矿渣在水泥生产中的应用

矿渣在水泥中的应用

目录

矿渣粉研究分析 (3)

矿渣水泥活性研究 (6)

不同矿渣水泥水化情况的微观分析 (11)

磨细矿渣对水泥基材料热膨胀性能影响的研究 (14)

粉煤灰及矿渣对硬化水泥石干缩变形的影响 (17)

矿渣细度与掺量对水泥性能的影响 (22)

矿渣粉颗粒群参数对矿渣活性和混合水泥性能的影响 (25)

矿渣掺量对水泥基材料抗硫酸镁侵蚀性能影响的研究 (33)

温度对矿渣水泥活性的影响 (37)

大掺量矿渣硅酸盐水泥性能的改进及优化 (40)

熟料和矿渣比表面积与水泥浆体流变性的线性关系 (44)

矿渣微粉对水泥砂浆泌水性能影响的研究 (48)

高活性矿渣粉对矿渣水泥性能的效应 (53)

高掺量矿渣水泥的水化物相分析 (59)

小结 (67)

矿渣粉研究分析

1定义：矿渣粉是粒化高炉矿渣粉的简称，是钢铁厂冶炼生铁时产生的废渣。在高炉炼铁过程中，除了铁矿石和燃料（焦炭）之外，为降低冶炼温度，还要加入适量的石灰石和白云石作助熔剂，他们在高炉内分解所得的氧化钙、氧化镁和铁矿石中的废矿，以及焦炭中的灰分相熔化，生成了以硅酸盐和铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后粉磨所得的粉体材料，矿渣粉以无定形的玻璃体结构为主，含少量的结晶型矿物。因矿渣中玻璃体含量多，结构处在高能量状态，不稳定，潜在活性大，需磨细才能将其潜在活性发挥出来。它是一种优质的混凝土掺合料，由符合GB/T203标准的粒化高炉矿渣，经干燥、粉磨，达到相当细度且符合相当活性指数的粉体。

2主要成分：不同钢铁厂的矿渣的化学成分差异很大，同一钢铁厂不同时期排放的矿渣有时也不一样，在应用矿渣时要按批次检测其化学成分的变化。矿渣中各氧化物对水泥质量的影响如下：

（一）氧化钙

氧化钙属碱性氧化物，是矿渣的主要成分，一般占40%左右，他在矿渣中化合成具有活性的矿物，如：硅酸二钙等。氧化钙是决定矿渣活性的主要因素，因此，其含量越高，矿渣活性越大。

（二）氧化铝

氧化铝属酸性氧化物，是矿渣中较好的活性成分，他在矿渣中形成铝酸盐或铝硅酸钙等矿物，有熔融状态经水淬后形成玻璃体。氧化铝含量一般为5%～15%，也有的高达30%；其含量越高，活性越大，越适合水泥使用。

（三）氧化硅

氧化硅微酸性氧化物，在矿渣中含量较高，一般为30%～40%。与氧化钙和氧化铝比较起来，它的含量是过多了，致使形成低活性的低钙矿物，甚至还有游离二氧化硅存在，使矿渣活性降低。

（四）氧化镁

氧化镁比氧化钙的活性要低，其含量一般波动在1%～18%，在矿渣中呈稳定的化合物或

玻璃体，不会产生安定性不良的现象。氧化镁可以增加熔融矿物的流动性，有助于提高矿渣粒化质量和提高矿渣活性。因此，一般将氧化镁看成是矿渣的活性组份。

（五）氧化亚锰

氧化亚锰对水泥的安定性无害，但对矿渣的活性有一定的影响。其含量一般应限制在1%～3%，如果超过4%～5%，矿渣活性明显下降。在锰铁粒化高炉矿渣中可以放宽到15%，这是因为锰铁矿渣中氧化铝的含量较高，而氧化硅含量较低。

（六）硫

矿渣中硫较多时，可使水泥强度损失较多；但硫化钙与水作用，生成氢氧化钙起碱性激发作用；氧化亚锰的存在不仅使硫化物形成有害的硫化锰，而且使硫化钙相应减少。

（七）氧化钛

矿渣中的钛以钛钙石存在，使矿渣活性下降。国家标准中规定矿渣中的二氧化钛含量不得超过10%。

（八）氧化铁和氧化亚铁

在正常冶炼时，矿渣中的氧化铁和氧化亚铁含量很少，一般为1%～3%，对矿渣的活性影响不大。

3要求：按国标《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T18046-2000）规定，对矿渣粉有八项技术要求：密度、比表面积、活性指数、流动度比、含水量、三氧化硫含量、氯离子含量、烧失量。具体指标列于下表：

4用途：炉矿渣微粉主要用途是在水泥中掺和以及在商品混凝土中添加，其利用方式各有所不同，归结起来，主要表现为三种利用形式：外加剂形式、掺合料形式、主掺形式。矿渣微粉等量替代各种用途混凝土及水泥制品中的水泥用量，可以明显的改善混凝土和水泥制品的综合性能。

5优点：矿渣微粉作为高性能混凝土的新型掺合料，具有改善混凝土各种性能的优点，具体表现为：1）.可以大幅度提高水泥混凝土的强度，能配制出超高强水泥混凝土；2）.可以有效抑制水泥混凝土的碱骨料反应，显著提高水泥混凝土的抗碱骨料反应性能，提高水泥混凝土的耐久性；3）.可以有效提高水泥混凝土的抗海水浸蚀性能，特别适用于抗海水工程；4）.可以显著减少水泥混凝土的泌水量，改善混凝土的和易性；5）.可以显著提高水泥混凝土的致密性，改善水泥混凝土的抗渗性；

矿渣水泥活性研究

张永娟,张雄(同济大学材料学院,上海200092) 摘要:将矿渣、水泥粉磨成不同细度,以不同掺量、细度的矿粉与水泥相配伍,探讨其与矿渣水泥强度(以活性指数表示)的关系.研究表明,在矿渣低掺量(质量分数25%)时,矿渣水泥早期(7 d)胶砂活性指数与矿渣水泥总体细度、水泥与矿渣的细度差均有关,即细度差愈大,总体细度愈粗,活性指数愈高;当矿渣掺量(质量分数)大于50%,细度差与早期活性有更大的关联性!细度差愈大,活性指数愈高.矿渣水泥后期(28 d)胶砂活性则与矿渣水泥总体细度的关联性很大,细度愈细,活性愈高;而水泥与矿渣的细度愈接近,活性愈高.

关键词:矿渣细度;水泥细度;配伍;胶砂活性指数

1试验内容与结果

1.1原材料及颗粒群分布测定

试验所用矿渣取自上海宝山水泥联合公司,化学成分见表1.矿渣在实验室球磨机中粉磨成不同颗粒群分布的试样若干种.水泥取自江南水泥公司的普硅水泥,并经试验室粉磨加工.水泥、矿渣的激光粒度检测结果见表2.