高溫碳化養(yǎng)護和鋼渣預碳化對鋼渣水泥膠凝材料性能的影響.pdf

1、鋼渣是煉鋼工業(yè)中產生的最主要的固體廢棄物之一，隨著全球的鋼產量的逐年遞增，隨之產生的鋼渣量也越來越多，而中國的粗鋼產量在2014年超過了世界鋼產量的一半，達到8.2億t，而作為副產物的鋼渣的產量也超過了1億t。因其化學和礦物組成與水泥熟料的成分類似，故將鋼渣作為水泥摻合料成為鋼渣綜合利用的主要途徑之一。本文主要研究了高溫和碳化養(yǎng)護對鋼渣水泥基膠凝材料性能的影響;以及預碳化鋼渣制備鋼渣水泥基膠凝材料性能。尤其對不同的養(yǎng)護方式下鋼渣膠凝材料

2、的漿體結構和水化產物，以及預碳化后鋼渣微粉的礦物組成的變化以及摻預碳化鋼渣后膠凝材料早期強度和安定性的改善情況做了詳盡的研究和分析。為提高摻鋼渣膠凝材料的早期強度和改善安定性提供理論支持。
　　本實驗主要使用新余熱悶鋼渣，分析了高溫、碳化和標準養(yǎng)護對鋼渣膠凝材料性能的影響，結果表明，通過高溫碳化養(yǎng)護的方式，激發(fā)鋼渣活性，使大摻量鋼渣膠凝材料早期和后期的強度均大幅增加，達到了P42.5水泥強度等級，高溫養(yǎng)護只能提高膠凝材料的早期強度

3、，由于早期過快的水化速率使得在硬化的漿體中引入大孔從而形成較多微觀裂縫，且早期高溫養(yǎng)護會阻礙水泥基材料的后期水化，所以其后期強度低于標準養(yǎng)護。
　　研究結果表明，高溫碳化養(yǎng)護后的鋼渣水泥基材料表面生成了一層致密的CaCO3外殼，能提高膠凝材料的強度，并有效防止水泥基材料發(fā)生溶解侵析，提高膠凝材料的耐久性。高溫碳化養(yǎng)護生成的CaCO3的顆粒粒徑為1～8μm，在膠凝材料中能起到微集料作用，為C3S的水化起到了晶核的作用，從而加速C3S

4、的水化速度。細小的CaCO3顆粒為Ca(OH)2提供了大量的晶核，使得Ca(OH)2生成的更加分散，不再生長成特定晶格取向的片層狀大顆粒，具有較好的力學性能。
　　同時研究了對鋼渣微粉進行預碳化處理后替代30％水泥熟料，制備鋼渣水泥基膠凝材料。結果表明:預碳化鋼渣微粉后，鋼渣粉中的游離氧化鈣(f-CaO)以及其他鈣鹽如具有膠凝活性的C3S，C2S等均會被碳化生成CaCO3，且碳化后鋼渣中RO相的衍射峰幾乎消失，說明預碳化對改善膠凝

5、材料安定性有一定的積極作用。
　　使用TG-DTA和SEM-EDS以及水化放熱曲線分析摻預碳化鋼渣膠凝材料的水化產物的水化速率和水化程度，根據TG-DTA曲線的計算結果，漿體水化3d時，預碳化試樣的化學結合水量為21.65％，標準試樣為9.84％，即預碳化鋼渣膠凝材料試樣3d的水化程度是標準試樣的2.2倍，預碳化鋼渣膠凝材料28d的凈漿試樣總的化學結合水量為28.41％，標準試樣為24.04％，增長率為18.18％。說明預碳化可以