大掺量钢渣-尾矿蒸压砖水化过程的强化

 因活性低、体积稳定性差,钢渣在蒸压砖中的用量受到限制。以钢渣-尾矿-水泥蒸压体系为基础,增加旨在改善钢渣安定性的预养护阶段。同时,加入柠檬酸钠作为抑制剂,减少预养护阶段钢渣中胶凝成分的损失。结果表明,当柠檬酸钠掺量为钢渣掺量的2%时,钢渣在尾矿蒸压试块中的安全用量由未改性时的11%提高至45%,水泥用量由7%降低至4%,其抗压强度从10.6提高到30.1 MPa。借助化学结合水量、游离氧化钙质量分数及XRD分析了钢渣的水化特征,柠檬酸钠在大掺量钢渣-尾矿-水泥体系中既是钢渣改性过程中硅酸二钙和硅酸三钙水化的抑制剂,又是蒸压条件下激发钢渣的水化活性激发剂。机械磨细、湿热条件和柠檬酸钠的协同作用强化了体系的水化反应过程。     

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。     

钢渣和高炉渣微粉做水泥和混凝土掺和料的研究

研究了马钢高炉渣、转炉磁选后尾渣(以下简称尾渣)、转炉风碎渣易磨性以及这些渣制成的微粉活性、安定性、流动性等,并探讨了复合微粉掺量对混凝土强度的影响,为钢渣和高炉渣在水泥、混凝土中的应用提供了可行方案.     

含钢渣的低熟料混凝土耐久性及水化机理研究

研究了不同钢渣掺量对C40低熟料胶凝材料混凝土的碳化、电通量、抗冻等耐久性的影响,结果表明,钢渣掺量为15%时,混凝土碳化深度最小,抗碳化等级为T-Ⅳ;抗氯离子渗透和抗冻性能在钢渣掺量为10%时最佳,分别达到Q-Ⅴ和F275等级。采用XRD、IR和SEM等手段分析了10%钢渣掺量的低熟料胶凝材料水化机理,结果表明,胶凝体系主要水化产物是水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和钙矾石(AFt);水泥熟料和钢渣先后水化,产生的OH-维持体系的碱性环境,使矿渣中的硅(铝)氧四面体逐渐解离,在SO2-₄的共同作用下形成C-S-H凝胶和AFt;矿渣和钢渣的水化相互促进,使胶凝体系在后期仍然产生大量水化产物,为混凝土后期强度和密实度的提高起到了重要作用。     

某金矿尾矿用作水泥混合材的试验研究

采用机械活化的方法对某金矿尾矿用作水泥混合材进行了试验研究。其研究结果表明:比表面积在一定的范围内,尾矿的活性指数随着尾矿比表面积的增大而提高;当尾矿粉磨至比表面积为400m2/kg时尾矿的活性指数已达到65%,当尾矿粉磨至比表面积为500m2/kg后尾矿的活性指数几乎不再发生变化。通过火山灰性试验发现,该金矿尾矿的火山灰性不合格,因此不属于火山灰质混合材;利用电子探针对尾矿水泥净浆微观形貌分析发现,尾矿参与了部分水化反应;通过进一步研究发现,尾矿掺量在20%以内其强度满足42.5R等级水泥强度要求,掺量在30%以内其强度满足32.5R等级水泥要求,其安定性、凝结时间等均符合普通硅酸盐水泥的要求。     

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。     

锰铁合金渣用于绿色生态水泥的研究

锰铁合金渣具有潜在的水硬性和火山灰性，可用作混凝土掺合料和水泥混合材料。本文对锰铁合金渣和矿渣微粉混掺用于绿色生态水泥进行了研究，通过XRD和SEM分析水化产物表明，随着锰铁合金渣掺入量的提高，水泥水化延迟，但在水泥水化后期锰铁合金渣活性完全发挥出来后，掺加40％锰渣的水泥强度和结构与其它水泥相比差别不大。     

极端环境对铁矾渣水泥固化体的影响

在硅酸盐水泥中加入铁矾渣制备成固化体,在温度为50℃、湿度为100%、时间为56 d的常规条件下养护,研究了铁矾渣加入量对固化体强度、物相和微观结构的影响;将常规条件养护后的试样,在200℃、1.56 MPa的水热极端环境养护,研究极端环境对固化体结构、微观形貌和强度的影响.研究发现,在常规条件养护后的固化体,物相主要为水硅钙石、水化铝酸钙和水化硅酸钙;铁矾渣掺量增加,固化体中石膏含量增加,固化体结构疏松、强度下降.经极端环境处理后,固化体的主要物相为硅铝酸钙和硅酸钙;固化体中的物相结晶度增加,石膏相脱水,固化体结构疏松、强度下降,铁矾渣的最大加入量为60%.     

碱激发水泥?磷渣固化性能及与含硫尾砂的相容性

基于磷渣材料水化特性和矿山充填应用条件,研究碱激发水泥?磷渣共同作为胶凝材料（CPCM）胶结含硫尾砂的可行性。选取生石灰、NaOH、Na₂SiO₃作为激发剂,开展CPCM固化性能试验,并评价CPCM与含硫尾砂相容性。研究结果表明:磷渣掺量为水泥的100%、生石灰为3%时,CPCM终凝时间300 min,28 d抗压强度40.6 MPa,基本可等量替代P.O 42.5水泥应用于矿山嗣后充填。Na₂SiO₃掺量4%时,CPCM终凝时间比水泥缩短39.3%,7 d强度提高31.1%。与水泥相比,CPCM使充填体凝结时间缩短8 h左右,且固化28 d后强度未出现劣化,表明CPCM与含硫尾砂相容性好。X射线衍射、扫描电镜和电子能谱分析表明,CPCM水化产物主要为Ca(OH)₂和C?S?H。磷渣不断水化,导致Ca(OH)₂含量下降,逐渐形成致密的低Ca/Si摩尔比C?S?H,这不仅保证了CPCM后期强度增加,而且避免了充填体强度劣化。      

钢渣/粉煤灰掺杂比例对水泥力学性能的影响

以钢渣和粉煤灰为主要原料,辅以废玻璃、石灰石、石膏,通过高温烧结附加水淬法制备水泥熟料.系统地研究了原料的矿物学特征,确定了水泥的配方组成与煅烧温度,并研究了煅烧温度、保温时间、钢渣掺杂比例、粉煤灰掺杂比例、钢渣/粉煤灰复合掺杂比例对水泥结构及物化性能的影响.通过XRF、XRD对其成分和矿物组成进行分析,测定抗压强度、抗折强度对其力学性能进行评价.结果表明:经XRD分析可知,水泥熟料主要由硅酸三钙C3S、硅酸二钙C2S、铝酸三钙C3A等组成;随着钢渣掺杂比例增加,水泥的抗压强度和抗折强度都是先增大后减小,钢渣掺杂量(质量分数)为15%时水泥试件的抗压强度最优,达到64.25 MPa;掺杂量为12.5%时抗折强度达到最优,为7.17 MPa;随着粉煤灰掺杂比例增加,水泥的抗压强度和抗折强度也是先增大后减小,掺杂量为6%时水泥试件的抗压、抗折强度达到最优,分别为58.91 MPa和6.46 MPa;以转炉钢渣/粉煤灰的混合物为掺合料制成水泥试样,当钢渣掺量为10%、粉煤灰掺量为3%时,水泥试样的抗压强度、抗折强度最强,7d养护后分别达到36.62 MPa和5.98 MPa,符合国家要求的相关标准.     

低成本钢尾渣-矿渣基矿山充填料的优化开发

 为实现多固废协同利用、降低充填成本,在矿渣基全粒级细尾砂胶结充填料基础上,以流动性和抗压强度为表征,利用热闷钢渣磁选尾渣(钢尾渣)替代部分矿渣作为胶凝材料,脱硫灰和水泥熟料替代部分专用添加剂作为外加剂,采用正交试验探寻掺量规律,优化固体填充料配比,开发钢尾渣-矿渣基软性矿山充填料,并研究了外加剂与胶材比、灰砂比等因素的影响。对比分析了矿渣基准组、钢尾渣-矿渣基准组(B1)、强度最优外加剂组分钢尾渣-矿渣组(B7)等3组充填料的微观形貌及XRD图谱以探究其水化机理。结果表明,钢尾渣替代矿渣量增加、外加剂与胶材比减小,充填料浆流动性改善,但充填体抗压强度下降。强度正交试验结果表明,钢尾渣掺量大小决定强度低高,脱硫灰掺量宜高于水泥熟料。进一步调整外加剂组分配比,在灰砂比为1∶6、钢尾渣替代矿渣为20%条件下,找出B7组外加剂组分为脱硫灰、水泥熟料分别替代30%、20%专用添加剂,B7组料浆扩展度为143 mm,充填体形貌为富铁绿泥石胶结假方体钙硅灰石,28 d抗压强度达2.13 MPa,较基准组低0.19 MPa,较B1提高0.26 MPa。该替代方案满足现场充填C2级强度的要求,改善流动性并显著降低了充填成本。优化的外加剂组分配比在灰砂比为1∶4条件下同样具有强度优化作用,但较灰砂比为1∶6条件下低。     

利用烧结脱硫灰-高炉矿渣-水泥熟料制备胶凝材料

为了解决炼铁高炉矿渣、脱硫副产物大量堆积产生的环境问题,实验中利用钢渣、脱硫灰及水泥熟料制备复合胶凝材料.在加水预处理的条件下,随着脱硫灰掺量的增加,胶凝材料的强度呈先增加后变小的趋势,当脱硫灰的氧化温度为550℃、氧化时间为30 min以及掺量为5%时所制得的胶凝材料可获得较好的反应性能.该胶凝材料强度能够达到GB 1344-1999中52.5R水泥强度的要求.     

锰渣—石灰石部分取代矿渣制备复合生态水泥

针对目前矿渣等高活性混合材资源的紧张,实验进行了锰渣、石灰石部分取代矿渣制备复合水泥的试验研究.研究表明,10％石灰石的掺入能增加水泥的早期强度;锰渣早期强度比矿渣高,而后期强度比矿渣低,二者在强度上优势互补;矿渣和石灰石的低需水量能够均衡锰渣需水量过高的问题;当矿渣掺量为10％、锰渣为40％、石灰石为10％时,能配制P·C 32.5水泥;当矿渣掺量为10％、锰渣为30％、石灰石为10％时,能配制P·C 42.5水泥.     

转炉钢渣用于生产泡沫混凝土材料

当钢渣微粉代水泥的掺量在40%时,其各项性能符合JC/T1062-2007《泡沫混凝土砌块》标准要求.泡沫混凝土干体积密度主要取决于泡沫用量,而随着粉煤灰或钢渣取代水泥量的变化,泡沫混凝土干体积密度变化不大.粉煤灰和钢渣复掺后,掺和料掺量达到50%时,泡沫混凝土强度可以满足一定的工程要求。     

氟化钙对重构钢渣胶凝活性和体积安定性的影响

针对钢渣作为胶凝材料时存在胶凝活性低、体积安定性差等问题,采用向钢渣中添加不同比例氟化钙(CaF_2)的方法来提高重构钢渣的胶凝活性和体积安定性。研究表明,随着CaF_2掺量的增加,重构钢渣的胶凝活性指数呈现不断上升的趋势,在CaF_2的掺量为5%下,重构钢渣的胶凝活性指数达到120%左右;同时通过EDTA化学滴定发现游离氧化钙(f-CaO)和游离氧化镁(f-MgO)含量均不断下降,最终分别下降到0.09%、0.19%;通过XRD和SEM分析发现,随着CaF_2掺量的增加,硅酸二钙(C_2S)的衍射峰逐渐减弱,硅酸三钙(C_3S)的衍射峰逐渐增强;当CaF_2掺量为1%现了铁铝酸四钙(C_4AF)、铝酸三钙(C_3A)的衍射峰,但C_3A的衍射峰较弱。分析原因表明:矿化剂(CaF_2)的加入可以促进中间相氟硅酸三钙(3C_3S-CaF_2)和氟硅酸二钙(2C_2S-CaF_2)的生成,降低重构钢渣的熔点,增加反应的液相量,降低重构钢渣的粘度,同时CaF_2还可提高CaO、SiO_2和MgO的反应活性,降低熔渣中f-CaO和f-MgO,促使C_3S和C_2S顺利生成。     

含铬钢渣制备水泥混合材的试验研究

采用钢渣处理含Cr~(3+)废水,将吸附Cr~(3+)后的钢渣用作水泥混合材,探讨了钢渣吸附Cr~(3+)的效果,研究了含铬钢渣对水泥砂浆凝结时间、流动度、制品强度及水化性能的影响,分析了水泥固化Cr~(3+)的机理。结果表明,钢渣能有效处理含铬废水,当废水的Cr~(3+)浓度与pH值分别为40 mg/L与6,液固比为10∶1时,该钢渣的Cr~(3+)吸附量与吸附率分别达5.93 mg/g与85.63%。引入含铬钢渣可提高水泥砂浆流动性能,但不利于改善制品的抗压强度。掺入32%的含铬钢渣可得到初凝时间、终凝时间及流动度分别为176、286 min与193.2%的水泥砂浆。养护7 d与28 d后,水泥制品的抗压强度达到了42.5R等级。XRD与SEM分析表明,钢渣水化活性低,提高钢渣的添加量不利于生成托勃莫来石、C-S-H及C-A-S-H等水化产物。Cr~(3+)未与原料中的组分发生反应,它被无定型态的凝胶产物物理包裹是抑制其浸出活性的主要原因,在酸性环境下,样品的Cr~(3+)浸出浓度均满足GB5085.3—2007标准。该研究为高效利用含铬钢渣提供了新的思路。     

新型热闷钢渣综合利用分析

新型热闷钢渣安定性好但不适用于建筑集料,应大力推广钢渣微粉在水泥和混凝土中的应用。通过钢渣活化和改性技术可使钢渣水化活性提高到80%以上,从而增大钢渣的应用范围和使用量。应建立钢渣微粉系列产品配制生产线,进行专业建材生产。     

粉煤灰改质AOD渣胶凝性能的研究

随着我国不锈钢产业的加速发展,不锈钢渣堆存量逐年增加且难以利用。利用不锈钢渣制备水泥填充料是将其大量消纳的有效途径。通过掺入粉煤灰对AOD渣进行组分改质,研究了粉煤灰改质AOD渣制备水泥填充料的胶凝性能。结果表明,AOD渣掺入粉煤灰高温改质后经水淬急冷可以形成玻璃态物质,随着粉煤灰掺量增加,改质AOD渣中玻璃态物质含量增加,当粉煤灰的质量掺比达到35%时,改质AOD渣中均为玻璃体物质。胶凝材料力学性能和Cr浸出浓度分析表明,改质AOD渣掺量为20%时,复合水泥胶凝材料28天抗压强度为54.4 MPa,达到P.C 52.5水泥的标准;Cr浸出浓度随改质AOD渣掺量减少而降低,均低于0.15 mg/L。改质AOD渣可安全应用于建筑材料领域,实现废弃物资源化利用。     

锰铁合金渣在混凝土中的应用

将锰铁高炉废渣研磨后过0．08mm筛，分别代替15％、30％和50％水泥，制作成水泥砂浆试件并测试试件强度。试验结果表明，锰渣掺量在0～30％范围内，虽然对试件的早期强度略有影响，但后期强度基本不变，锰渣的合理掺量应在30％左右。烟气灰掺量为15％时，可提高试件的力学性能；当掺量在30％时，会影响试件后期强度。锰渣或烟气灰的掺量高达50％时，均会使试件力学性能大大下降。