An eco-friendly permeable brick with excellent permeability and high strength derived from steel slag wastes

Utilisation of industrial solid wastes to prepare products with high added value is an effective way that could relieve environmental pollution and create huge economic benefits. In this work, steel slag based permeable brick (SSPB) was successfully prepared by liquid phase sintering. The BSE-EDS results indicate that the microstructure of the SSPB becomes dense because of the formation of a small amount of glass-liquid phase (Na-K-Ca-Fe-Si-O glass system). The effect of sintering temperature on various properties of the SSPB was systematically studied. It is found that as the sintering temperature increases from 1210 to 1300°C, the permeability deceases gradually, as well as the apparent porosity, water retention and water absorption. In contrast, the bulk density and mechanical strengths show gradually increasing trends. Most important of all, the SSPB sintered at 1270°C for 1 hour shows an excellent permeability (5.70 × 10⁻² cm/s) and high mechanical strengths (compressive strength, 36.6 MPa; bending strength, 6.8 MPa). The prepared SSPB is not only likely to be a new type of permeable brick for sidewalk construction, but also relieve greatly environmental pollution from steel slag because of the high utilisation rate of steel slag (as high as 90%).     

再生混凝土透水砖试验研究*

针对建筑垃圾的处理的问题,提出了将废弃混凝土破碎、清洗、分级处理成再生骨料,采用正交试验方法用这种骨料制备透水砖,同时,考虑了粒径、水泥用量、砂率及水灰比等因影因素对透水砖性能的影响。研究结果表明,当骨料粒径为10-20 m,水泥用量为420 kg/m³,砂率为9%,水灰比为0.31时,满足再生混凝土透水砖的标准要求;分别建立了粒径、水泥用量、砂率及水灰比等影响因素与透水系数、抗压强度的回归方程;最后,建立了透水系数与抗压强度的二次曲线拟合方程。     

镁锆砖和镁铬砖的抗RH炉渣侵蚀性对比

为取代RH炉用镁铬材料,以电熔镁砂为主原料,分别加入单斜锆、脱硅锆、单斜锆与脱硅锆的混合粉、锆英石制备了ZrO2质量分数分别为15%和20%的镁锆砖,并利用静态坩埚法对比研究了镁锆砖和镁铬砖的抗RH炉渣侵蚀性。结果表明:对于Al2O3含量高且碱度(CaO/SiO2比)大的RH炉渣,镁锆砖抗侵蚀性能优于镁铬砖的;镁锆砖的侵蚀机理是砖中的ZrO2与渣中的CaO迅速反应,形成高熔点物相CaZrO3,能堵塞砖中的孔隙而形成致密保护层,从而阻止钢渣对镁锆砖的进一步侵蚀;而镁铬砖的侵蚀机理是渣中的Al2O3、Fe2O3等R3 和镁铬尖晶石中Cr3 交换,渣与砖反应生成的镁铝尖晶石和镁铁尖晶石使得材料变性,同时由于体积效应使镁铬材料鼓胀开裂,从而导致镁铬砖的严重侵蚀。     

气淬钢渣制备钢渣水泥的研究

研究了气淬钢渣活性、制备钢渣水泥的方案及不同方案下制备的掺气淬钢渣水泥的物理性能及水化机理。结果表明,气淬钢渣活性指数高于普通钢渣,制备掺气淬钢渣水泥适宜采用加入激发剂或复掺水淬高炉矿渣,在激发剂作用下,气淬钢渣掺量达到50%时,其水泥强度满足P.SS32.5级水泥的要求,而普通钢渣在掺量为50%时,强度已达不到水泥的强度要求;而在复掺水淬高炉渣和气淬钢渣作用下,气淬钢渣掺量达到40%时,其水泥强度满足P.SS32.5级水泥的要求,而普通钢渣水泥强度已达不到要求;气淬钢渣用于生产高掺量、高强度等级的水泥是可行的。     

激发转炉钢渣制备高活性辅助胶凝材料的研究

采用激发剂和粉磨激发转炉钢渣的活性,制备高强度、高掺量的钢渣胶凝材料,并通过XRD、SEM和压汞法等物相检测方法揭示微观结构与宏观性能之间的内在联系。结果表明：通过激发剂和粉磨的综合效应,能够利用转炉钢渣制备出高活性辅助胶凝材料;转炉钢渣最适宜粉磨时间为60min;激发剂M（三异丙醇胺、聚乙二醇与去离子水的复配质量比为6∶4∶10）的激发效果最好,转炉钢渣在水泥中的掺量可达33%,其28d抗压强度可达50.4MPa。     

高钢渣掺量钢渣矿渣水泥粉磨工艺的研究

研究了4种粉磨工艺与高钢渣掺量钢渣矿渣水泥性能之间的关系，并由此得出分别预磨后再混磨的工艺是最佳的生产工艺。     

采用钢渣和铅锌尾矿制备硅酸盐水泥熟料的研究

探讨了钢渣和铅锌尾矿分别取代铁粉和黏土制备硅酸盐水泥熟料的可行性,对其易烧性进行了研究,并对制备出的熟料进行了力学性能研究。结果表明:采用钢渣和铅锌尾矿进行生料配料,熟料的烧成温度为1 450℃,煅烧时间为30 min时,制备出的熟料w(f-CaO)小于1%;水泥熟料的28d抗折和抗压强度分别达到了9.6MPa和60.4MPa。     

以电炉还原渣重构转炉钢渣的胶凝性能

用电炉还原渣在高温重构的转炉钢渣作高活性钢渣胶凝材料,并探讨重构钢渣的水化进程、水化产物和力学性能。试验结果表明：重构钢渣的水化热曲线在水化13-35h都有不同程度的放热峰存在,而未重构钢渣水化72h未见任何放热峰。SEM照片清晰显示相较于未重构铜渣,重构钢渣水化产物数量更多,水化浆体结构更为致密。随着水化龄期的延长,重构钢渣水化XRD图谱中硅酸盐矿物特征峰明显降低,无定形的C—S—H含量提高。重构过程有效改善了钢渣的后期强度,掺重构钢渣水泥的抗压强度的活性指数最高达104．0％。     

莫来石结合刚玉砖在DMT残渣炉上的应用

针对DMT残渣炉的使用特性,叙述了各部位用耐火材料的施工方法,以及检查烘炉过程中应注意的事项。     

铁浴式熔融还原渣对镁铬材料侵蚀的研究

以市售w(Cr2O3)=26.02%的电熔再结合镁铬砖和自制预合成的不同FeO含量的铁浴式熔融还原渣为研究对象,采用旋转圆柱法,研究了铁浴式熔融还原渣中FeO含量(其质量分数分别为0、5%、10%和15%)和试验温度(1 450、1 500、1 550和1 600℃)对镁铬砖试样侵蚀量、显微结构的影响。结果表明:(1)不含FeO的渣对镁铬试样的侵蚀量大于FeO含量(w)为5%的渣,渣中FeO含量(w)为5%~15%时,随着FeO含量的增加,镁铬试样的侵蚀量增大,侵蚀加剧;(2)温度是影响镁铬材料抗渣性能的重要因素之一,温度提高,熔融还原渣对耐火材料的侵蚀加剧。     

钢渣混凝土性能优化研究综述

钢渣混凝土存在着诸多缺陷,限制了其在实际工程中的应用,因此本文探究并提出了钢渣混凝土性能优化方案。首先分析了钢渣对混凝土自重、和易性和体积安定性的不利影响,并建议了可行的优化方案。接着,从钢渣替代率的角度,对钢渣混凝土的耐久性能和力学性能进行了分析,发现合适比例的钢渣用量在混凝土中的再生利用是可行的,且钢渣混凝土的整体性能较优于普通混凝土。最后,在全文分析的基础之上,为了充分优化钢渣混凝土的性能,建议将钢渣作为粗、细骨料和钢渣粉的替代率控制在合理范围之内。本文旨在探究钢渣及其替代率对钢渣混凝土性能优化的影响,并建议可行的优化方案,为工程应用试验提供参考。     

少掺量钢渣矿渣水泥的研究

在高掺量矿渣水泥中掺少量可看作低质熟料的钢渣,弥补由于熟料掺量少造成的碱性不足。当混合材的总量为６０％～６５％时,钢渣掺量控制在１５％～２０％左右,只需采用普通外加剂,就能够生产４２５水泥。工业性试验在太钢东山水泥厂进行。     

利用钢渣微细粉制备高强度混凝土的试验研究

利用粉磨至不同比表面积的转炉钢渣微细粉取代部分水泥进行了C60混凝土的早期和后期强度及坍落度试验，考察了钢渣微细粉的比表面积及掺入量、水胶比和减水剂掺入量对混凝土性能的影响，并用PoreMaster——60孔测定仪测定了硬化混凝土的孔分布。试验结果表明，钢渣微细粉的比表面积为487m^2／kg、掺入量为15％-20％时，可获得令人满意的混凝土3d和28d抗压强度；随着水胶比的增大，混凝土3d和28d抗压强度显著降低，坍落度急剧增大；减水剂掺入量对混凝土坍落度影响明显，但对混凝土强度影响不大。     

狭缝式铬刚玉透气砖的研制及应用

把以电熔刚玉、氧化铬为主要原料制成的低水泥振动成型座砖,经机压成型的铬刚玉套砖、铬刚玉造气板,和以电熔刚玉为主要原料制成的弥散型刚玉透气塞、钢套等组合在一起,制成狭缝式铬刚玉透气砖。经使用该砖达到进口透气砖的水平。     

Recycling of granite waste and burnt coal cinder for the preparation of sintered permeable bricks

The sintered permeable brick was prepared using granite waste and burnt coal cinder (BCC) as raw materials to ensure the utmost utilization of both solid wastes. The effect of various parameters, such as the proportion of raw materials, granite particle size and sintering temperatures on the properties of the permeable brick were studied, and the relevant sintering mechanism was clarified. The differential scanning calorimetry curves indicate that the mixture of granite waste and BCC begins to melt at a lower temperature, which is lower than the temperature for melting them alone, so the use of them to prepare sintered bricks will reduce energy consumption. The optimal conditions for the preparation of the permeable bricks were determined as the mass ratio of granite waste to BCC of 80: 20, sintering temperature of 1150–1175°C, and granite particle size of .9–1.25 mm. It was found that the permeability and the flexural strength of the samples can reach 3.41 × 10 ⁻² cm/s and 4.2 MPa, respectively, which both exceed the requirements specified in the national standard of China.     

钢渣比表面积和掺入量对水泥性能的影响

提高钢渣的综合利用已经成为亟需解决的环境课题和资源课题,意义重大.研究了钢渣比表面积及掺入量对硅酸盐泥标准稠度需水量、凝结时间和强度的影响;同时研究了钢渣(比表面积约为400m2/kg)与矿渣或钢渣与粉煤灰复掺,对水泥度的影响:并通过FI-IR和SEM测定,对养护28d的硬化浆体水化产物的物相组成、形貌及微观结构进行了分析.结果表明(1)钢渣的比表面积越大,其活性越高;(2)掺加适量(≤30%)磨细钢渣,可以提高硬化浆体的致密度,降低孔隙率,提高强度(3)钢渣与矿渣、钢渣与粉煤灰复掺时,综合效果更佳.     

钢渣微粉与矿渣粉对混凝土性能及水化机理的影响研究

在混凝土中分别单掺钢渣微粉、复掺钢渣微粉和矿渣粉,研究了其对混凝土工作性能、力学性能的影响,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等现代测试手段分析了其对水泥水化影响的机理。实验确定了钢渣微粉、矿渣粉用做混凝土掺合料的最佳掺量:单掺钢渣微粉,其掺量不宜超过15%;钢渣微粉与矿渣粉具有很好的"互补效应",当两者在胶凝材料中的总掺量达到30%,其中钢渣微粉掺量为15%时,能表现出较好的后期强度。     

炉外精炼钢包渣线用MgO-C砖

精炼钢包渣线受到真空搅拌的强烈冲刷，炉渣的严重侵蚀和周期性热循环损伤，使用条件十分苛刻。采用优质MgO-C砖，使用效果良好。分析了影响精炼钢包使用的因素。     

Autoclave properties of kirschsteinite-based steel slag

The kirschsteinite-based steel slag is one kind of low-alkalinity steel slag. This steel slag hardly behaves as any hydraulicity. In this paper, the hydrothermal products and binding properties of this slag, after being subjected to autoclave treatments, were evaluated. The results show that a hydrothermal autoclave reaction could modify the binding behaviours of kirschsteinite-based steel slag. The main hydrothermal product of pure kirschsteinite-based steel slag was Fe-hydrogarnet, which exhibited poor binding strength. However, the system of quartz-kirschsteinite steel slag appeared to have excellent binding properties due to autoclave treatment, in which the kirschsteinite phase was hydrothermally changed into Fe-substituted tobermorite. Meanwhile, Fe-substituted tobermorite phase was still stable relative to xonotlite over 345 °C.     

钢渣微细粉对高强混凝土的改性研究

探讨以钢渣微细粉取代部分水泥的高强混凝土力学性能及抗渗透性能，并利用扫描电镜和压汞仪进行试验分析。研究表明：（1）在基准混凝土中掺10％的钢渣微细粉，能充分发挥其润滑、填充作用，明显提高混凝土的强度及抗渗透性能。（2）比表面积为453m^2/kg的矿物微细粉，可有效提高水化速度，从而对混凝土强度及坍落度有所贡献。（3）采用高效减水剂在提高混凝土抗压强度的同时，可有效改善混凝土的抗渗透性能。