武钢磨细钢渣粉在高性能混凝土中的应用

介绍武钢钢渣粉在混凝土中应用的一系列试验,分析了钢渣粉的掺入及其对混凝土强度和凝结时间的影响。     

宝钢钢渣在混凝土材料中资源化应用技术研究

通过对宝钢不同种类的钢渣化学成分和矿物岩相组成的X射线分析、钢渣微粉安定性、钢渣粒料稳定性、钢渣集料的磨耗值、放射性和碱度等基础特性的试验研究分析;进一步探讨了钢渣微粉、钢渣型砂、钢渣集料用于钢渣粉混凝土、钢渣透水混凝土、钢渣配重混凝土等新型混凝土及其制品在建筑工程中应用特点和性能;提出了钢渣在混凝土中资源化综合利用的发展路径。     

钢铁渣“零排放”与节能减排

2008年我国钢渣产生量约6500万吨,利用率约10％,高炉渣的产生量约1．6亿吨,利用率约80％,与国家提出2010年冶炼渣利用率达86％的计划指标相差很多。本文阐述为实现钢铁渣“零排放”应采取的技术路线。大力推广用立磨矿渣介绍了等量取代10％～40％水泥配制混凝土,可提高混凝土强度、增大坍落度,可泵性好、抗渗性好、水化热低、抗冻性好的试验结果。阐述了钢渣利用率低主要是因钢渣中含有f—CaO、f-MgO造成安定性不好。而采用钢渣余热自解处理工艺可使钢渣稳定性良好,并介绍了工艺流程和技术特点和应用实例。提出了利用卧式辊磨生产钢渣,细度在400m^2／kg以上时,吨产品电耗仅为32kW·h。钢渣粉取代10％～30％水泥配制混凝土,同样可提高混凝土强度改善耐久性。本文用试验数据说明钢铁渣复合粉是混凝土最佳掺合料。克服单一掺合料的缺点,两种渣粉性能取长补短更加完美。同时介绍了钢渣“零排放”的其他利用途径。生产钢铁渣粉是钢铁渣最佳利用途径,同时对节能降耗、污染减排起一定作用。若全国钢铁渣均生产钢铁渣粉应用,每年节省1084亿kW·h的电。节省标准煤0．22亿吨。节省石灰石资源1．98亿吨,少排1．47亿吨的CO^2。     

钢渣碳化强化制备透水混凝土的试验

钢渣是粗钢冶炼过程中的废渣,体积安定性不良、胶凝活性差限制了其在建筑材料中的应用。本文通过碳化强化钢渣集料和钢渣透水混凝土提升骨料及混凝土性能。结果表明：钢渣集料在碳化养护过程中会生成碳酸钙填充在孔隙中,从而提高集料的致密程度,2 h的碳化养护使得集料的压碎指标、吸水率分别降低24.7%、49.7%;采用钢渣粉和碳化钢渣集料分别取代40%水泥和40%天然集料会降低透水混凝土的抗压强度,但通过2 h的碳化养护可使透水混凝土的28 d抗压强度提高45.5%,同时胶凝材料固碳可达12.4%。由于孔隙率的降低,在试验条件下,碳化钢渣透水混凝土的透水系数为2.4 mm/s,较未碳化的钢渣透水混凝土降低13.1%。     

武钢钢渣粉做水泥掺合料的研究与探讨

研究了武钢钢渣粉作为水泥掺合料用于普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥和钢渣矿渣水泥的应用情况，提出了最适宜掺量以及有关配方。研究了钢渣粉掺量对水泥安定性和水化热的影响，并探讨了钢渣活性。为武钢磨细钢渣粉在水泥生产中的应用提供了技术依据。     

武汉重德环保工程有限公司在武汉新建基地

2012年5月15日，武汉重德环保工程有限公司在武汉新建基地，该项目总投资1．58亿元，新建国内外第一家以钢渣为主的固体废弃物综合利用研发中心，建成后达产年处理武钢钢渣80万t，形成年产钢渣水泥、土壤固化剂、钢渣微膨胀水泥120万t的规模。该项目投产后生产的钢渣硅酸盐水泥等系列产品可广泛应用于高强度混凝土、大流动性混凝土、现浇混凝土、钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土的高活性混凝土材料。     

钢渣粉磨选钢渣精矿粉减少磷带入量的探讨

为了降低钢渣粉带入生铁含磷量,利用磨矿机和磁选机进行了将钢渣粉磨选成钢渣精矿粉的试验,检验成品钢渣精矿粉的含磷量,结果是可以减少单位铁量带入磷含量72%以上。采用上述方法可以有效地回收再利用钢渣。     

钢渣对高炉矿渣混凝土活性影响的试验研究

研究了不同配比钢渣对高炉矿渣混凝土活性的影响。结果发现,钢渣微粉掺量不大于20%(质量分数)的复合粉,活性指数能满足S95级矿渣微粉标准,不降低产品性能。在胶凝材料中复合粉质量分数为20%～40%时,使用20%的钢渣微粉与80%的矿渣微粉复合,7天的活性指数达到75%以上,28天的活性指数达到98%以上,效果好于单纯使用矿渣微粉。     

钢渣微粉生产工艺

介绍了根据钢尾渣原料的活性、易磨性进行的微粉生产工艺设计及钢渣粉磨工艺与高压辊磨机的特点。采用该钢渣粉磨工艺,可实现转炉钢渣100%处理率和钢铁厂钢渣的零排放;生产新型建材产品钢渣微粉;钢渣粉磨工艺系统可实现超过50%的节能效果。     

宝钢钢渣微粉及其胶凝材安定性和相容性研究

在研究宝钢钢渣微粉的化学成分及其矿物相组成X射线分析的基础上,通过压汞法测定了矿渣微粉与钢渣微粉的孔结构数据,分析了钢渣微粉孔结构特性和分布情况,比较了矿渣与钢渣微粉显微的照片形貌;对掺30%钢渣微粉的钢渣水泥进行了压蒸法安定性试验;以不同厂家水泥为基准,并采用四种不同类别的外加剂,对掺加30%钢渣粉进行了凝结时间和强度、塑性扩张度等水泥及外加剂相容性对比试验,提出了宝钢钢渣微粉可以作为水泥混凝土掺合料利用的技术可行性。     

钢渣粗骨料特性及其稳定性研究

从钢渣作为混凝土粗骨料的可行性研究着手,通过XRF、XRD和SEM微观测试手段研究了钢渣的形貌、化学成分及矿物组成等特性。在钢渣稳定性试验方法的基础上,分别测定钢渣掺量为100%、75%、50%、25%、0%的粗骨料压蒸粉化率,并相应制取钢渣混凝土试件,测定不同龄期下的抗压强度,28 d测其稳定性。结果表明:钢渣作为混凝土粗骨料可行;随着钢渣配比的增加,对应的混凝土稳定性变差,以50%掺量为最佳,对应的粉化率为4.7%。     

大掺量冶金渣制备高强度人工鱼礁混凝土的试验研究

通过正交试验研究了用作制备高强度人工鱼礁的钢渣-矿渣-熟料-石膏体系胶凝材料的强度.净浆正交试验表明:钢渣:矿渣的复合比为5:3,并与10%的水泥熟料和10%的脱硫石膏复合的胶凝材料具有较高的强度.以优化后的胶凝材料代替水泥,并以热闷法稳定化的钢渣颗粒为骨料,可以制备出抗压强度达到50 MPa以上的人工鱼礁混凝土.利用X射线衍射和扫描电镜分析净浆的水化过程,发现体系在早期水化主要生成AFt相和C-S-H凝胶,在后期钢渣和矿渣的火山灰活性反应对强度的增长起主要作用.     

钢渣改性生物质废弃材料制备生态活性炭及其降解甲醛性能

以钢渣与生物质废弃材料为研究对象,利用钢渣中含有的金属氧化物对生物质废弃材料进行改性处理获得生态活性炭,研究钢渣种类、钢渣粉磨时间和钢渣超微粉用量对生态活性炭降解甲醛性能的影响。利用X-射线荧光光谱仪（XRF）、X-射线衍射仪（XRD）、激光粒度仪（LPSA）、傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）、比表面积及孔径测定仪（BET）和扫描电子显微镜（SEM）测试钢渣超微粉的化学成分、钢渣超微粉的矿物组成、钢渣超微粉的粒径分布、钢渣超微粉的结构组成、生态活性炭的孔结构和生态活性炭的微观形貌。结果表明:钢渣为电炉渣,钢渣粉磨时间为90 min,钢渣超微粉用量为20 g制备的生态活性炭具有良好的降解甲醛性能与合理的经济性,即10 h后甲醛降解率为57.5%。电炉渣中Fe元素与Mn元素含量高,其中Fe元素促使大量甲醛在活性炭的多孔结构中形成富集,Mn元素对富集的甲醛进行催化降解,实现吸附降解与催化降解的协同作用。适当延长钢渣粉磨时间可以减小钢渣超微粉的粒径大小与改善钢渣超微粉的粒度分布均匀程度,有利于提高钢渣超微粉与活性炭、甲醛的降解作用面积。适量的钢渣超微粉可以提高生态活性炭的粉化率,抵消由于孔容积与比表面积降低导致的活性炭吸附降解作用下降的问题。      

高炉水淬锰铁渣微粉制备及其水化活性研究

通过机械粉磨方法,不加助磨剂制备锰渣微粉.利用锰渣微粉作掺合料分别代替等量水泥应用于砂浆和混凝土.结果表明,锰渣粉磨40 min,可以得到比表面积近500 m^2/kg的微粉.该锰渣微粉在水泥的激发下显示出较好的水化活性,在适当掺量的情况下,能够提高胶砂和混凝土的强度,是一种活性较好的掺合料.     

矿渣-硅灰协同强化钢渣水化反应机理

 强化钢渣水化过程、激发钢渣胶凝活性对提高钢渣资源利用率具有重要意义。选取矿渣、硅灰作为复合激发剂,采用正交试验设计方法,研究钢渣粒度、矿渣与硅灰添加量对钢渣胶凝活性的影响,并针对钢渣胶凝试块3 d、28 d水化产物进行表征分析以揭示矿渣、硅灰协同强化钢渣水化的机理。正交试验结果表明,硅灰由于其高反应活性能够有效促进钢渣3 d龄期的水化,而矿渣中玻璃相的潜在活性使其对钢渣28 d龄期的水化影响更加显著,当硅灰添加量为2%、矿渣添加量为15%时,钢渣的3 d、28 d胶凝活性分别提高18.34%、28.26%;XRD、TG-DTA和SEM分析结果表明,硅灰的晶种效应、火山灰效应和微集料填充效应与矿渣中活性相对较高的铝氧四面体在钢渣高碱性的液相体系中能够协同强化水化反应,使复合胶凝体系中生成更多的C-S-H凝胶和AFt晶体,C-S-H凝胶紧密包裹AFt晶体,两者交错生长形成复杂密实的网络结构,从而提高胶凝材料的力学性能,达到激发钢渣胶凝活性的目的。将钢渣、矿渣、硅灰复合掺合料应用到混凝土中,结果表明,当复合掺合料替代水泥20%时混凝土力学性能和抗碳化性能均得到最大限度提升,其中3 d、28 d力学性能相比纯水泥混凝土分别提高31.53%、25.88%,3 d、28 d抗碳化性能相比纯水泥混凝土分别提高18.75%、24.11%。     

特殊钢渣超微粉改性废弃核桃壳制备钢渣基生物质活性炭及其吸收氯气的性能

以特殊钢渣超微粉与废弃核桃壳为研究对象,利用特殊钢渣超微粉的化学成分对废弃核桃壳进行改性处理制备钢渣基生物质活性炭。研究废弃核桃壳超微粉与特殊钢渣超微粉的质量比、特殊钢渣超微粉细度和吸附环境温度对钢渣基生物质活性炭吸收氯气性能的影响。结果表明:废弃核桃壳超微粉与特殊钢渣超微粉的质量比为100∶6,特殊钢渣超微粉的细度为600目,吸附环境温度为30 ℃时钢渣基生物质活性炭吸收氯气性能较好。特殊钢渣超微粉中Fe₂O₃具有磁性有利于氯气在钢渣基生物质活性炭表面形成富集,提高其吸附能力,CuO和MnO具有催化性可以协助促进钢渣基生物质活性炭的吸附能力。特殊钢渣超微粉细度过大,会造成小粒径颗粒团聚,从而影响钢渣基生物质活性炭对氯气的吸附能力进一步提高;在特殊钢渣超微粉粒径较小时,均匀性较好的特殊钢渣超微粉对提高钢渣基生物质活性炭吸附氯气较小。较高的吸附环境温度可能导致钢渣基生物质活性炭对氯气出现解析现象;同时钢渣基生物质活性炭表面没有出现特殊钢渣超微粉团聚与沉积的现象,具有层状结构特征,为吸附氯气提供了空间。      

表面张力对保护渣设计及选用的影响

通过对结晶器保护渣性能影响钢液面裹渣的理论分析、试验研究，提出通过提高液渣表面张力及钢渣界面张力，在实际生产中达到减少结晶器钢液面裹渣的目的。通过降低渣中SiO2、Na2O，提高MgO，减少FeO、Fe2O3改进了原保护渣，批量应用表明，铸坯粘渣现象大大减轻，夹渣协议板率由6％降为0．61％。     

钢包喷吹白渣基粉剂的研究

对钢包喷吹白渣基粉剂及 Ca—Si 粉的工业性试验的精炼效果作了分析讨论。结果表明:当喷吹含白渣基粉剂的粉剂时,其脱硫、脱氧效果要优于喷吹100%Ca—Si 粉。从精炼效果及生产成本考虑,喷吹50%白渣基粉剂加50%Ca—Si 粉的粉剂是比较适宜的。