因此,钢渣被广泛应用于水泥和混凝土的生产过程中,大大提高了建筑材料的性能和降低了生产成本。
其次,钢渣还可以用作道路建设和路基材料。
钢渣中的氧化铁和氧化钙等成分具有较高的稳定性和耐久性,可以提高路面的承载能力和抗压性。
同时,钢渣还可以减少路基的沉降和变形,延长道路的使用寿命。
因此,钢渣被广泛用于道路建设和修复中,为交通运输提供了坚固的基础。
此外,钢渣还可以用于冶金工业和矿山回填。
在冶金工业中,钢渣可以作为熔剂和矿石的氧化剂使用,提高金属冶炼的效率和质量。
同时,钢渣还可以用于填埋和回填矿山,减少矿山环境的污染和改善矿山的生态环境。
因此,钢渣在冶金工业和矿山中具有重要的应用价值。
此外,钢渣还可以用于制备高性能水泥和复合肥料。
钢渣中含有丰富的氧化铁和氧化钙等成分,这些成分可以提高水泥和肥料的品质和效果。
因此,钢渣被广泛用于高性能水泥和复合肥料的生产中,为农业生产和建筑工程提供了优质的原材料。
除此之外,钢渣还可以用于环保处理和资源回收。
钢渣中含有大量的金属氧化物和矿物元素,这些成分可以被回收利用,减少对自然资源的开采和消耗。
同时,钢渣还可以用于污水处理和废水处理,能够吸附和去除水中的有害物质,净化水质和改善环境。
总的来说,钢渣的主要用途和应用领域非常广泛,包括水泥及混凝土的原料、道路建设和路基材料、冶金工业和矿山回填、高性能水泥和复合肥料的制备、环保处理和资源回收等方面。
钢渣的应用不仅能够提高材料的性能和质量,还能够减少资源的消耗和环境的污染,具有重要的经济价值和社会效益。
钢渣砌筑水泥在地基处理中的应用效果
钢渣砌筑水泥在地基处理中的应用效果地基处理是建筑工程中一个关键的步骤,它直接影响着建筑物的稳定性和安全性。
传统的地基处理方法包括使用砂石、混凝土等材料进行填充和加固,然而,这些方法存在着不少问题,比如材料成本高、施工周期长以及环境影响等。
近年来,一种新型的地基处理方法——钢渣砌筑水泥,逐渐得到了工程界的关注和应用。
钢渣是在炼钢过程中产生的一种废弃物,由于其主要成分为硅酸钙、铁氧化物和一些其他金属氧化物,具有粉状、颗粒状和颗粒状等不同形态。
将钢渣与水泥混合后,可以产生一种具有良好强度和耐久性的材料,可以用于地基处理。
下面将详细探讨钢渣砌筑水泥在地基处理中的应用效果。
首先,钢渣砌筑水泥具有良好的稳定性。
经过适当的处理,钢渣可以将其颗粒状态转变为粉状或颗粒状,从而使其与水泥更好地混合。
由于钢渣中的硅酸钙和水泥中的硅酸钙具有相似的成分,所以它们可以形成类似石灰石的硅酸钙水合物,从而提高钢渣砌筑水泥的稳定性。
与传统的地基处理方法相比,钢渣砌筑水泥的稳定性更高,可以有效增加地基的承载力和抗沉降能力。
其次,钢渣砌筑水泥具有较好的抗压强度。
钢渣中的铁氧化物和其他金属氧化物可以起到增强材料韧性和抗压强度的作用。
经过水泥混合后,钢渣砌筑水泥的抗压强度可以显著提高。
研究表明,钢渣砌筑水泥的抗压强度可以达到一定的标准要求,尤其适用于需要承受较大荷载的地基处理工程。
另外,钢渣还可以使水泥的凝结过程更加均匀,一定程度上避免了地基处理中常见的裂缝和变形问题。
此外,钢渣砌筑水泥还具有良好的环保性。
钢渣是一种废弃物,在传统处理方法中通常需要进行填埋或焚烧处理,对环境造成较大的影响。
而采用钢渣砌筑水泥的地基处理方法可以有效减少钢渣的排放量,并将其转化为一种有用的建筑材料。
此外,钢渣砌筑水泥的生产过程相对简单,能耗较低,对环境没有显著的污染。
因此,采用钢渣砌筑水泥进行地基处理不仅可以提高工程的可持续性,还能够降低施工对环境的负面影响。
钢渣道路水泥对改良土体工程性能的影响研究
钢渣道路水泥对改良土体工程性能的影响研究钢渣是在钢铁生产过程中产生的一种工业废弃物,由于其成分含有大量的钙、镁、硅等元素,使其具有一定的水化活性。
钢渣在道路水泥改良土体工程中的应用被广泛研究并取得了一定的成果。
本文将探讨钢渣道路水泥对改良土体工程性能的影响,并分析其优势和局限性。
首先,钢渣道路水泥对土体工程性能的影响主要表现在以下几个方面:1. 强度改善:钢渣道路水泥可以显著提高土体的强度,使其具备更好的抗压能力。
钢渣中的水化硅酸钙等活性物质可以与土体中的颗粒结合,形成更稳定的结构,提高土体的强度和刚度。
2. 抗裂性增强:由于钢渣道路水泥的水化产物具有很好的柔韧性,能够填补土体中的微观裂隙,提高土体的抗裂性能。
这对于改良土体的长期稳定性和耐久性具有重要意义。
3. 防水效果优化:钢渣道路水泥可以显著改善土体的防水性能。
钢渣中的水化物具有多孔结构,可以形成一种连续的隔水层,有效阻止水分的渗透,提高改良土体的防水效果。
4. 耐久性改善:钢渣具有一定的硅酸盐活性,可与土体中的游离氧化钙反应生成稳定的水化硅酸盐,从而提高土体的耐久性。
此外,钢渣还可吸收土壤中的有害物质,减少土壤的化学侵蚀,提高土体的耐久性。
然而,钢渣道路水泥对改良土体工程性能的影响也存在一些局限性:1. 施工难度较大:钢渣道路水泥在施工过程中需要考虑其质量稳定性和应用技术,如控制混合比例、保证充分混合等。
这对施工人员的技术要求较高,增加了工程的难度和成本。
2. 环境影响:钢渣道路水泥的生产和使用过程会产生一定的环境影响,如二氧化碳排放、垃圾处理等。
对于环保要求较高的项目,需要进行环境评估和监控,以减少对环境的负面影响。
3. 可持续性问题:尽管钢渣是一种回收和再利用的工业废弃物,但其供应量和产能仍有限。
在大规模工程中,需要考虑钢渣的可持续性问题,以保证工程的持续运营和发展。
综上所述,钢渣道路水泥对改良土体工程性能具有明显的优势,如强度改善、抗裂性增强、防水效果优化和耐久性改善等。
钢渣的应用途径
钢渣的应用途径钢渣是钢铁生产过程中产生的一种废弃物料,在传统观念中被认为只能作为废弃物进行处理。
然而,随着科技的进步和环境保护意识的增强,越来越多的人开始探索钢渣的应用途径,以最大限度地发挥其价值并减少对环境的影响。
首先,钢渣可以用于道路建设。
由于钢渣具有良好的物理和化学性质,可以作为道路材料的填充物。
通过在公路、铁路和基础设施工程中应用钢渣,不仅可以提高道路的承载能力和耐久性,还可以达到资源回收和循环利用的目的。
其次,钢渣可以作为水泥添加剂。
由于钢渣中含有丰富的矿物质和活性成分,可以与水泥反应产生胶凝材料,提高水泥的强度和稳定性。
因此,将钢渣应用于水泥生产中,不仅可以减少对天然原料的需求,降低生产成本,还可以改善水泥的质量和性能。
另外,钢渣还可以作为填土材料。
在土地开发和修复过程中,钢渣可以用于填充和修整地表,改善土壤结构和水分保持能力。
通过利用钢渣作为填土材料,可以增加土地的可利用面积,并促进植物生长,实现土地资源的合理利用。
此外,在工业园区建设中,钢渣可以作为建筑材料和基础设施建设的原料。
通过将钢渣与其他材料混合使用,可以提高建筑物的结构强度和稳定性。
同时,钢渣还具有良好的防腐蚀性能,可以减少建筑物的维护成本,并延长其使用寿命。
总的来说,钢渣的应用途径非常广泛。
除了以上提到的几个方面,钢渣还可以用于砂浆制备、铺路砖生产、冶炼工艺改进等领域。
随着科技的不断发展和对资源的理性利用要求的提高,我们相信钢渣的应用潜力将会得到更大的发挥,为推动可持续发展和环境保护做出更大的贡献。
钢渣粉在混凝土中的应用
钢渣粉在混凝土中的应用一、引言钢渣是在钢铁生产过程中产生的副产品,它具有高硅、高铁、低铝的特点,同时具有优良的物理化学性质。
在过去,钢渣通常被视为废弃物,直接处置或填埋。
近年来,随着对资源综合利用的重视,钢渣粉开始在混凝土中得到广泛应用。
本文将从钢渣粉的特性、在混凝土中的应用及其影响等方面进行探讨。
二、钢渣粉的特性1. 物理特性钢渣粉颗粒细小,比表面积大,具有较强的活性。
它可以填充混凝土中的微观孔隙,提高混凝土的致密性和坚固性。
2. 化学特性钢渣粉富含氧化铁、氧化硅等物质,对混凝土的水化产物起到催化作用,提高混凝土的强度和耐久性。
3. 显微结构钢渣粉中的玻璃体和结晶体颗粒能够填充混凝土中的空隙,形成致密的胶凝物质,提高混凝土的力学性能。
三、钢渣粉在混凝土中的应用1. 替代部分水泥钢渣粉可以作为水泥的替代材料,与水泥一起参与混凝土的水化反应。
掺配适量的钢渣粉可以降低混凝土中水泥的用量,减少混凝土的成本,同时改善混凝土的工作性能和耐久性。
2. 改良混凝土性能在混凝土中适量掺配钢渣粉可以显著提高混凝土的抗压、抗折、抗渗和耐久性能,使混凝土更加坚固耐用。
3. 降低碱-骨料反应钢渣粉中的活性成分可以与混凝土中的氢氧化钙反应,抑制碱-骨料反应的发生,保护混凝土中的骨料免受侵蚀,延长混凝土的使用寿命。
四、钢渣粉在混凝土中的影响1. 强度影响适量掺入钢渣粉可以提高混凝土的抗压、抗折强度,改善混凝土的力学性能。
但过量掺入可能会影响混凝土的强度发展,因此需要控制掺量。
2. 施工性影响钢渣粉的加入可以改善混凝土的流动性和减水性,使混凝土更易施工,但过量掺入可能导致混凝土凝结时间延长。
3. 环境影响钢渣粉的资源综合利用可以减少对自然资源的消耗,同时降低对环境的影响,减少废弃物对环境造成的污染。
五、结论通过对钢渣粉在混凝土中的应用的探讨,可以得出以下结论:钢渣粉作为一种新型矿渣材料,具有良好的物理化学性能,可以广泛应用于混凝土中。
钢渣及其在水泥行业的应用
21 0 0年 1 1月第 2 专辑 l 4卷 6
钢 渣 及 其 在 水 泥 行 业 的 应 用
韩长菊 , 晓杰, 杨 周惠群 , 唐 越
( 昆明冶金高等专科学校建材学院 , 昆明 6 0 3 ) 5 0 3
摘要
关 键 词
钢渣是炼钢过程 中产 生的废 渣, 国有效 利用率仅 l , 我 O 对环境 污染严 重。钢 渣 富含 C S C S等矿 3 、2
Ab t a t sr c S e l lg i a k n f se r sd e g n r t d i h r c s fse l k n .I o l t so re vr n t e a s id o s wa t e i u e e a e t ep o e so t e n ma ig tp l e u n i — u o
HAN h n j ,YANG Xi j , HO Huq n ANG e C a gu a i Z U iu ,T oe Yu
( c lyo i ig M aeil Fau t fBul n tr ,Ku migM ealry C l g ,Ku mig6 0 3 ) d a n n tl g ol e u e n n 5 0 3
近 8 ~9 , 高于 钢渣 中的 含量 , 限制 了钢 渣在 水 0 0 远远 又
泥 中的用 量 。
1 1 2 钢 渣 的 矿 物 组 成 .. 转炉 钢渣 的主要 矿物 组 成是 硅 酸二 钙 ( 2) 硅 酸三 钙 CS 、
( 。)R Cs 、 0相( O F O和 Mn 的固溶体) Mg 、 e O 及少量游离氧
R0 ・ i , 着 碱 度 的 逐 渐 提 高 , 次 发 生 以 下 取 代 反 s0。 随 依
将钢渣用作混凝土骨料要非常慎重
将工业废渣在混凝土中应用(用作掺和料或骨料),既能够减少工业废渣对土地的占用和环境的污染,又可以降低混凝土的材料成本,这符合“低碳”和“可持续”的理念。
然而,如果因工业废渣在混凝土中的应用导致混凝土的性能降低,尤其是耐久性能降低,从全寿命周期来讲,就事与愿违了。
目前,矿渣和粉煤灰已成为在混凝土中使用非常成熟的矿物掺和料,在很多情况下,通过掺入矿渣或粉煤灰能够实现混凝土更高的性能要求。
钢渣是炼钢过程中排放的工业废渣,排放量大、利用率低。
值得注意的是,矿渣、粉煤灰、钢渣均是在我国快速工业化的同一阶段排放的工业废渣,且排放量均非常大,为什么到目前为止钢渣的利用率远低于矿渣和粉煤灰呢?这绝对不是因为过多的研究投向了矿渣和粉煤灰,而是钢渣自身存在着一些比较难以克服的问题,如易磨性差;活性组分的活性低、非活性组分的含量大;影响安定性的游离CaO 和游离MgO含量较高等。
近年来,随着粉磨工艺的进步、高性能助磨剂的出现,能够在不大幅增加能耗和成本的前提下使钢渣的比表面积达到500r112∕kg以上,从而改善了钢渣的早期和中期的活性;经过热烟工艺处理的钢渣,能够使大部分游离CaO在热烟过程中消解,这在很大程度上促进了钢渣作为矿物掺和料在混凝土中的应用。
但热炳工艺对于消减钢渣中的游离MgO作用甚微,因而将钢渣用作水泥的混合材或混凝土的矿物掺和料时,安定性的检测仍是强制性的。
将钢渣作为混凝土的骨料使用时,由于钢渣的强度高,破碎后的粒径相对较小,因而替代部分天然骨料很容易达到混凝土的强度要求。
然而,钢渣作为骨料时,安定性不良的问题更要引起警觉!钢渣粉的安定性合格,并不代表钢渣骨料的安定性合格。
钢渣粉要经过磨细、混合的过程,因而总体上钢渣粉的成分是相对匀质的。
而钢渣作为骨料时,钢渣骨料的安定性的离散性则非常大,图1显示的是钢渣骨料压蒸3h(216℃、2MPa)的情况,有的骨料完好无损,有的骨料产生了裂纹,有的骨料被粉碎,这是因为不同钢渣骨料中的游离CaO和游离MgO含量差异很大。
钢厂钢渣的用途
钢厂钢渣的用途
钢厂钢渣是钢铁生产过程中所产生的一种废弃物,但它并不完全没有用处。
实际上,钢渣可以作为建筑工程、道路建设、农业生产等方面的重要原料。
以下是一些常见的钢渣用途:
1. 水泥生产:钢渣中含有大量的二氧化硅和氧化钙等矿物质,可以直接用于水泥生产的原料中,提高水泥的强度和稳定性。
2. 道路建设:在道路建设中,钢渣可以作为路面修建时的填料,增加路基的稳定性和承载能力。
3. 农业生产:钢渣经过处理后可以用作肥料,其中含有大量的磷酸钙和其他微量元素,可以提高土壤肥力和农作物产量。
4. 建筑材料:钢渣加入适量的水泥、石灰等材料,进行碾磨、筛选后可以用作砌块、墙板等建筑材料。
5. 生产耐火材料:钢渣中含有高温耐火物质,可以用于生产耐火材料、耐火砖等高温材料。
总之,钢厂钢渣有多种用途,通过对其进行合理的处理和利用,不仅可以避免环境污染,还可以开发出更多的应用,为社会和经济发展做出贡献。
钢渣粉在混凝土中的应用
钢渣粉在混凝土中的应用一、引言混凝土是建筑工程中常用的建筑材料,由水泥、砂、骨料和水等混合物构成。
近年来,随着工业化进程的加快,大量的钢渣产生,如何有效地利用钢渣成为了一个备受关注的话题。
钢渣粉是一种常见的工业副产品,由钢铁冶炼过程中的废渣经过加工而成,其具有一定的活性,可以作为混凝土的替代材料,为混凝土的性能改善和资源综合利用提供了新的思路。
本文将探讨钢渣粉在混凝土中的应用,并分析其对混凝土性能的影响。
二、钢渣粉的来源和性质1. 钢渣粉的来源钢渣是钢铁冶炼过程中产生的一种冶炼废渣,主要包括钢渣渣、钢冶炼灰、氧化铁和其他杂质。
钢渣粉是通过钢渣经过破碎、磨细等加工方式得到的细粉状物质。
2. 钢渣粉的性质钢渣粉主要成分为氧化铁、氧化钙、氧化硅等,具有一定的活性,其颗粒尺寸较小,表面积较大。
钢渣粉中也含有少量的氧化铝、氧化镁等杂质。
三、钢渣粉在混凝土中的应用1. 混凝土中替代部分水泥钢渣粉可以作为混凝土掺细化材料,替代部分水泥的使用。
适量的钢渣粉掺入混凝土中,可以减少混凝土中水泥的用量,进而减少混凝土的成本。
钢渣粉的活性可以使混凝土中的细孔结构得到改善,提高混凝土的致密性和抗渗性能。
2. 对混凝土性能的影响(1)力学性能:适量的钢渣粉添加可以改善混凝土的抗压强度、抗折强度和耐久性,提高混凝土的整体力学性能。
(2)耐久性能:钢渣粉可以促进混凝土内部致密化,减少了混凝土中的孔隙率,提高了混凝土的耐久性。
(3)硅酸盐混凝土的影响:钢渣粉中的氟化物、硅铬酸盐等成分对硅酸盐水泥的水化作用有一定的促进作用,可以提高混凝土的强度。
3. 混凝土中应用的注意事项在混凝土中使用钢渣粉时,需要注意以下几点:(1)控制掺量:合理控制钢渣粉的掺量,过高过低都容易影响混凝土的性能。
(2)充分研磨:钢渣粉需要充分研磨,以增加其活性和细度,提高其在混凝土中的利用率。
(3)与其他掺合料的配合:钢渣粉可以与粉煤灰、硅灰等掺合料相配合使用,综合提高混凝土的性能。
钢渣100%作为铁质校正原料生产水泥的实践
实验室试验所用原材料取门生料车间原料堆 场,我公司采用全工业废渣制水泥,所以我们选取 了公司常用的八种工业废渣参与配料。化学成分 见表2。
通过对上述原料的物理性质及化学成分进行 分析,采用试凑法计算生料配比,确立了如下配料 方案:熟料三率值:人7/=0.91 ,SM=2.43MM=1.3();液 相量:厶4oot=25% ,厶45(n:=28%。生料配比见表3 3钢渣配制懒烧水泥熟料中试生产 3.1熟料的化学成分和矿物组成
104
表I典型铁质尾矿、钢渣的化学成分(质量分数),%
AI2O3
4」1
4.39
Fe2O3 30.67 29.67
CaO 7.72 7.63
MgO 2.99 1.79
SO3 1.36 2.52
2.83
23.5742.1610.480.06
2.57
23.62
41.27
9.08
0.08
3.08
23.35
41.18
生产技术
水從狡£ 2019年第1期
钢渣是炼钢过程中产生的废渣。随着我国钢 铁工业的快速发展,钢渣产生量也在逐年增加。大 量堆存的钢渣既对环境造成危害,又占用大量土 地,因而加强钢渣的资源化综合利用关系到钢铁行 业的可持续发展。新疆天业集团天能水泥公司始 终坚持发展循环经济的理念,遵循“减量化、资源 化、再利用”的原则,废弃物利用率达到90%以上。 公司不仅消纳集团内部前端产业产生的各类废渣, 同时,还吸收处理公司周边工矿企业产生的废渣。 在近几十年的研究中发现,钢渣具有和水泥相似的 矿物组分.能提供水泥熟料所需的氧化物,钢渣作 为综合利用的二次资源,不但可以消除环境污染, 还能够变废为宝。通过试验和生产实践,我公司成
钢渣的用途
钢渣的用途钢渣是指在炼钢生产过程中,从钢水中去除的非金属杂质,包括氧化物、硅酸盐、磷酸盐、硫酸盐等。
钢渣具有一定的热能和化学能,对环境具有一定的影响。
钢渣的用途可以分为下列几个方面。
一、道路建设钢渣是一种优良的基础填料材料,可用于道路建设。
由于钢渣具有较高的荷载能力和压缩强度,能够有效地增加路面的稳定性和耐久性,能够增加路面的耐磨性、抗压强度和抗腐蚀能力。
此外,钢渣还具有无毒、无害和再生利用等特点,能够大大减少对自然资源的消耗和对环境的污染。
二、水泥生产钢渣可作为建筑材料中的一种重要原材料,常用于水泥生产。
由于钢渣中含有大量的硅酸、铝酸和氧化钙等成分,如果将其与其他原材料混合,再通过煅烧等过程处理,可以制成高强度的水泥。
比如一些大型的推土机厂、铸造厂、炼钢厂等,生产出的钢渣主要应用在水泥制造中。
三、矿渣棉的生产钢渣还可以被用作矿渣棉的生产原料。
矿渣棉是利用工业废渣的高热和耐火性能制成的建筑绝热材料,具有无毒、无害、耐腐蚀、不燃等特性,广泛用于各种建筑保温、隔热和防火场所。
四、金属回收闲置钢渣不仅资源浪费,还会对环境造成不良影响。
钢渣中含有大量的铁元素,这些铁元素是炼钢过程中的副产物,但它们并不失去其再生利用的价值。
因此,可以将这些金属材料重新提取出来进行二次回收,把其再用于生产过程,不但可以减轻环境污染,同时还能够有效减少生产成本和提高资源利用效率。
五、土壤改良钢渣作为土壤改良剂,在农业和林业生产中也有着广泛的应用前景。
由于钢渣中含有适量的有效元素和微量元素,能够调整土壤酸碱度、改善土壤物理化学性质、增加土壤肥力、提高作物产量和品质。
目前,一些农业工厂在使用钢渣填充土壤用于改良酸性土壤,增加土壤粘性,提高作物产量。
六、其他用途钢渣还可以用于制造矿渣水泥、路基填充、制造钢纤维及钢渣微粉等。
如来自于一些大型的钢铁企业产出的钢渣,被用作矿渣水泥,这种水泥可用于制造混凝土建筑、管道和隧道;钢渣微粉则可用于改善煤炭性质,提高燃烧效率和节能效益等。
钢渣粉在水泥混凝土中的应用研究
钢渣微粉在水泥混凝土中的应用研究摘要:钢渣粉作为混凝土的活性掺合料可以改善混凝土的工作性能。
本文综述了钢渣微粉的组成及其特性,揭示了其水硬活性和活化措施,包括机械活化、化学活化、热力学活化及相分离活化等,并分析了钢渣微粉对混凝土的性能影响。
关键词:钢渣粉活化混凝土The research in the application of the steel slag powderin the concreteAbstract:The workability of the concrete can be improved by the application of the steel slag powder used as reactive additive. The component and properties were introduced and the mechanism of the concrete hydration with steel slag powder was revealed. The methods, which can activate the steel slag powder, including mechanical activation, chemical, thermodynamics and phrase disengagement methods was introduced and the effect of the steel slag powder on the properties of the concrete was analyzed.Keyword:steel slag powder activation concrete前言我国钢铁产业每年排放大量的固体废渣,其中钢渣的排放量达到近亿t。
大量钢渣的存放不仅占用土地,还会污染周围的环境。
对于水泥混凝土行业,我国的水泥产量居世界之首[1-2]。
钢渣对水泥混凝土性能的影响
钢渣对水泥混凝土性能的影响一、前言钢渣是炼钢工业的废渣,主要来自炼钢时加入的石灰石、白云石和铁矿石等冶炼熔剂,为调整钢材性质而加入的造渣材料,以及高温下融化成的两个互不熔解的液相炉料中分离出来的杂质等,其排放量约为粗钢产量的12%~20%左右。
据统计,2006年我国钢铁渣的堆存量约4亿吨,占地约2700万m2,新产生的钢渣约5800万吨;2007年我国钢铁工业排出钢渣量达到了8500万吨,2008年我国全年钢渣排放量达7000余万吨,全国钢渣累计积存量达到3亿多吨。
若不对堆放的钢渣进行及时有效的处理,不仅占用大量土地资源,还会造成环境污染。
目前钢渣主要应用于路基工程、工程回填料和沥青混凝土集料等,而在水泥混凝土中的应用不到其利用总量的10%。
近几年来,人们主要研究了钢渣胶凝性的激发途径和制备新材料的可行性,但钢渣对水泥混凝土力学性能和耐久性影响的理论研究尚不够系统和深人,因此,加强这方面的理论研究显得非常有必要,可以为钢渣资源化提供知识基础,使分布广、数量大的钢渣作为矿物掺合料在水泥混凝土中得到充分应用成为现实,在获得巨大的经济效益的同时也有利于保护环境,节约资源与能源,实现水泥混凝土材料的可持续发展。
二、钢渣的性质钢渣矿物组成主要是硅酸三钙、硅酸二钙、铁铝酸盐和少量的方镁石以及游离氧化钙,钢渣的化学成分主要有CaO, SiO3, Fe2O3, MgO,此外还有少量A12O3 , MnO2 , P2O5等。
可见钢渣矿物化学组成与硅酸盐水泥熟料相似。
钢渣经化学激发和机械激发后均具有较强的水硬胶凝性,具备用作水泥混合材和混凝土掺合料的基础条件。
但钢渣的形成温度比硅酸盐水泥熟料高200~300℃,并且在钢渣缓慢冷却过程中C3S大部分发生分解,因此钢渣中处于介稳态的C3S所占密度较少,C3S的含量远低于水泥熟料。
此外,由于钢渣的冷却速度很慢,C3S晶格发生重排,活性较高的β-C2S向活性较低的r-GS转化,这也是钢渣活性低于水泥熟料的另一个原因,钢渣因此也被称为过烧硅酸盐水泥熟料。
钢渣对道路水泥力学性能的影响分析
钢渣对道路水泥力学性能的影响分析钢渣作为一种常见的工业废料,广泛应用于道路水泥材料的生产过程中。
然而,钢渣对道路水泥的力学性能有着重要的影响。
本文将分析钢渣对道路水泥力学性能的影响,并探讨相关的研究成果。
首先,钢渣的添加能够提高道路水泥的强度和耐久性。
多项研究表明,钢渣的添加能够增强水泥的抗压强度和抗拉强度。
这是由于钢渣中含有具有活性的硅酸盐和铝酸盐成分,这些成分能够与水泥中的水合物发生反应,形成更加坚固的结晶相,提高水泥的强度。
此外,钢渣中的硅酸盐还能够填充水泥基体中的孔隙,提高水泥的致密性和耐久性,减少水泥的渗水率和开裂倾向。
其次,钢渣的添加对短期和长期抗裂性能也有着显著影响。
钢渣中的硅酸盐和铝酸盐成分能够填充水泥基体中的微裂纹,改善水泥的抗裂性能。
研究发现,钢渣的添加能够降低水泥基体的收缩性,减少内部应力的集中,从而减少裂缝的产生和扩展。
此外,钢渣还能够提供更好的界面粘结性能,增加水泥基体与骨料之间的粘结强度,进一步提高抗裂性能。
另外,钢渣的添加对道路水泥的稳定性和抗磨性也有重要作用。
钢渣中的细粒料能够填充水泥基体中的孔隙,提高道路水泥的稳定性。
研究发现,钢渣的添加能够减少水泥基体中的空隙率,提高材料的密实度和稳定性,减少材料的沉降和变形。
此外,钢渣中的矿物颗粒能够增加材料的硬度和抗磨性,延长材料的使用寿命。
然而,钢渣添加量的选取和水泥基体配比的合理调整也十分重要。
过量的钢渣添加可能导致水泥基体中的孔隙率增加,从而降低材料的强度和耐久性。
研究表明,当钢渣掺量超过一定比例时,材料的强度和耐久性会出现下降。
因此,需要根据具体工程要求和材料特性进行合理的配比控制,以充分发挥钢渣对水泥力学性能的积极作用。
在实际工程应用中,需要考虑到环境因素对钢渣对道路水泥力学性能的影响。
例如,温度变化、湿度变化以及盐碱腐蚀等因素都可能对钢渣添加材料的性能产生影响。
因此,在选择钢渣添加材料时需要综合考虑工程环境条件和冻融循环等因素,以确保道路水泥材料的力学性能能够满足实际使用要求。
钢渣混凝土在建筑中的应用技术
钢渣混凝土在建筑中的应用技术随着城市化进程的加快,建筑业的发展也日益壮大,为了适应现代化建筑的需求,建筑材料也不断地进行升级改进,而其中一种新型建筑材料——钢渣混凝土,因其良好的性能和环保的特性而得到了广泛的关注和应用。
本文将围绕钢渣混凝土在建筑中的应用技术展开探讨。
一、钢渣混凝土的优势钢渣混凝土是一种以钢渣为主要原料制成的新型混凝土,与传统混凝土相比,它具有以下优势:1.环保:利用钢渣、矿渣等工业废弃物作为主要原料制成,降低了对自然资源的消耗,减少了二氧化碳排放,是一种典型的“绿色建材”。
2.强度高:钢渣中含有大量的游离钙、硅、铝等活性物质,能够提高混凝土的强度和硬度,同时也具有较好的耐久性和抗压性能。
3.抗裂性好:由于钢渣混凝土的骨料粒度细小,且含有一定的微观空隙,可在混凝土中形成一种微观弹性体系,从而使其抗裂性能得到提高。
4.施工方便:钢渣混凝土的材质比较轻,能够在建筑过程中便于使用,减轻了人工负担和施工难度。
5.价格优惠:由于钢渣混凝土的原料主要是工业废渣,生产成本相对较低,因此售价也相对较低,价格优势明显。
二、钢渣混凝土的应用范围钢渣混凝土的应用已经逐渐普及,涉及到建筑、水利、交通等多个领域。
以下是它在建筑领域中的主要应用范围:1.地板铺装:钢渣混凝土具有轻质、高强、抗裂防水等特性,因此在地板铺装领域广泛应用。
2.墙体材料:钢渣混凝土的墙体板材,可以采用单层或多层结构,强度高、隔音效果好、施工方便等特点不断受到建筑行业的青睐。
3.砂浆:钢渣混凝土可作为砂浆的成分之一,与其他材料配合使用,混凝土的强度、密实度均可得到改善。
4.负重结构:钢渣混凝土制成的构件,因其高强度、抗裂性好等特点,逐渐被应用于各种大型建筑负重结构中。
三、钢渣混凝土的制备技术钢渣混凝土的制备技术与传统混凝土有所不同,以下是钢渣混凝土的制备步骤:1.确认钢渣性质:在制备钢渣混凝土前,必须先确认钢渣的化学成分、物理性质等特征,确定其混合比例和与其他原材料的搭配方式。
钢渣在水泥工业的应用原理
钢渣在水泥工业的应用原理1. 引言水泥工业是世界上最重要的工业部门之一,其产品广泛应用于建筑、道路、桥梁等基础设施建设中。
随着水泥需求的不断增长,如何降低生产成本、提高产品质量成为水泥生产企业面临的重要挑战。
钢渣作为一种重要的工业废渣,其在水泥工业中的应用越来越受到关注。
本文将介绍钢渣在水泥工业中的应用原理。
2. 钢渣的特性钢渣是指在钢铁冶炼过程中产生的副产品,其主要成分为氧化铁、氧化钙、氧化硅等。
钢渣具有高硬度、高密度、高熔点等特点,其化学成分对于水泥的性能优化有重要作用。
3. 钢渣在水泥生产中的应用钢渣在水泥生产中主要应用于以下几个方面:3.1 代替部分水泥熟料钢渣可以代替部分水泥熟料成为水泥的主要原料,从而降低生产成本。
钢渣中的氧化铁、氧化钙等物质可以与水泥中的硅酸盐反应,生成水泥石化合物,提高水泥的强度和硬度。
3.2 调节水泥的硬化时间钢渣中的氧化铁、氧化钙等物质对水泥的硬化速度有一定的调节作用。
适当调节钢渣的掺量可以延缓水泥的硬化时间,提高施工的灵活性。
3.3 提高水泥的耐久性钢渣中的氧化钙、氧化镁等物质可以填充水泥基质中的孔隙空间,降低水泥的渗透性和吸水率,从而提高水泥的耐久性。
3.4 节约自然资源钢渣的应用可以降低对天然原料的需求,节约自然资源。
同时,钢渣的回收利用也有利于环境保护和可持续发展。
4. 钢渣应用的技术要点在钢渣应用于水泥工业中,需要注意以下几个技术要点:4.1 钢渣的筛选和粉磨钢渣经过筛选和粉磨处理后,可以得到适当粒度的颗粒,便于与水泥熟料进行混合。
4.2 钢渣的掺量控制钢渣的掺量控制需要根据水泥产品的要求和钢渣的特性进行合理调配,以保证水泥的质量。
4.3 钢渣与水泥熟料的混合方式钢渣可以与水泥熟料进行干法或湿法混合。
不同的混合方式对于水泥产品的性能可能会有一定影响,需要根据实际情况选择合适的混合方式。
4.4 水泥品质的监控在钢渣应用过程中,需要对水泥产品的品质进行监控和测试,确保产品符合相关标准和要求。
钢渣在水泥生产中的运用
钢渣作为混合材或矿物掺合料的应用1前言1.1研究背景以及意义随着社会和经济的飞速发展,人类的生活水平和质量得到了很人的提高,但是我们赖以生存的环境却在口益恶化。
我们生活和生产中排放了越来越多的垃圾和废物。
特别是其中的工业废渣、废弃物,不仅占用了大量的土地,对生态环境也造成了巨大的危害,而且还给人类的生活和健康带来了极大的危害。
因此,如何处理工业废渣,保护生态环境已成为我们目前迫切需要解决的问题。
水泥作为发展国民经济的主要原材料,水泥产业作为发展国民经济的支柱产业在处理工业废渣上有其特殊的优势。
某些工业废弃物含有对水泥熟料烧成有利的离子,某些冶炼工业废渣经过了高温锻烧,在成渣过程中加入了石灰,经过高温成渣反应,改变了物料中的2SiO , 2Al 3O :等氧化物的积聚状态,生成了一些和水泥矿物相同或者相近的矿物,经过水淬处理,形成以玻璃体为主的固体。
这些玻璃体和熟料矿物,在适当条件下,可促进水泥熟料烧成。
废渣中含有的某些微量元素,有可能改变熟料矿物的微观结构,提高水硬活性。
所以资源化、有利化利用工业废渣现在也被作为水泥研究的主要课题之一,同时这也是水泥生产绿色化和高性能化的结合点。
在国家重点基础研究发展规划项目(973项目)一一“高性能水泥制备和应用的基础研究”的实施过程中,陈益民教授等水泥混凝土专家做了将工业废渣(钢渣、磷渣、赤泥)作为水泥原料配料烧制水泥熟料方面的工作,并获得了很多宝贵的研究成果。
但是,这些研究成果只是证明了某些工业废渣作为水泥工业原料 配料的可行性,至于更进一步的研究还需要继续进行。
钢渣作为炼钢过程的副产品,具有难磨的特性。
所以当其作为水泥原料配料时势必会给水泥烧成过程中带来较大的钢渣颗粒。
具体研究方法是在水泥生料中掺加不同粒径的钢渣颗粒,同时并配以不同的掺量分析并研究其对水泥生料易烧性、水泥熟料矿物形成以及熟料性能的影响,试图寻找出合适的掺量范围。
以此来解决由于易磨性不好给水泥生产所带来的问题。
钢渣粉在混凝土中的应用
钢渣粉在混凝土中的应用1.引言混凝土作为一种重要的建筑材料,不仅在实际工程中广泛使用,而且对于社会和经济的发展也起着重要的推动作用。
然而,传统混凝土在制作过程中会产生大量的钢渣废料,这些废料的处理一直是一个难题。
为了实现资源化利用和环境保护的目标,人们开始研究和探索将钢渣废料转化为有用的建筑材料。
其中,钢渣粉作为一种重要的替代性材料,具有广阔的应用前景。
本文将介绍钢渣粉在混凝土中的应用情况。
2.钢渣粉的特性及制备钢渣粉是由钢铁冶炼过程中产生的废料经过磨矿处理得到的细粉末。
钢渣粉主要由硅酸盐、氧化物和钙化合物组成,具有一定的水泥活性。
钢渣粉的制备过程主要包括钢渣的收集、破碎、磨矿和筛分等步骤。
通过控制研磨时间和研磨方式,可以调节钢渣粉的粒度及其活性。
3.钢渣粉在混凝土中的物理和力学性能钢渣粉用作混凝土掺合料可以显著改善混凝土的物理和力学性能。
首先,钢渣粉具有细小的颗粒尺寸和较大的表面积,可以填充混凝土的孔隙,提高混凝土的致密性和强度。
其次,钢渣粉的使用可以降低混凝土的水灰比,有效地减少水泥用量,节约资源。
另外,钢渣粉还能提高混凝土的耐久性,减少水泥热量发散,降低温度应力,进而改善混凝土的抗裂性能。
4.钢渣粉混凝土的工程应用钢渣粉在混凝土工程中的应用包括两个方面:一是钢渣粉代替部分水泥使用,二是钢渣粉作为混凝土掺合料使用。
4.1钢渣粉代替部分水泥使用钢渣粉可用来代替部分水泥,以降低混凝土的制备成本和环境污染程度。
研究表明,适量掺入钢渣粉可以有效提高混凝土的抗压强度、抗弯强度和抗冻融性能。
4.2钢渣粉作为混凝土掺合料使用钢渣粉也可作为混凝土中的掺合料,与水泥和骨料共同使用。
钢渣粉的加入能够改善混凝土的工作性能和耐久性。
同时,钢渣粉还能促进混凝土的早期水化反应,缩短混凝土的凝结时间和强度发展时间。
5.钢渣粉混凝土的优缺点钢渣粉混凝土具有很多优点,如降低制备成本、减少环境污染、提高混凝土的力学性能等。
然而,钢渣粉混凝土也存在一些缺点,如增加混凝土的收缩、影响混凝土的颜色等。
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钢渣在建筑行业资源化利用的研究现状资源生物学院钢铁冶金系杨桂明115611023摘要:简要介绍了钢渣的化学成分、矿物组成和胶凝性能,分析了钢渣活性激发方式并论述了钢渣在水泥和混凝土中的应用。
关键词:钢渣活性水泥混凝土Research Progress of Steel Slag Utilization in Architecture Industry Abstracts: This article briefly introduces the chemical composition, mineral composition and cementitious activity of steel slag. Excitation mode of slag activity and its applications in cement industry are included.Key words: steel slag,activity,cement,concrete0. 引言钢渣是炼钢过程中产生的废渣,排放量较大。
大量钢渣的存放不仅占用土地,还会对环境造成很大危害。
全球每年约产5000万t钢渣,20世纪70年代初美国的钢渣就已达到排用平衡。
欧洲每年产钢渣约1200万t,其中65%已得到高效利用。
经过日本钢铁联盟资源化委员会的努力,1996年底,日本的钢渣有效利用率就已达95%,到2004年基本实现了100%利用。
[1~3]我国积存钢渣已有l亿t以上,各大钢厂对钢渣利用进行了广泛研究,取得了一定成效,但有效利用率还比较低,约为10%。
从目前发展趋势来看,钢渣的资源化利用途径主要集中在建筑行业,且以在水泥和混凝土中的应用作为发展的重点。
[4]1. 钢渣的性质1.1 化学成分和矿物组成目前的钢铁工业中,由于炼钢原料和冶炼工艺不同,所排放的钢渣物化性能是不同的。
按照工艺划分,钢渣可以分为平炉钢渣、转炉钢渣和电炉钢渣。
钢渣的化学成分与水泥熟料的化学成分基本相似,主要由CaO、SiO2、A12O3、Fe2O3、MgO等组成,但具体各化学成分含量差别较大。
转炉钢渣的主要矿物组成是硅酸二钙(C2S)、硅酸三钙(C3S)、RO相(MgO、FeO和MnO的固溶体)及少量游离氧化钙(fCaO)、铁铝酸钙(C4AF)。
[5~6]根据碱度的不同,一般将钢渣分为橄榄石渣(CaO·RO·SiO2)、蔷薇辉石渣(3CaO·RO·2SiO2)、硅酸二钙渣及硅酸三钙渣。
1.2 胶凝性能及活性激发方法钢渣的胶凝性能主要来源于硅酸二钙和硅酸三钙水化,可发生如下水化反应:2(3CaO·SiO2)+6H2O —> 3Ca(OH)2+3CaO·2SiO2·3H2O2(2CaO·SiO2)+4H2O —> Ca(OH)2+3CaO·2SiO2·3H2O 钢渣的生成温度一般在1600°C以上,与其相比,硅酸盐水泥熟料的锻烧温度仅为1 450℃。
钢渣常被称为“过烧硅酸盐水泥熟料”,过高的生成温度造成钢渣中的矿物相结晶致密、晶粒较大、胶凝性能较差、水化速度缓慢、早期强度发展缓慢。
钢渣的组成显示了它具有潜在活性,需要采取相应的措施将其活性激发出来。
钢渣活性激发方法主要有物理激发、化学激发以及热力激发(蒸汽养护)等。
物理激发又称机械激发,即用机械研磨提高钢渣的细度。
钢渣颗粒尺寸变小,使物料比表面积增大,水化时体系的比表面积、反应界面和扩散界面也相应增加。
研究表明:钢渣粉磨后比表面积控制在450~500m2/kg为宜。
继续提高比表面积,钢渣活性增加不明显,而且会显著增加钢渣的处理成本。
钢渣的化学激发是加入化学品,以提高液相碱度,加速钢渣中活性矿物的水化。
[7]常用的激发剂有石膏、水泥熟料、石灰和碱金属硅酸盐、碳酸盐或氢氧化物等,以硅酸钠效果最为明显。
采用硅酸钠作为激发剂时,硅酸钠在水泥石结构中充当骨架网络,水化产生的水化硅酸钙和水化铝酸钙凝胶在网络中起到镶嵌和填充作用,随着水化的进行,不断产生水化产物填充或衔接于网络结构中,使水泥石的结构逐渐密实,强度不断提高。
热力学激发[7]的机理在于:蒸压条件下,钢渣中玻璃体的网络结构受热应力的作用。
网络形成键Si-O键和A1-O 键更容易发生断裂,有利于玻璃体解聚,水化反应的速率加快,从而使钢渣的活性得到显著提高。
2. 钢渣在水泥行业的应用钢渣在水泥工业中的应用主要有3种方式:作为水泥生料配料焙烧;生产少熟料钢渣水泥;用作水泥的活性混合材。
2.1 钢渣作为水泥生料焙烧钢渣中含有约40%的CaO,与石灰石中CaO含最相近,在生料中掺入钢渣,可替代部分石灰石。
提高石灰饱和系数。
另外,钢渣中含有C3S晶体,在水泥煅烧过程中可作为晶种,诱使C2S和CaO结晶生成C3S,缩短水泥煅烧时间。
[8~9] C3S在高温液相中的形成反应包括CaO和C2S的溶解,以钙离子为主体的扩散,C2S的成核生长为矿物的一系列物理化学过程。
液相的数量、粘度及其表面张力是影响C3S形成的主要因素。
用钢渣配料可以使液相出现的温度提前,钢渣中存在的P2O5及FeO等矿化剂能有效降低液相粘度和表面张力,有利于离子扩散,改善C3S形成的外部条件。
P E Tsakiridis等[10]用钢渣配料烧成水泥熟料,并对其各性能进行了试验研究分析。
研究发现,水泥生料中掺入钢渣,不会对水泥生料煅烧过程产生劣性影响,且可加速在固相反应中C2S、C3S、C4AF等矿物的形成;掺10.5%钢渣烧成的水泥熟料配以适量石膏粉磨后制得水泥,与基准样相比,其工作性能和力学性能良好,均可满足使用要求。
马保国等[11]对钢渣在水泥熟料烧成中的作用和机理作了研究:钢渣在水泥熟料烧成过程中可同时作为石灰质和铁质原料。
水泥生料中掺入4%~8%钢渣,可部分或全部替代铁粉。
且可减少3%~5%石灰石用量;钢渣作为原材料进行配料,可提高石灰饱和系数,降低硅氧率和铝氧率,显著改善烧结性能,降低烧成温度.提高水泥熟料质量。
2.2 钢渣替代部分水泥熟料中高碱度的钢渣含有C3S、C2S等水硬性矿物以及铝硅酸盐玻璃体,粉碎即可直接生产钢渣水泥。
如转炉钢渣与适量的水淬高炉渣、石膏、水泥熟料及少量激发剂混合球磨,生产复合硅酸盐水泥。
钢渣水泥可配200号和400号混凝土,具有耐磨性好、耐腐蚀、抗渗透力强、抗冻等特点,用于民用建筑的梁、板、楼梯、砌块等;也可用于工业建筑的设备基础、吊车梁、屋面板等。
另外,钢渣水泥具有微膨胀性,抗渗透性能好,广泛应用于防水混凝土工程。
生产土聚水泥是钢渣作为水泥熟料的另一重要用途。
新型的碱激发胶凝材料一土聚水泥[12]是含有多种非晶质至半晶质相的三维铝硅酸盐矿物聚合物,多以天然铝硅酸盐矿物或工业固体废物为主要原料,与粘土和适量碱硅酸盐充分混合后,在20—120℃的低温条件下成型硬化,是一类由铝硅酸盐胶凝成分粘结的化学键陶瓷材料[13]。
彭美勋等人[14]以钢渣为主料和辅料制备了常温养护的土聚水泥泥,讨论了养护条件和钢渣掺量对粉煤灰基土聚水泥抗压强度的影响。
研究表明:用钢渣制备的土聚水泥有凝结速度快,养护温度低的特点;以钢渣为掺和料可提高粉煤灰基土聚水泥的固化速度,实现常温固化,使其28 d抗压强度超过普通硅酸盐水泥。
2.3 钢渣用作水泥的活性混合材国内研究重点是将钢渣作为混合材使用,较有代表性的是生产钢渣矿渣水泥。
钢渣矿渣水泥的生产是将钢渣、矿渣、水泥熟料按照一定的比例混合,配以其它激发剂,混合粉磨而成。
钢渣具有潜在活性,可以作为水泥活性混合材使用。
[15~16]通过不同的方法将钢渣的活性激发出来,可以提高钢渣在水泥中的掺人量。
用于水泥生产使用的钢渣C3S含量要高,因此在钢渣处理时最好采用急冷技术。
游离氧化钙含量偏高的钢渣不宜直接用作建筑材料使用,可采用预处理技术,将游离氧化钙的含量减低至3%以内再使用。
石洪志等人[17]研究了不锈钢钢渣作为水泥混合材的可行性及安全性。
结果表明:不锈钢钢渣主要矿物组成为硅酸二钙和锾硅钙石,还有少量的含铬矿物,具有一定的胶凝活性,易磨性较好,掺入适量的不锈钢钢渣可以配制出符合标准要求的复合水泥;不锈钢钢渣中重金属主要以稳定态存在,其浸出浓度远低于危险废物鉴别标准限值,不锈钢钢渣作为水泥混合材安全、可行。
然而在实际应用中,由于混合料易磨性的差异,导致粉磨后各物料的粗细程度不均,钢渣、矿渣颗粒较粗,钢渣、矿渣的胶凝性能难以发挥,此类水泥难以满足现代建筑行业对高强度等级水泥的要求。
3. 钢渣在混凝土中的应用钢渣作为集料替代天然砂石用于配制混凝土。
由于钢渣颗粒表面粗糙,且多棱角,可改善集料与水泥石接触部分的粘结性能,另外,钢渣具有胶凝性能,在钢渣表面会发生水化,进一步改善集料与水泥石粘结性能。
故以钢渣为集料配制的混凝土结构更加密实、混凝土强度提高。
钢渣中含有耐磨性较好的矿物组分,与天然砂石相比具有良好的耐磨性能.且钢渣还具有高硬度、耐冲击性、抗冻融性等特性。
这些特性可提高混凝土的耐久性能,延长混凝土结构服役年限。
相关研究结果表明[18],钢渣粉的掺入可改善新拌混凝土的流动性,减少混凝土塌落度的经时损失,但会延长混凝土凝结时间,且随着替代量的增加。
凝结时间延长明显。
另外,掺人钢渣粉可提高混凝土中后期强度增长率,但早期强度普遍较低,若采用物理和化学的方式对钢渣活性进行激发,可克服钢渣水化早期强度不足的缺点。
4. 结语随着新型干法水泥生产线在行业中的比重增加,水泥的生产能力迅速扩大,水泥企业竞争日益激烈,如何降低生产成本,提高市场占有率。
水泥工业既是大规模的资源依赖性行业,同时又是综合利用、吸纳工业固体废弃物的大户。
面对现在资源日益紧缺和环境的日益变化,节能减排已经成为我国目前各大钢铁厂的首要任务,钢渣的化学组成和矿物组成决定了钢渣在水泥行业的应用,只要控制好钢渣的性能和粒度,就可以使钢渣在水泥行业得到很好的应用。
经过几十年的研究,中国对钢渣在水泥和混凝土中应用的研究已取得了显著的成就,在某些方面已走在世界的前列。
钢渣在水泥和混凝土的应用开辟了钢渣资源化利用新途径,实现了钢渣高附加值化处理利用,为钢铁企业创造了新的经济增长点,但还存在诸多问题。
今后的工作应加强以下几方面的研究:(1)加强理论研究,侧重于液态熔融钢渣在处理过程中,探究冷却速度、冷却介质等对钢渣物相转变的影响,以保证液态熔融钢渣向室温冷却过程中生成并保持更多数量的具有胶凝性能的物相;(2)在借鉴国外新技术、新设备的基础上,应加强钢渣粉磨设备的自主研发工作,实现钢渣粉磨设备同产化;(3)钢渣具有潜在胶凝性能,作为混凝土掺合料使用早期强度偏低,现有的物理激发和化学激发方式虽可对钢渣活性有很好的激发效果,但存在成本高的问题,应寻求更多廉价活性激发手段。