钢渣免烧砖的试制

矿渣的化学成分
+/$ .! 4 % ); ’3. )4 % 5! ,-. ; % 5: ,0. 4 % 4!
!
!% 4
实
验
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钢渣免烧砖的配制 以 499 号的钢渣免烧砖为例说明如下： 将钢渣、 矿渣、 煤渣、 石膏、 复合外加剂和水按确定的比
矿渣中含有较多的硅酸钙、 硅铝酸钙和 ! —’$ ( 等， 具有 良好的水硬性。 矿渣的质量， 通常用碱性系数 # ! . & 、 活性系数 # ! 3 & 和 涟钢的矿渣质量与国家分类指标标准 质量系数" # $ 来衡量， 对比见表 )。
表) 矿渣的 ! .、 ! 3 和 # 和国家分类指标标准对比
国 9 % ;: 9 % $9 4 % $: 家 标 准 9 % :9 9 % 4$ 4 % 99 一类不低于 二类不低于 涟钢矿渣 4 % 94 9 % )! 4 % "$ 质量评定类别 碱性系数 ! . 活性系数 ! 3 质量系数 #
表4
钢渣化学成分
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涟钢的矿渣属于一类矿渣， 具有较好的活 由表 ) 可见， 性， 质量较好。 为了解矿渣细度对胶凝材料强度的影响， 分别将其磨细 至 4$9 目、 然后按最优胶凝材料配比进行强 4:9 目、 4"9 目， 度对比试验， 结果表明： 一般情况下， 矿渣磨得越细百度文库 胶凝材 料强度值越大； 不仅后期强度高， 早期强度也高。 考虑到磨细 能耗高， 故确定矿渣细度大于 4:9 目即可。 试验所用磨细矿 渣为 4"9 目。 $% ! 煤渣 为降低钢渣免烧砖的生产成本和减少干燥收缩， 选用涟
表’
隔 墙 构 造
%
%3 ’
原材料
钢渣
钢渣由涟钢钢厂转炉排出的废渣加工处理而成。 4&& 5 左右的转炉钢渣在大型焖罐中水淬粒化后， 经磁选， 剔除块 状钢块； 剩余的钢渣料通过球磨湿法磨细， 再次经磁选回收 钢和铁粒子后， 排入沉淀池中沉淀， 所得的沉淀物即为本课 题所用的钢渣。 钢渣化学成分见表 ’。
表0
项
! 种不同标号免烧砖的的性能测试结果
目 强 /2# .& ."/% .. 2 1 "2. .20 .2# .& 2 0 % "" 度 .& .& .0"# .1 2 % .& 2 0 %2# %2. .% 2 1 %# .&& 等 级 .# " ."/1 .# 2 1 .! 2 ’ %2’ %21 .. 2 " .# "!
(A.$ *B$ .! ’3. ,-. +/$ .! +/. ,0. @$ .: 1— ’3. 其它 4) % 55 : % $? !: % 4$ 5 % "! " % :$ 45 % ): ! % "9 4 % !9 $ % :? ! % !!
钢渣碱度较低 # $% !" & ， 以 ’$ ( 矿物为主， 同时含有一定 量的 ’) *+ ， 二价金属氧化物 , -. 、 +/. 、 , 0. 的固溶体及 钢渣的矿物成分与水泥熟料有些相似， 属于缓凝 1 2 ’3. 等。 水硬性胶凝材料， 早期强度低， 但具有一定的后期强度。 钢渣呈黑灰色， 质地较硬， 体积密度 4)5$ 6- 7 8 ， 颗粒组
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
不同隔墙构造的隔声性能对比
隔墙总厚度 $ ** 1& 1& 1# ’"& ’#& ’&& %)& 是否填充吸音材料 未填充 填充 未填充 未填充 未填充 填充 未填充 隔墙面密度 （ $ 67 $ *% ） "" "1 44 1& "& 1& ’#& 隔声量 $ 89 )& 3 ! )% 3 # !4 )& ; )% )% )& )’
!
成见表 $。
表$
筛孔孔径 7 88 筛余量 7 < 4%9 49 % ;
钢渣的颗粒组成
9%: $4 % $ 9 % $: !9 % ; 9 % 4; 4) % ; 筛底 $! % 9
钢电厂排出的煤渣为骨料。 其含有 !9% !< 的煤矸石， 体积密 度 4$59 6- 7 8 ! 。 煤渣经破碎后粒度要求控制在 49 88 以下。 调整钢渣免烧砖中煤渣的用量， 可生产不同标号的产品。 试 验表明， 钢渣免烧砖的标号要求越高， 煤渣掺量越少。 $% ) 石膏 石膏选用湖南银海石化公司柠檬酸厂的工业废石膏。 其 化学成分见表 :。
表!
(A.$ !! % :; *B$ .! 4) % ::
工业废石膏的化学成分
,-. 9 % $? (.! )9 % $! ’ 9 % :;
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结晶水 45 % !!
’3. !$ % $$
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复合外加剂 钢渣与矿渣起水化作用主要生成硅酸二钙， 早期强度较
低， 为了提高早期强度， 配制了由干排粉煤灰、 高铝水泥等组 成的复合外加剂。 经过试验， 效果十分明显。 该复合外加剂还 具有一定的微膨胀功能， 可以减少钢渣免烧砖的干缩。 复合 外加剂一般掺量为胶凝材料质量的 5< > "< 。
例配料， 混合、 搅拌、 压制、 自然养护而成。 499 号钢渣免烧砖的配合比如下： 钢渣 $$< 矿渣 煤渣 石膏 复合外加剂 45< ::< !<
!< 钢渣免烧砖采用半干法机压成型， 成型压力的大小与钢 渣免烧砖的密度、 强度有着密切的关系。 为控制钢渣免烧砖体 积密度在 4"99 > 4?99 6- 7 8! ， 经 $" = 抗压强度大于 49 , @3 ，
表:
(A.$ " % 94 *B$ .! 9 % )"
钢渣中小于 9% : 88 的颗粒占 ;"% $< ， 颗 从表 $ 可见， 粒较细， 但大于 9% : 88 的颗粒仍占 !4% "< 。 为研究钢渣细 度对胶凝材料强度的影响， 先将钢渣磨细至 4$9 目， 然后和矿 渣、 石膏、 复合外加剂一起采用正交试验方法， 确定最优胶凝 材料配比。 再按胶凝材料最优配比， 进行钢渣细度对强度影响 的对比试验。 结果表明， 磨细至 4$9 目的钢渣配的试件， ! =、 5 = 和 $" = 的抗压强度分别比原钢渣配的试件提高 :9< 、 由此可见， 钢渣经磨细处理后， 胶凝材料早期 !5% :< 和 !!< 。 和后期强度都有明显提高。 考虑到钢渣质地较硬， 粉磨能耗 高， 实际配制钢渣免烧砖时， 仍采用涟钢提供的原钢渣。 $% $ 矿渣 矿渣由炼铁高炉排放的热熔渣水淬而成， 呈玻璃体结 构。 涟钢排出的粒状矿渣呈灰白色， 颗粒大小一般在 $ > ! ! 体积密度 49!9 6- 7 8 ， 化学成分见表 !。 88 以下，
表’
密 度 （ $ () $ *! ） ./#! .0%! ."!1
量损失较小， 表面无冻坏、 分层剥落现象。 ! 2 % 2 ! 放射性 建筑用砖中是否含超标的放射性物质， 关系到居住者的 健康。 为此， 委托湖南省建筑材料质量监督检验授权站对钢 渣免烧砖的放射性指标进行了测试。 测试结果为： "! 456 $ 7 ， 小于放射性不大于 %&& 456 $ 7 的规范要求。 因此， 使用钢渣 免烧砖不会对人体健康构成危害。 ! 2 % 2 1 钢渣免烧砖的干缩值 干缩值是钢渣免烧砖性能的一项重要指标， 对 /# 号、 测定 .&& 号和 .#& 号 ! 种钢渣免烧砖的干缩值进行了测定。 结果分别为 &2 /% ** $ * 、 均达 &2 /. ** $ * 和 &2 /& ** $ * ， 到了一等品的规范要求。 !2 ! 制品性能 经湖南省建筑材料质量监督检 ! 种不同标号的免烧砖， 验授权站检验的结果如表 0 所示。
!"# $%&’(&!) *+,"-&+’.
・ !"・ 万方数据
!"# $%&& ’%(")*%&+ %,- ./,+()01(*/, 新型墙体材料与施工
多次对比试验， 确定每块砖成型压力控制在 %#& (8 左右为 宜。 机压成型质量与配合料的加水量也有着直接关系。 加水 量过小， 砖坯成型后搬运易破碎； 加水量过大， 压力达到一定 值时， 多余的自由水从四周溢出， 砖坯与模具粘结， 不利成 型。 经实验测定， 加水量以占砖坯质量的 .’3 为宜。 !2 % 钢渣免烧砖有关性能的测试 钢渣免烧砖是一种新型墙体材料， 为此必须对其主要技 术性能 9 如安定性、 耐久性 : 进行全面检测， 以保证使用的安 全与可靠。 ! 2 % 2 . 钢渣免烧砖的体积安定性 钢渣中 ; — <-= 含量为 %2 #"3 ， 为防止 ; — <-= 对钢渣 免烧砖的体积安定性的影响， 本课题在钢渣免烧砖配合料中 掺入了一定量的矿渣磨细料， 矿渣磨细料与钢渣中的 ; — 可避免晶体转型引起的体积膨胀。 <-= 反应生成 <- 9 => : % ， 为验证该措施的效果， 采用饼式蒸煮法进行检验。 蒸煮后的 试饼体积安定性合格， 蒸煮后试件最大变形值为 &2 ’# ** $ 因此， 钢渣中所含的 ; —<-= 不足以对制品的安全性产生 *。 危害。 为了解钢渣中 + )= 是否在更长时间内引起安定性不良 的问题， 对 %# ** ? %# ** ? %#& ** 试件进行了压蒸验 证。 在 %.#2 / @ 的饱和水蒸气中保持 1 7 ， 试件的膨胀值不超 由此可以判定 + )= 不会引起钢渣免烧砖的安定 过 &2 03 。 性不良。 ! 2 % 2 % 钢渣免烧砖的耐久性能 9 . : 耐水性 钢渣免烧砖的耐水性试验结果见表 ’。
表%
板的类型 >?. 轻质空心板 陶粒混凝土空心板 普通混凝土轻型板 板厚度 $ ** 1& 4& 1& 配筋情况
! 种内隔墙条板性能实测结果
空心率 $ < %4 3 2 !) 3 % ## 3 2 面密度 （ $ 67 $ *% ） #) 3 & "! 3 ) "4 3 ’ 抗折破坏荷载 $ = %24& !!4# 2’#" & 3 %1 干缩率 （ $ ** $ *） & 3 #2
玻璃纤维网格布 每面 # 根 !! 钢丝 钢丝网
表 % 为 ! 种内隔墙条板性能的实测结果 （试验条件和试 验方法完全相同） 。 从表 % 对比可见， 普通混凝土轻型条板具有如下优 势： 空心率高、 抗折破坏荷载大、 干缩小。
念的内隔墙条板。 （%） 采用 @&) 成组立模机组生产的无轻骨料大空心率普 通混凝土轻型条板， 厚度均匀、 板面平整， 具有较高的抗弯 （折） 强度、 干燥收缩率小， 隔声性能优良。其性能指标均优 于现行行业标准规定值。
关键词： 墙体材料； 钢渣免烧砖； 钢渣； 矿渣
’
前
言
钢渣、 矿渣与煤渣是冶金工业排放的工业废料。 利用冶 金工业废渣生产建筑用砖的科研任务， 由湖南涟钢钢渣开发 有限公司委托我院承担。 试验研究表明， 利用废渣生产建筑 用砖， 在技术和生产工艺等方面的研究都获得了较好的效 果。 首批试制的钢渣免烧砖 ( %)& ** + ’’# ** + #! ** , 经 湖南省建筑材料质量监督检验授权站取样测试， 产品质量指 ( , 标达到了 -. $ / )%% 0 1’ 12 规范要求。
!"# $%&& ’%(")*%&+ %,- ./,+()01(*/, 新型墙体材料与施工
钢渣免烧砖的试制
蔡雪军
( 武汉冶金建筑研究院， 武汉市 )!&&4’ ,
摘要： 以钢铁厂排放的钢渣、 矿渣和煤渣为主要原料， 试制成
质量符合 -. $ / )%% 0 1’ ( 12 , 要求的钢渣免烧砖。 介绍了所用废渣的 理化性能、 质量控制指标。 体积安定性、 耐水性、 抗冻性、 放射性的测 试结果表明， 钢渣免烧砖可保证使用的安全性与可靠性。
收稿日期： %&&’—&1—’" 联系地址： 北京朝阳区管庄 联系电话： &’&—2#"1!4!#
2
结
语
（’） 用 @&) 成组立模机组生产无轻骨料大空心率普通混 凝土轻型条板， 是用一种全新的途径提供给人们一种全新概
万方数据 新型建筑材料 # $ %&&%
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新型墙体材料与施工 !"# $%&& ’%(")*%&+ %,- ./,+()01(*/,
1& 无轻骨料大空心率普通混凝土轻型条板 1& 无轻骨料大空心率普通混凝土轻型条板 ’& 水泥砂浆 : "# 加气混凝土砌块 : ’& 水泥砂浆 2& 圆孔石膏板 : #& 空气层 : 2& 圆孔石膏板 #& 陶粒实心板 : #& 空气层 : #& 陶粒实心板 %# 水泥砂浆 : #& 钢丝网架岩棉 : %# 水泥砂浆 %& 水泥砂浆 : %&& 水泥粉煤灰砌块 : %& 水泥砂浆