以电炉还原渣重构转炉钢渣的胶凝性能

重构转炉钢渣

2009.No.12-1-

以电炉还原渣重构转炉钢渣的胶凝性能

宫晨琛1,余其俊2

(1.华南理工大学特种功能材料教育部重点实验室,广东广州

510640;

2.华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510640)

摘要: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钢渣,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%。关键词:电炉还原渣;重构;转炉钢渣

Abstract:Theonvertersteelslagwasreconstructedathightemperatureswithelectricfurnaceslagashigh-cementitioussteelslagadmixture,andthehydratingcourse,hydratingproductsandmechanicalperformanceofreconstructedsteelslagwerediscussed.Theresultsindicatedthatdifferentexothermicreactionpeaksappearedat13~35hinhydrationheatevolutioncurveofreconstructedsteelslag,andtheSEMimagesshowedthatincomparisontotherawsteelslagtheamountofhydrationproductsofreconstructedsteelslagwasmore,andhydrationstructureofcementpastewasdenser.InXRDpatternsthecpsofsilicatemineralscharacteristicpeaksofreconstructedsteelslagdecreased,andC-S-Hcontentincreasedwiththeextensionofhydratingage.Thelatestrengthofsteelslagwasremarkablyenhanced.Themaximumactivityindexofcompressstrengthofcementmixingwithreconstructedsteelslagwasupto104.0%.Keywords:electricfurnaceslag;reconstruction;convertersteelslag

Firstauthor'saddress:KeyLaboratoryofSpeciallyFunctionalMaterialsofMinistryofEducation,CollegeofMaterialScienceandEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,Guangdong,China

中图分类号:TQ172.44

文献标识码:A

文章编号:1002-9877(2009)12-0001-03

经历1650℃以上高温的转炉钢渣虽然化学组成与水泥熟料或矿渣相似,但是其矿物组成以死烧惰性的硅酸盐矿物、钙铁(钙镁)橄榄石和RO相为主,常温下几乎没有胶凝活性,综合利用率仅为10%左右。而同样为炼钢过程中所产生的工业废渣电炉还原渣具有一定量的硅酸盐矿物成分及作为矿化剂的P2O5,可作为非熟料晶种和矿化剂引入生料配料,不仅能降低液相的出现温度,而且在固相反应中能加速C2S、

渣钙源不足的缺点,旨在探讨重构钢渣作为高活性钢渣胶凝材料的水化进程、水化净浆微观形貌及矿物组成、力学性能,从而为实现钢渣的低成本、高附加值、高效利用奠定基础。

1

1.1

试验

原材料

试验用转炉钢渣、电炉还原渣来自韶关钢铁集

团,其比表面积控制在(350±10)m2/kg,化学组成见表1,XRD图谱见图1。试验用水泥为海螺P·O42.5级水泥。

表1

名称

C3A和C4AF等矿物的形成,提高胶凝活性。鉴于此,

本课题组利用出炉熔融钢渣余热,促进其与调节组分的电炉还原渣之间发生二次反应生成胶凝性硅酸盐矿物,实现钢渣组成与结构重构,以获得品质稳定和高活性的钢渣基辅助性胶凝材料。

目前,以电炉还原渣重构钢渣的研究,尤其是以电炉还原渣重构钢渣的胶凝性能的系统研究,少见报道。因此,本文以电炉还原渣作组分调节材料,不但利用其晶种作用和矿化剂作用,而且有效地弥补转炉钢

转炉钢渣和电炉还原渣的化学组成%

SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOSO3K2ONa2OP2O5Loss

电炉

22.971.072.0853.317.790.440.110.133.533.53

还原渣

转炉

16.1127.845.2635.999.330.880.020.101.342.01钢渣

从图1可以看出,转炉钢渣中除存在一定量的玻

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