钢渣比表面积对钢渣-水泥复合胶凝材料安定性的影响

钢渣中含有C_3S、C_2S胶凝活性物质,因此经粉磨后,具有用作胶凝物质掺合料的潜质。但是钢渣的安定性差是制约其利用的最重要限制因素之一。本文分别采用沸煮和压蒸方法研究钢渣的比表面积对钢渣-水泥复合胶凝材料净浆安定性的影响;用灰色关联度分析法研究钢渣掺量与比表面积对钢渣-水泥复合胶凝材料净浆安定性的影响程度;通过SEM分析钢渣不同比表面积时,钢渣-水泥复合胶凝材料净浆的微观形貌。研究结果表明,钢渣-水泥复合胶凝材料净浆可以通过提高钢渣的比表面积改善其安定性。钢渣掺量10%时,相较于钢渣比表面积454.99 m~2/kg的钢渣-水泥复合胶凝材料净浆,钢渣比表面积为598.43 m~2·kg的钢渣-水泥复合胶凝材料净浆沸煮膨胀率降低了72.14%,压蒸膨胀率降低了51.40%。灰色关联分析得出与比表面积相比,钢渣掺量对钢渣-水泥复合胶凝材料净浆膨胀率的影响更大。限制钢渣的掺量仍是预防钢渣-水泥复合胶凝材料体积膨胀的主要方法。SEM微观结构分析表明,随着钢渣比表面积的增加,钢渣-水泥复合胶凝材料净浆逐渐趋于致密,此结论与膨胀率评价结果一致。     

液态钢渣在线重构技术研究进展

钢渣在线重构是解决钢渣胶凝活性低、体积安定性差、化学波动大等问题,从而提高钢渣利用率的一种有效技术。本文简述了钢渣的的特性及存在的问题,并重点综述液态钢渣在线重构中调质组分、温度制度、冷却制度、气氛制度、均混制度、工艺设备以及热力学与动力学研究对重构钢渣胶凝活性和体积安定性的影响;最后针对于钢渣在线重构所存在的问题及钢铁行业中较先进的技术展望钢渣在线重构的发展趋势。     

冷却温度和处理方式对钢渣反应性能的影响

分析了冷却温度和处理方式对首钢钢渣反应性能的影响,并测试了以钢渣、矿渣以及水泥熟料为主要原料的胶凝材料的力学性能.随着水淬温度的升高,钢渣反应性能呈现降低后升高的趋势.水淬处理过程中由于部分易水化物质的反应而使钢渣的反应性能变差,随炉冷却钢渣中大量结晶物质的生成又使钢渣的反应性能变差.相对而言,在空气中冷却处理所得钢渣的反应性能较好.另外,还研究了钢渣掺量对胶凝材料力学性能的影响,在钢渣掺量为20%～30%的实验条件下,可制得性能较好的胶凝材料.     

攀钢钢渣细粉对水泥胶凝性能的影响

为探究攀钢转炉钢渣作为水泥掺加料、实现钢渣高效资源化利用的可行性,以攀钢转炉钢渣和四川峨胜水泥熟料为原料,研究了不同粒度、不同掺量钢渣细粉对水泥胶凝性能的影响。结果表明：在钢渣细粉掺加量一定的情况下,掺入的钢渣细粉粒度越细,水泥的标准稠度需水量越大、初凝和终凝时间越长、水泥胶砂的强度和活性指数越高;在钢渣细粉粒度一定的情况下,水泥胶砂的强度随着钢渣细粉掺入量的增加而降低,当钢渣细粉掺入量超过钢渣复合水泥质量分数的30%时,水泥胶砂的强度将大幅下降;D₅₀=6.21 μm和D₅₀=3.17 μm的钢渣细粉按30%取代水泥时,钢渣复合水泥胶砂的强度和安定性均满足国家P.S.A 32.5级水泥标准要求。     

改性赤泥对复合胶凝材料的性能影响

以工业固废拜耳法赤泥、电解锰渣、钢渣为主要原料制备复合胶凝材料,研究各组分的最佳配比,在此基础上对拜耳法赤泥进行高温煅烧改性,确定最佳煅烧制度。采用DWS-51钠离子测试仪分析煅烧后拜耳法赤泥的碱溶出情况,借助X射线衍射(XRD)仪和扫描电镜(SEM)研究煅烧后拜耳法赤泥的矿物组成、复合胶凝材料水化产物的成分及形貌。结果表明,拜耳法赤泥、电解锰渣、钢渣质量比为1∶3∶2时,活性指数达到93.2%;拜耳法赤泥的煅烧温度为700℃时,可溶性碱的质量分数最大,为2.58%,改性拜耳法赤泥-电解锰渣-钢渣复合胶凝材料的活性指数达到108.1%,抗硫酸盐侵蚀系数为1.18;水化产物结构致密、Ca(OH)₂生成量少是复合胶凝材料抗蚀性较好的主要原因。     

利用亚硫酸钙型脱硫石膏制备胶凝材料的研究

以亚硫酸钙型脱硫石膏(CSDG)为原料,通过煅烧和添加改性剂(粉煤灰、明矾和无水Na2SO4)制备石膏基胶凝材料。研究了CSDG煅烧氧化过程,利用正交实验研究了改性剂加入方式、改性剂掺量、煅烧温度对胶凝材料强度的影响,并通过DTA-TG、SEM和XRD分析了影响胶凝材料强度的机理。结果表明,Ca SO3在空气中488℃可被氧化为Ca SO4;CSDG与改性剂混合后煅烧制备的胶凝材料,比CSDG单独煅烧再掺入改性剂的胶凝材料各龄期强度明显提高;粉煤灰掺入量是影响强度的关键因素;CSDG与改性剂混合煅烧制备胶凝材料的适宜工艺参数为煅烧温度700℃,粉煤灰掺入量30%,明矾3%,无水Na2SO4 1%。CSDG与改性剂混合煅烧,Ca(OH)2和硫酸盐在高温下活化了掺入的粉煤灰,因而使胶凝材料的强度明显提高。     

新型胶凝材料的特点及其比较优势

在矿用充填胶凝材料的研究中, 以水淬钢渣为主要原料的胶凝材料的研究取得了较大突破, 该材料以钢渣和少量石膏及激发剂组成。对其性能测试表明, 其主要指标超过了普硅325水泥的要求, 其主要缺点是抗风化能力较差, 不适于地表工程。为了更客观地作出结论, 将新材料在同样条件下和目前充填中常用的普通硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、高水固化材料胶凝材料进行了性能比较, 并将可精确对比的不同量纲参数和只能模糊性判定的参数经过决策矩阵的规范化得以统一。最后, 应用多因素赋权评分法,得到了主客观权重及方案排序, 从而进一步确立了新型胶凝材料的比较优势。     

复合激发剂对大掺量粉煤灰水泥强度的影响

为解决粉煤灰大宗利用的问题, 研究了复合激发剂对大掺量粉煤灰水泥强度的影响及其水化的机理。结果表明:NaOH、Ca(OH)₂、Na₂SO₄三种激发剂协同激发效果显著, 3 d及28 d抗压、抗折强度均超过42.5水泥强度指标; 最终得到粉煤灰胶凝材料的质量配比为:粉煤灰75%、熟料20%、石膏5%、激发剂3%;对制备的粉煤灰胶凝材料进行凝结时间、胶砂流动度、安定性等物理性能进行测试, 结果均达到粉煤灰水泥的国标要求。研究表明:采用复合激发剂可以提高粉煤灰的胶凝活性, 所制备大掺量粉煤灰水泥可以进行工程实用。      

脱硫石膏胶凝性的研究

本研究为脱硫石膏建材资源化提供了理论基础.本文通过研究不同煅烧温度对处理后脱硫石膏的性能影响,确定脱硫石膏具有最好胶凝性的处理工艺;并且采用激发剂对煅烧处理后的脱硫石膏进行活性激发,来提高其胶凝性.采用XRD分析不同煅烧温度处理后脱硫石膏的物相变化.当煅烧温度为150℃~300℃,脱硫石膏具有最好的胶凝性能.在经过较高温度煅烧的脱硫石膏中掺入水泥熟料与CaO可明显提高脱硫石膏的胶凝性能.     

钢渣中游离氧化镁含量的测定及其减量控制措施

钢渣中存在的游离氧化镁易发生水化膨胀导致其安定性不良,限制了钢渣部分替代水泥制备胶凝材料的回收利用。本文优化了氯化铵-乙二醇滴定检测f-MgO的方法,研究表明以RO相和镁铁尖晶石相存在的氧化镁以及钢渣中的其他组分对f-MgO含量的检测干扰较小,测试数据准确度高,为钢渣安定性的判断提供了依据。同时,采用以铁尾矿和石灰石组成的改性剂对转炉钢渣进行改性,经1350℃高温改性和水冷处理后,其中f-MgO含量可由2.02%降低至0.89%,降幅达55.94%。高温改性可以显著降低游离氧化镁的含量,有助于改善钢渣安定性。