电炉钢渣活性初步研究
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钢渣的活性( 即活性指数) 是其作为混凝土掺合 料的重要技术指标之一, 在 GB/ T 20491 2006 用于 水泥和混凝土中的钢渣粉!中根据钢渣活性指数的 不同, 将钢渣分为两个等级.
目前, 国内炼钢以转炉为主, 钢渣性能的研究主 要集中在转炉钢渣方面. 珠钢采用电炉炼钢且所用 原料主要是废钢, 因而, 所排钢渣的性能与其他钢厂 的有所不同. 珠钢电炉钢渣排放量达 44 万 t / 年, 其 中约 90% 为氧化渣, 10% 为还原渣.
( 1. 广州大学, 广东 广州 510006; 2. 广州钢铁企业集团, 广东 广州 510381)
摘 要: 对广州珠江钢铁公司的电炉炼钢所排放的氧化渣及还 原渣的活性进行了初步试验. 研究结果 表 明, 电炉氧化渣 及还原渣 7 天和 28 天的活 性指数均 能满足 GB/ T 20491 2006 用于水泥和 混凝土中 的 钢渣粉! 要求; 还原渣的活性指数随龄期增长而下降, 7 天、28 天及 60 天的活性指数分别为 77% , 74% 和
第2卷 第4期 2 008年12 月
材料研究与应用 M A T ERIA L S RESEA RCH A ND AP PL ICAT ION
文章编号: 1673 9981( 2008) 04 0281 03
电炉钢渣活性初步研究*
V o1. 2, N o . 4 Dec . 2 0 0 8
程从密1 , 焦楚杰1, 刘晓初1, 李烈军2 , 詹镇峰1
第2卷 源自文库4期
程从密, 等: 电炉钢渣活性初步研究
表 3 安定性试验净浆组成与结果
钢渣类型
净浆组成/ g
水泥 钢渣
水
安定性/ mm
判定指标
500 0
1. 25
A1
350 150
0. 75
两个 试件 煮 后
达到标准 稠度时
增加 的距 离 平
B1
350 150 的用水量
0. 75
均值不大 于
A2
350 150
表 1 钢渣处理方法及细度
钢渣类型
处理方法
w( - 80 m) / %
A1
氧化渣放置 7 天后粉磨
3. 6
A2
氧化渣 浸 水 放 置 7 天 后
3. 8
再烘干、粉磨
B1
还原渣放置 7 天后粉磨
4. 9
B2
还原渣 浸 水 放 置 7 天 后
5. 1
再烘干、粉磨
收稿日期: 2008 07 14 * 基金项目: 国家自然科学基金项目 ( 50708022) ; 广东省自然科学基金项目( 06301038) ; 建设部科研开发项目( 06 K1 37, 07 K 4 5,
电炉钢渣活性不足是制约其应用的重要因素之 一, 为了推广钢渣粉在混凝土工程中的应用, 对珠钢 所排放的氧化渣及还原渣的活性分别进行了初步试 验研究.
1 试验部分
1. 1 原材料
广州水泥厂生产的 P. I 52. 5R 水泥、标准砂及 珠江钢铁公司的电炉钢渣.
不同的冷却工艺会影响钢渣的活性[ 1] . 本文采 用简单热泼法冷却处理钢渣, 再分别取热泼法冷却 的氧化渣和还原渣, 将各渣样分成两份, 各试样粉磨 时间相同. 渣样处理方式及细度列于表 1.
[ 3] 唐明, 刘普清, 李颖. 超细钢 渣粉体分 形特征的测 试与评 价[ J] . 沈阳建筑工程学院学报, 1999( 1) : 51 55.
[ 4] 曹德光, 苏达根, 余建锐, 等. 利用电炉钢渣作为砌筑水 泥原料的试验研究[ J] . 水泥, 2003( 8) : 9 13.
Study on activity of electric furnace slag
Abstract: T he act iv ity of ox idized and deox idized st eel slag of Guangzhou Z hujiang Iron & St eel Inc. is st udied. T he st ur dy show s, the 7 d and 28 d act ivity index of ox idized and deo xidized st eel slag com e up to the st andar d o f Steel Slag Pow der U sed fo r Cem ent and Concret e ( GB/ T 20491 2006) . T he longer t he cu r ing t ime, t he act ivit y index of deox idized st eel slag decr eased. T he 7 d, 28 d and 60 d activit y index o f de o xidized steel slag is 77% 、74% and 65% indiv idual ly. Key words: elect ric furnace slag ; act iv it y index; indust ry w ast e residue
0. 5
4 mm
B2
350 150
0. 25
∃ 283 ∃
由表 2 可知, 还原渣( S3 样) 的 7 天活性指数为 77% , 明显高于氧化渣( S2 样) 的 65% , 符合上述推 断. 但是, 两者的 28 天的活性指数均为 74% , 还原 渣 60 天的活性指数低于氧化渣的, 与上述推断明显 不符. 这是由于前面讨论的未知原因, 引起还原渣活 性指数随龄期增加而下降引起的. 另外, 在相同的粉 磨时间下, 还原渣的颗粒较氧化渣的粗, 也会影响其 活性的发挥.
100 100 100
S2
A1
3 15
1 35
225 1350 65 74 71
S3
B1
3 15
1 35
225 1350 77 74 65
S4
A2
3 15
1 35
225 1350 67 77 72
S5
B2
3 15
1 35
225 1350 73 70 64
GB/ T 20491 2006 二级钢渣粉技术要求
55 65
2. 1 钢渣活性指数能满足使用要求
钢渣的活性激发方法有化学激发、机械激发及 热力激发等[ 2] . 钢渣作为水泥混凝土掺合料时, 对其 进行超细加工是进一步提高其活性的重要途径[ 3] . 本实验用的钢渣粉仅进行了粉磨( 即机械激发) , 没 有进行其他的特别处理.
由表 2 可知, 无论是氧化渣( S2 和 S4 试样) , 还 是还原渣( S3 和 S5 试样) , 7 天和 28 天的活性指数 均能满足 GB/ T 20491 2006 用于水泥和混凝土中 的钢渣粉!中规定的二级钢渣技术要求.
外, 还检验了其 60 天的活性指数.
2 试验结果及分析
检验各钢渣试样活性指数用的胶砂组份及各龄 期钢渣的活性指数检验结果列于表 2.
表 2 检验用胶砂组成及各龄期活性指 数检验结果
试样编号 钢渣类型 S1
水泥 4 50
胶砂组份/ g 钢渣 水
0
2 25
标准砂 1 35 0
活性指数/ % 7 天 28 天 60 天
2. 2 活性指数没有随龄期增长而提高
活性掺合料的水化反应速度较慢, 其强度随龄 期的增长变化也较慢, 但随着养护时间的延长, 活性 掺合料对强度的影响越来越大. 由表 2 可知, 氧化渣 ( S2 和 S4 试样) 28 天的活性指数高于 7 天的, 但 60 天的活性指数反而下降; 还原渣( S3 和 S5 试样) 的 这一反常现象更为突出, 活性指数随龄期的增长而 下降. GB/ T 20491 2006 用于水泥和混凝土中的钢 渣粉!中对二级钢渣 28 天的活性指数要求为 65% , 明显高于 7 天的 55% . 试验结果并没有体现钢渣活 性指数随龄期的延长而明显增加的这一规律. 这是 由于钢渣( 特别是还原渣) 中游离氧化钙含量较高, 在养护 7 天后因体积安定性不良, 而引起试件强度 轻微下降.
为消解可能存在的游离氧化钙的危害, 分别将 A2 和 B2 两种钢渣各取一半浸水放置 7 天后再烘干、 粉磨, 制备出 S4 和 S5 试样, 然后进行活性试验. 表 2 中的试验结果表明, 浸过水的 S4 和 S5 试样与未浸水 的 S2 和 S3 试样的活性指数试验结果基本相同.
另外, 对各试样进行了沸煮法安定性试验. 试验 结果表明, 各试样的安定性均合格( 表 3) .
3结语
( 1) 珠江钢铁公司所排放的氧化渣和还 原渣 7 天和 28 天龄期的活性指数均超过 55% 和 65% , 满 足了 GB/ T 20491 2006 用于水泥和混凝土中的钢 渣粉!中规定的技术要求.
( 2) 氧化渣和还原渣的活性指数没有随龄期增
长而提高. 还原 渣活 性指 数随 龄期增 长而 下降, 7 天、28 天及 60 天的活性指 数分别为 77% , 74% 及 65% . 是否由于游离氧化钙过量引起该反常现象, 尚 待进一步研究.
CHEN G Cong mi1 , JIA O Chu jie1 , L IU X iao chu1 , LI L ie jun2 , ZH A N Zhen feng1 ( 1. Guangz hou Univer sity , Guangz hou 510006, China;
2. Guangz hou I r on & Steel Enter p r ises Gr oup , Guangz hou 510381, China)
( 3) 未经其他处理的氧化渣和还原渣 28 天的活 性指数相近.
参考文献:
[ 1] 侯新凯, 李虎森, 房晓红. 钢 渣的冷却 和处理方式 对水硬 活性的影响[ J] . 水泥, 2002( 7) : 1 4.
[ 2] 张同生, 刘 福田, 王 建伟, 等. 钢渣 安定性 与活 性激 发的 研究进展[ J] . 硅酸盐通报, 2007, 26( 5) : 980 984.
电炉氧化渣碱度低、活性较弱, 还原渣碱度高、 活性较强. 有研究认为[ 4] , 珠钢电炉钢渣中氧化渣含 有较多的方铁石与方镁石的固溶体( FeO M gO) 、镁 蔷薇辉 石与硅酸二钙 的固溶体 ( Ca5 M gSi3 O 12 ) 、一 定量的玻璃体物质及少量的钙铝黄长石, 由此可以 推断出, 该氧化渣具有较低的活性; 而还原渣中含有 大量的铝酸盐矿物( C12 A 7 和 C3 A ) 、一定量的方镁 石( M gO ) 及少量的硅酸二钙 ( C2 S) , 由 此可以推 断出, 该还原渣具有相对较高的水化活性, 水化速度 较快.
65% .
关键词: 电炉钢渣; 活性指数; 工业废渣
中图分类号: T Q172. 09
文献标识码: A
工业废渣的再生利用是实现可持续发展的核心 之一, 我国∀ 十一五#规划 纲要! 中提出了∀ 十一五# 期间主要污染物排放总量减少 10% 的约束性指标. 珠三角地区土木工程建设规模大、建材市场需求稳 定, 因而, 将广州珠江钢铁公司( 下称珠钢) 的电炉钢 渣加工成有较高附加值的微粉, 应用于混凝土和砂 浆掺合料及生产加气混凝土砌块等中, 对广东省减 排目标的实现有积极意义.
07 K 4 13) ; 广州市属高校科技计划项目( 62064) ; 广州大学创新团队项目( 1001 1006) ; 广州钢铁企业集团项目 作者简介: 程从密( 1972 ) , 安徽安庆人, 博士生, 副教授.
∃ 282 ∃
材料研究与应用
2 00 8
1. 2 方 法
钢渣粉活性指数的测定按照 GB/ T 20491 2006 用于水泥和混凝土中的钢渣粉! 附录的规定进行. 进行活性指数测定用的试样按 m ( 水泥) m ( 钢渣 粉) = 7 3 混合而成的. 进行性指数测定时, 先将称 量好的钢渣粉与水泥预搅拌, 为了检验钢渣对强度 长期的影响, 除了检验钢渣 7 天及 28 天的活性指数
上述浸水试验和安定性试验无法判定钢渣活性 指数随龄期增加而下降, 是由于游离氧化钙过量引 起的. 珠钢采用铝作脱氧剂, 其还原渣中氧化铝含量 非常高, 约占 35% . 还原渣活性 指数随龄期增长而 下降可能与氧化铝含量高有关, 具体原因尚待进一 步研究.
2. 3 氧化渣和还原渣 28 天的活性指数相近
目前, 国内炼钢以转炉为主, 钢渣性能的研究主 要集中在转炉钢渣方面. 珠钢采用电炉炼钢且所用 原料主要是废钢, 因而, 所排钢渣的性能与其他钢厂 的有所不同. 珠钢电炉钢渣排放量达 44 万 t / 年, 其 中约 90% 为氧化渣, 10% 为还原渣.
( 1. 广州大学, 广东 广州 510006; 2. 广州钢铁企业集团, 广东 广州 510381)
摘 要: 对广州珠江钢铁公司的电炉炼钢所排放的氧化渣及还 原渣的活性进行了初步试验. 研究结果 表 明, 电炉氧化渣 及还原渣 7 天和 28 天的活 性指数均 能满足 GB/ T 20491 2006 用于水泥和 混凝土中 的 钢渣粉! 要求; 还原渣的活性指数随龄期增长而下降, 7 天、28 天及 60 天的活性指数分别为 77% , 74% 和
第2卷 第4期 2 008年12 月
材料研究与应用 M A T ERIA L S RESEA RCH A ND AP PL ICAT ION
文章编号: 1673 9981( 2008) 04 0281 03
电炉钢渣活性初步研究*
V o1. 2, N o . 4 Dec . 2 0 0 8
程从密1 , 焦楚杰1, 刘晓初1, 李烈军2 , 詹镇峰1
第2卷 源自文库4期
程从密, 等: 电炉钢渣活性初步研究
表 3 安定性试验净浆组成与结果
钢渣类型
净浆组成/ g
水泥 钢渣
水
安定性/ mm
判定指标
500 0
1. 25
A1
350 150
0. 75
两个 试件 煮 后
达到标准 稠度时
增加 的距 离 平
B1
350 150 的用水量
0. 75
均值不大 于
A2
350 150
表 1 钢渣处理方法及细度
钢渣类型
处理方法
w( - 80 m) / %
A1
氧化渣放置 7 天后粉磨
3. 6
A2
氧化渣 浸 水 放 置 7 天 后
3. 8
再烘干、粉磨
B1
还原渣放置 7 天后粉磨
4. 9
B2
还原渣 浸 水 放 置 7 天 后
5. 1
再烘干、粉磨
收稿日期: 2008 07 14 * 基金项目: 国家自然科学基金项目 ( 50708022) ; 广东省自然科学基金项目( 06301038) ; 建设部科研开发项目( 06 K1 37, 07 K 4 5,
电炉钢渣活性不足是制约其应用的重要因素之 一, 为了推广钢渣粉在混凝土工程中的应用, 对珠钢 所排放的氧化渣及还原渣的活性分别进行了初步试 验研究.
1 试验部分
1. 1 原材料
广州水泥厂生产的 P. I 52. 5R 水泥、标准砂及 珠江钢铁公司的电炉钢渣.
不同的冷却工艺会影响钢渣的活性[ 1] . 本文采 用简单热泼法冷却处理钢渣, 再分别取热泼法冷却 的氧化渣和还原渣, 将各渣样分成两份, 各试样粉磨 时间相同. 渣样处理方式及细度列于表 1.
[ 3] 唐明, 刘普清, 李颖. 超细钢 渣粉体分 形特征的测 试与评 价[ J] . 沈阳建筑工程学院学报, 1999( 1) : 51 55.
[ 4] 曹德光, 苏达根, 余建锐, 等. 利用电炉钢渣作为砌筑水 泥原料的试验研究[ J] . 水泥, 2003( 8) : 9 13.
Study on activity of electric furnace slag
Abstract: T he act iv ity of ox idized and deox idized st eel slag of Guangzhou Z hujiang Iron & St eel Inc. is st udied. T he st ur dy show s, the 7 d and 28 d act ivity index of ox idized and deo xidized st eel slag com e up to the st andar d o f Steel Slag Pow der U sed fo r Cem ent and Concret e ( GB/ T 20491 2006) . T he longer t he cu r ing t ime, t he act ivit y index of deox idized st eel slag decr eased. T he 7 d, 28 d and 60 d activit y index o f de o xidized steel slag is 77% 、74% and 65% indiv idual ly. Key words: elect ric furnace slag ; act iv it y index; indust ry w ast e residue
0. 5
4 mm
B2
350 150
0. 25
∃ 283 ∃
由表 2 可知, 还原渣( S3 样) 的 7 天活性指数为 77% , 明显高于氧化渣( S2 样) 的 65% , 符合上述推 断. 但是, 两者的 28 天的活性指数均为 74% , 还原 渣 60 天的活性指数低于氧化渣的, 与上述推断明显 不符. 这是由于前面讨论的未知原因, 引起还原渣活 性指数随龄期增加而下降引起的. 另外, 在相同的粉 磨时间下, 还原渣的颗粒较氧化渣的粗, 也会影响其 活性的发挥.
100 100 100
S2
A1
3 15
1 35
225 1350 65 74 71
S3
B1
3 15
1 35
225 1350 77 74 65
S4
A2
3 15
1 35
225 1350 67 77 72
S5
B2
3 15
1 35
225 1350 73 70 64
GB/ T 20491 2006 二级钢渣粉技术要求
55 65
2. 1 钢渣活性指数能满足使用要求
钢渣的活性激发方法有化学激发、机械激发及 热力激发等[ 2] . 钢渣作为水泥混凝土掺合料时, 对其 进行超细加工是进一步提高其活性的重要途径[ 3] . 本实验用的钢渣粉仅进行了粉磨( 即机械激发) , 没 有进行其他的特别处理.
由表 2 可知, 无论是氧化渣( S2 和 S4 试样) , 还 是还原渣( S3 和 S5 试样) , 7 天和 28 天的活性指数 均能满足 GB/ T 20491 2006 用于水泥和混凝土中 的钢渣粉!中规定的二级钢渣技术要求.
外, 还检验了其 60 天的活性指数.
2 试验结果及分析
检验各钢渣试样活性指数用的胶砂组份及各龄 期钢渣的活性指数检验结果列于表 2.
表 2 检验用胶砂组成及各龄期活性指 数检验结果
试样编号 钢渣类型 S1
水泥 4 50
胶砂组份/ g 钢渣 水
0
2 25
标准砂 1 35 0
活性指数/ % 7 天 28 天 60 天
2. 2 活性指数没有随龄期增长而提高
活性掺合料的水化反应速度较慢, 其强度随龄 期的增长变化也较慢, 但随着养护时间的延长, 活性 掺合料对强度的影响越来越大. 由表 2 可知, 氧化渣 ( S2 和 S4 试样) 28 天的活性指数高于 7 天的, 但 60 天的活性指数反而下降; 还原渣( S3 和 S5 试样) 的 这一反常现象更为突出, 活性指数随龄期的增长而 下降. GB/ T 20491 2006 用于水泥和混凝土中的钢 渣粉!中对二级钢渣 28 天的活性指数要求为 65% , 明显高于 7 天的 55% . 试验结果并没有体现钢渣活 性指数随龄期的延长而明显增加的这一规律. 这是 由于钢渣( 特别是还原渣) 中游离氧化钙含量较高, 在养护 7 天后因体积安定性不良, 而引起试件强度 轻微下降.
为消解可能存在的游离氧化钙的危害, 分别将 A2 和 B2 两种钢渣各取一半浸水放置 7 天后再烘干、 粉磨, 制备出 S4 和 S5 试样, 然后进行活性试验. 表 2 中的试验结果表明, 浸过水的 S4 和 S5 试样与未浸水 的 S2 和 S3 试样的活性指数试验结果基本相同.
另外, 对各试样进行了沸煮法安定性试验. 试验 结果表明, 各试样的安定性均合格( 表 3) .
3结语
( 1) 珠江钢铁公司所排放的氧化渣和还 原渣 7 天和 28 天龄期的活性指数均超过 55% 和 65% , 满 足了 GB/ T 20491 2006 用于水泥和混凝土中的钢 渣粉!中规定的技术要求.
( 2) 氧化渣和还原渣的活性指数没有随龄期增
长而提高. 还原 渣活 性指 数随 龄期增 长而 下降, 7 天、28 天及 60 天的活性指 数分别为 77% , 74% 及 65% . 是否由于游离氧化钙过量引起该反常现象, 尚 待进一步研究.
CHEN G Cong mi1 , JIA O Chu jie1 , L IU X iao chu1 , LI L ie jun2 , ZH A N Zhen feng1 ( 1. Guangz hou Univer sity , Guangz hou 510006, China;
2. Guangz hou I r on & Steel Enter p r ises Gr oup , Guangz hou 510381, China)
( 3) 未经其他处理的氧化渣和还原渣 28 天的活 性指数相近.
参考文献:
[ 1] 侯新凯, 李虎森, 房晓红. 钢 渣的冷却 和处理方式 对水硬 活性的影响[ J] . 水泥, 2002( 7) : 1 4.
[ 2] 张同生, 刘 福田, 王 建伟, 等. 钢渣 安定性 与活 性激 发的 研究进展[ J] . 硅酸盐通报, 2007, 26( 5) : 980 984.
电炉氧化渣碱度低、活性较弱, 还原渣碱度高、 活性较强. 有研究认为[ 4] , 珠钢电炉钢渣中氧化渣含 有较多的方铁石与方镁石的固溶体( FeO M gO) 、镁 蔷薇辉 石与硅酸二钙 的固溶体 ( Ca5 M gSi3 O 12 ) 、一 定量的玻璃体物质及少量的钙铝黄长石, 由此可以 推断出, 该氧化渣具有较低的活性; 而还原渣中含有 大量的铝酸盐矿物( C12 A 7 和 C3 A ) 、一定量的方镁 石( M gO ) 及少量的硅酸二钙 ( C2 S) , 由 此可以推 断出, 该还原渣具有相对较高的水化活性, 水化速度 较快.
65% .
关键词: 电炉钢渣; 活性指数; 工业废渣
中图分类号: T Q172. 09
文献标识码: A
工业废渣的再生利用是实现可持续发展的核心 之一, 我国∀ 十一五#规划 纲要! 中提出了∀ 十一五# 期间主要污染物排放总量减少 10% 的约束性指标. 珠三角地区土木工程建设规模大、建材市场需求稳 定, 因而, 将广州珠江钢铁公司( 下称珠钢) 的电炉钢 渣加工成有较高附加值的微粉, 应用于混凝土和砂 浆掺合料及生产加气混凝土砌块等中, 对广东省减 排目标的实现有积极意义.
07 K 4 13) ; 广州市属高校科技计划项目( 62064) ; 广州大学创新团队项目( 1001 1006) ; 广州钢铁企业集团项目 作者简介: 程从密( 1972 ) , 安徽安庆人, 博士生, 副教授.
∃ 282 ∃
材料研究与应用
2 00 8
1. 2 方 法
钢渣粉活性指数的测定按照 GB/ T 20491 2006 用于水泥和混凝土中的钢渣粉! 附录的规定进行. 进行活性指数测定用的试样按 m ( 水泥) m ( 钢渣 粉) = 7 3 混合而成的. 进行性指数测定时, 先将称 量好的钢渣粉与水泥预搅拌, 为了检验钢渣对强度 长期的影响, 除了检验钢渣 7 天及 28 天的活性指数
上述浸水试验和安定性试验无法判定钢渣活性 指数随龄期增加而下降, 是由于游离氧化钙过量引 起的. 珠钢采用铝作脱氧剂, 其还原渣中氧化铝含量 非常高, 约占 35% . 还原渣活性 指数随龄期增长而 下降可能与氧化铝含量高有关, 具体原因尚待进一 步研究.
2. 3 氧化渣和还原渣 28 天的活性指数相近