处理方式对水泥混凝土用钢渣砂体积安定性的影响

针对当前天然砂资源日益匮乏的现状,采用炼钢厂的副产品——钢渣作细集料替代天然砂,但钢渣砂的体积安定性一直是制约其应用的关键问题.借助X-射线衍射法、甘油-乙醇法和砂浆棒测长法等测试方法,研究了钢厂内预处理方式(热泼法、自然冷却法)和实验室后期处理方式(自然陈放、8h蒸汽处理和3h压蒸处理法)对钢渣砂的膨胀组分含量和砂浆棒膨胀率的影响规律.结果表明:热泼和自然冷却两种预处理钢渣砂的矿物组成相同,各组分的含量不同;经相同时间陈放后,热泼渣安定性的改善程度大于自然渣的;蒸汽和压蒸处理工艺,通过加速钢渣砂中膨胀组分的水化,达到改善其安定性的目的.因此,预处理工艺影响钢渣砂的安定性,提高钢渣砂的安定性需从源头上选择合理的预处理工艺;与蒸汽处理工艺相比,压蒸处理能在短时间内显著改善钢渣砂的安定性.     

钢渣集料的体积稳定性与工程应用前景

钢渣的化学成分和矿物组成与水泥熟料相似，具有一定的水硬活性，且其颗粒级配、压碎值、磨耗率等各项物理力学指标相当于或优于普通的花岗岩、玄武岩或石灰岩碎石和河砂，是天然碎石和砂的理想的替代品。但其潜在的体积不稳定性，已成为制约钢渣工程应用的瓶颈。根据国内外的研究现状，分析了导致钢渣体积膨胀的原因，介绍了几种减小体积膨胀危害的方法，最后展望了钢渣集料的工程应用前景。     

Methods for improving volume stability of steel slag as fine aggregate

Suitable methods for enhancing the volume stability of steel slag utilized as fine aggregate were determined. The effects of steam treatment at 100 ℃ and autoclave treatment under 2.0 MPa on the soundness of steel slag sand were investigated by means of powder ratio, linear expansion, compressive and flexural strength. DTA, EDX, XRD and ethylene glycol methods were employed to analyze both the treated slags and susceptible expansion grains. Experimental results indicate that powder ratio, content of free lime and rate of linear expansion can express the improvement in volume stability of different treated methods. Steam treatment process cannot ultimately prevent specimens from cracking and decrease of strength, but mortar made from autoclave treated slag keeps integration subjected to hot water of 80℃ until 28 d and its strength do not show significant decrement. The hydration of over-burn free lime and periclase phase are the main cause for the disintegration or crack of untreated and steam treated steel slag＇s specimens. Autoclave treatment process is more effective than steam treatment process on enhancement of volume stability of steel slag.     

钢渣高附加值利用模式分析

针对我国钢渣的排放量和堆存量正在迅速增加，而其利用率却长期在低位徘徊的现状，分析了钢渣在建材领域的应用。由于钢渣成份波动大、混凝土掺合料均难以达到高效、高值化利用的目的。易磨性差以及稳定性不好，钢渣用作水泥混合材或利用钢渣的硬度大、强度高以及具有一定的胶凝性的特点，将其作为集料来应用，不仅可解决由于天然集料短缺而混凝土生产量递增，所造成的集料供需矛盾，而且可以提高混凝土材料的工程性能，降低其工程造价，从而取得较好的社会效益、经济效益、环境效益和工程效益，最终达到钢渣高附加值利用的目的。     

水泥混凝土用钢渣砂安定性评价方法研究

针对当前尚无公认的水泥混凝土用钢渣砂安定性检测和评价方法的现状,采用一种新的测试方法--5 h蒸汽粉化率法来评价钢渣砂的安定性,并以不同后期处理方式和不同钢厂的钢渣砂为对象,研究了5h蒸汽粉化率与f-CaO含量和钢渣砂砂浆(SSM)断裂龄期的相关性,分析了蒸汽粉化率与80℃水热养护制度SSM的膨胀破坏行为关系.结果表明:蒸汽粉化率中的最大粉化率(PM)消除了膨胀组分在钢渣砂内分布不均的影响,且与钢渣砂f-CaO含量及砂浆稳定龄期近似呈指数规律发展,其相关系数大于0.90.据此提出最大蒸汽粉化率可用于钢渣砂安定性的初步评价.     

钢渣砂砂浆(SSM)膨胀破坏的力学行为

通过力学性能和80℃水热加速养护条件下砂浆棒自由线性膨胀率实验,结合SEM等微观测试技术,分析探讨了不同基体强度对钢渣砂砂浆(SSM,下同)膨胀行为的影响及水热养护不同龄期的力学性能与自由线性膨胀率的关系,从力学角度阐述了SSM膨胀破坏的机理.结果表明:基体强度的提高能有效减小SSM的膨胀率,推迟断裂龄期,降低最终开裂破坏程度,但不能最终抑制钢渣砂砂浆的开裂.80℃水热加速养护条件下,SSM强度的发展趋势与砂浆棒自由线性膨胀率有较好的相关性.当某点水泥石的拉伸应变达到极限时,裂缝以钢渣砂膨胀粒子为中心向四周呈放射状扩散,最终导致SSM强度降低和宏观开裂.     

钢渣集料路用现状及前景分析

钢渣作集料用于道路工程,不仅可解决优质天然砂石短缺问题,而且可提高道路的工程性能。介绍了钢渣作集料的粉煤灰钢渣基层材料和钢渣集料水泥混凝土的性能,指出了钢渣集料应用中存在的问题,并展望了钢渣集料的应用前景。     

磨细钢渣微粉替代水泥的可行性研究

本文采用不同粉磨时间的钢渣微粉替代水泥,研究了钢渣微粉的细度和掺量对胶凝材料体系力学性能的影响规律,并采用活性因子法分析了钢渣微粉的胶凝活性。研究结果表明:随着钢渣微粉掺量的增加,虽然胶凝材料体系的抗折强度和抗压强度不断降低,但是钢渣微粉长龄期强度增长率大于空白组,活性因子的数值也印证上述规律。     

钢渣砂特性与稳定性研究

通过筛分和坚固性试验,结合SEM、XRF和XRD测试技术研究了钢渣砂的几何性质、力学性能、化学成分和矿物组成等特性,分析其做细集料的可行性。用常压蒸气粉化率法和215℃、2.0 MPa压蒸粉化率法并结合XRD图谱分析了不同试验条件下影响粉化率大小的主要因素。研究结果表明:钢渣砂的各项特性不仅符合GB/T14684—2001建筑用砂标准而且具有一定的水硬活性,坚固性f、-CaO含量和活性差异及RO相是影响钢渣砂稳定性的主要因素。     

试件尺寸和养护温度对钢渣砂砂浆膨胀性能的影响

武钢转炉钢渣经自然冷却后,破碎磁选,过4.75 mm的筛,筛下的尾渣称为钢渣砂.采用此种钢渣砂配制砂浆,以硬化砂浆试体在水中的自由线性膨胀率为指标,研究了两种试件尺寸和50、80 ℃两种试验温度对钢渣砂砂浆膨胀性能的影响.试验结果表明:试件内温度场分布的不一致性是试件尺寸对膨胀率产生影响的主要原因;80 ℃试验温度不会改变砂浆性质,且与50 ℃相比,能加速钢渣砂的膨胀,起到快速检测的目的.