激發(fā)轉(zhuǎn)爐鋼渣制備高活性輔助膠凝材料

激發(fā)轉(zhuǎn)爐鋼渣制備高活性輔助膠凝材料的研究0引言目前，我國排放的鋼渣70％以上都是轉(zhuǎn)爐鋼渣，而轉(zhuǎn)爐鋼渣的化學(xué)成分及礦物組成與硅酸鹽水泥熟料接近，因而從理論上分析，鋼渣在水泥和混凝土中應(yīng)用是有潛力的。但是由于轉(zhuǎn)爐鋼渣的活性較低，其作為混合材料在水泥中的利用受到了限制。對粉磨后鋼渣的顆粒粒徑分布與水泥強(qiáng)度之間的關(guān)系進(jìn)行研究后認(rèn)為，應(yīng)盡量提高鋼渣粉l0.0-30.2μm范圍內(nèi)的顆粒含量，減少>30.2μm的顆粒含量。另有研究表明：對鋼渣進(jìn)行預(yù)粉磨處理后可以顯著提高鋼渣的活性，隨著鋼渣比表面積的增加，鋼渣的活性增加；此外，鋼渣的活性也受到鋼渣的細(xì)度、顆粒形貌等因素的影響聞。筆者利用物理激發(fā)和化學(xué)激發(fā)兩種方式對轉(zhuǎn)爐鋼渣的活性進(jìn)行激發(fā)，對摻33％鋼渣膠凝材料的水化產(chǎn)物種類和形貌、硬化漿體孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察表征，揭示激發(fā)劑對鋼渣的作用機(jī)理以及大摻量鋼渣在復(fù)合膠凝材料早期水化過程中的作用機(jī)理，從而為提高鋼渣作為輔助性膠凝材料在水泥中的摻量提供理論支持，達(dá)到節(jié)能減排的目的。1試驗材料及試驗方法1．1原材料水泥：山西榆次智海水泥公司的P·052．5級水泥。石膏：山西襄汾天然石膏。鋼渣：山西太鋼集團(tuán)渣場堆存兩年后的轉(zhuǎn)爐鋼渣，密度3.38g／cm3，呈灰黑色。原材料的化學(xué)成分見表l。表1原材料的化學(xué)成分％今名稱躺Lo灘ss翁Fe象2燃0閃3檔AL谷2坡O取3爬Ca初O本Mg繳O設(shè)Si洗0血2良S0袖3槐fC然aO螞水泥劇

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啞2.估47激發(fā)劑M、N：三異丙醇胺、聚乙二醇與去離子水的質(zhì)量比分別為6：4：10、4：6：10，復(fù)配后用攪拌器攪拌20min，激發(fā)劑在鋼渣中的摻量扣除去離子水含量。1．2試驗方法1．2．1試樣制備稱取轉(zhuǎn)爐鋼渣5kg，石膏180g，配制5組混合料，其中：A組，不加激發(fā)劑；B組，加入三異丙醇胺；C組，加入聚乙二醇；D組，加入激發(fā)劑M；E組，加入激發(fā)劑N；S為不摻鋼渣的P·052．5級水泥。每組料在混料機(jī)中均化10min，然后在φ500mm×500mm標(biāo)準(zhǔn)實驗小磨中粉磨。為便于比較，將激發(fā)劑的摻量固定為0.02％，采取噴霧的方式均勻噴灑于待磨物料表面。每組物料的粉磨時間分別為40min、60min、80min(編號分別為Al、A2、A3……)。粉磨后的物料全部通過0.9mm方孔篩，以33％的比例摻入水泥中，共制備15個5kg的試樣(編號分別為CAl、CA2、CA3……)。然后在混料機(jī)中均化60min，混合均勻。津1票．沃2遺．抗2麻磚性能馬測試蔽容捷鋼渣想比表卵面積洲按蹲G鹽B定／橡T8頃07耐4-銳-2露00主8防測定靈；水澡泥標(biāo)溉準(zhǔn)稠南度用仿水蔥量、敗凝結(jié)隔時間塌、安閑定性扁按哈GB王/T植l3朗4奉6吧～洋20群0剖1冊測定晴；水提泥膠盼砂強(qiáng)盆度授按成G茂B愛／秘T1猜76戚7污1鴨—顆19驚9航9泰測定身；粒街度分阻布采敬用漲JL仍-1川16泉6利激光姨粒度忘分析器儀測旦定。向翼川S川E鑰M薦分析圖采用銅日本熟日惑立臉S2殿50宣0煌型掃竿描電逼鏡，衰將待文測樣親品上昂噴鍍摩鉑導(dǎo)朝電層緒，觀擠察水朱化斷常面的蓮水化劃產(chǎn)物四及內(nèi)紡部結(jié)玩構(gòu)形臉貌。奏搞荷壓汞命法測徒試孔親結(jié)構(gòu)讓采用神美國育產(chǎn)雞Po脖re盲ma號st購e隊r光—庫GT析6腿．尼0嘉壓汞叫儀。香測試皂孔結(jié)透構(gòu)的博樣品毒制備吐步驟走為：權(quán)試塊摟敲側(cè)成壟2前．三5-川5扣．椒Om垂m鐘碎塊溜并去譜除外欠表面丑，用藏丙酮頑溶液睜浸泡巖，粥在郊8俱0伐℃韻干燥養(yǎng)箱中此烘干春后進(jìn)賴行測虛試。牽兼播X指R漿D鞋分衡析律采用屯德國頓布魯暫克公巨司德的泰D停8飄一竭AD鍬VA輛NC問E拜型肺X疤射線亦衍射秩儀。掀1杏．蟲2模．牛3調(diào)活性豬指數(shù)城易黎鋼渣殖活性蔬指數(shù)侍按下膏式計詞算煙：座愿鄙蘇合蜓嫌哨跟套穩(wěn)規(guī)將春清上拼吊蝕式中績：扭勤麻A環(huán)28魄—見—償活性雁指數(shù)乞，％朗；豬叮昆R院—燥—售摻鋼年渣水良泥盤的涼28信d詞抗壓尋強(qiáng)度礎(chǔ)，也MP笨a申；狡虛柳R森0考—筒—潮水脫泥昂S駛的菠28擠d歷抗壓車強(qiáng)度促，虛MP機(jī)a緩。獵2齡賄試驗責(zé)結(jié)果格與討華論幟2豆．飛1熊鋼渣呢粉殃XR陣D杠分析演繩煌鋼渣起粉接的勻XR悉D偉圖譜啊見面圖陰l暴。廚邀茶由租圖誠l假可見蛙，鋼蔥渣的爆主要滔礦物墾為邊C倆3含S炸、齒C吳2瘡S幼和鈣湖鎂橄貫欖石焰等，姻但因迅為貌A教l去、乎M希g扁、躍F之e招等固廢溶而躁使其嘩衍射做峰的晉位置紋與水鎮(zhèn)泥熟許料相餅比發(fā)究生了悄偏移沿，衍牌射峰頃寬化吸，衍賤射強(qiáng)掃度也抓變?nèi)醪椤３P(guān)鐵相歐明顯抖存在棵外，柱鋼渣眾中的尋硅鈣豬相域以翼C評3沒S綁為主踩，其裹次謙為誠C尸2昨S要、贊R忌O劉相、漲鐵鋁筍相、義鈣鎂敗橄欖老石以憐及少悼量的叼Ca駱0渣和希Ca薪(O估H)吳2憐等，便表明訪鋼渣化礦物沈組成你與硅和酸鹽雜水泥縫熟料屑類似擱。像2宰．目2狗激發(fā)攤劑對弱水泥慚物理爺性能叉的影脾響退摻銹加耍3擾3溜％轉(zhuǎn)脫爐鋼飄渣制的水杰泥物敞理性窩能測固試結(jié)葉果見要表匯2批。造表反2恐激發(fā)清劑對現(xiàn)水泥希物理妻性能證的影鐘響負(fù)編號景安定宋性圍標(biāo)準(zhǔn)撓稠度意用水持量衡/穩(wěn)％愛凝結(jié)廳時間魯／寇(歸h作：岸mi疤n)搭抗折嚴(yán)強(qiáng)度擋/M轟Pa租抗壓案強(qiáng)度挽／附MP蝴a甜A批28擇/銜％搶初凝蠅終凝鍛3d幼28蕉d鬧3d伯28辱d飯S劣合格圾27冷.0扶2雖：演51虎3蜘：頸25尾5.授2環(huán)9.青7撇24把.2獅54屯.4慨10驗0諒CA灰l歡合格報26燭.8晨2銳：妄06塵3澤：頓09華4.絹4霉7.耕1扒19躬.5斜35坦.2在65語CA滲2涉合格旅26委.6塞2凈：摘12酷4義：票05得5.鉆0掃8.惕0慢23圓.2煌42膠.4隨78劍CA劇3血合格運(yùn)26獄.7驚2成：口37謝3蚊：呼50惑5.圈1儀8.祖2衛(wèi)21礎(chǔ).0萬40港.4紡74譽(yù)CB椅l萬合格秋26惡.3潑2瞎：派49掉4轉(zhuǎn)：項14詳4.幫2要7.摩3徑18呈.9傷38至.3脊70兼CB斯2客合格爺25句.8沖2艇：巡38逗4洞：悅19艙4.訓(xùn)1嘴8.核0俘19趨.4飛38檔.5娘7l領(lǐng)CB烏3紙合格酸25么.4懲2宏：淚16技3緩：叼29展4.跨9渾7.物9呼22奪.5泛40波.靜0銀74寇CC葡l障合格稍2哲5.婚9萍2覆：滑42執(zhí)3喇：斷45校4.賤1柜7.氏7莊18洪.2慕38維.9干72鵝CC儀2拍合格珍26鏟.0愧3勿：私08雜4礎(chǔ)：淚50稼5.貓0餐8.猶2帳20沫.5柴45奔.8棟84備CC痛3訓(xùn)合格寄26學(xué).3鋼2植：州29館4闊：蛙48例4.煩9據(jù)8.圈0格21嫩.0成42兇.5姥78朱CD棚l弟合格艦26歲.5奉2差：飾20床4饅：軋08后4.湖1旨7.柏6虛18爽.6靠41辟.6嗚76給CD冒2氣合格幕26耽.2聽3明：閥02街4牙：桃45巡5.巡3展8.幣5寫24陪.4雄50蹤.4呼93點CD宴3治合格晝26零.0慕3響：滿03堅4繁：恰52嘆5.繼2旦8.舅3發(fā)23塊.8快43晚.6立80島CE貝l象合格民26爪.1圾3途：左42套5促：惑19臺3.渠8配7.眠8嗎16萬.6區(qū)39爺.6黎73擋CE什2唯合格暫25致.8坦3動：至37結(jié)5挖：僵01祥4.刻1垃7.職9物1粗6.脹8虹40隨.0猶74朽CE固3仁合格便26廟.1詞2鈔：絕56慧4軋：龍40其4.驗7套8_予3厭19耕.5慰41針.4醋76板數(shù)誼由燈表濕2面可見賣，隨拾著鋼洽渣的仆加入蟻，水踩泥的怠標(biāo)準(zhǔn)廉稠度粘用水返量降英低，胳摻加由激發(fā)欺劑后情，水者泥標(biāo)異準(zhǔn)稠燒度用恰水量辜進(jìn)一練步下餐降。策這是潔由于窯激發(fā)希劑的曠加入惡，表永面活饅性物捐質(zhì)吸艇附在擺顆粒姿表面運(yùn)，在拒顆粒逃表面晌形成蹈一層糧吸附克膜，刑減小肚了物樓料顆涂粒之型間的標(biāo)吸引升力，擴(kuò)加大拼了顆就粒表里面的小親水職性，鞠改善除了物燙料仆的流剖動性殘，從摸而導(dǎo)硬致水門泥標(biāo)凡準(zhǔn)稠再度用霜水量功降低恢。凝筋結(jié)時睬間則超隨激元發(fā)劑解種類扁不同點表現(xiàn)宗出一類定的削差異埋性，廟各種麻激發(fā)外劑對和水泥圾的初譜凝時睜間影鍋響沒蜻有明隊顯規(guī)藝律，叫但終島凝時艦間卻罩顯著撓增聾加。染各種遇激發(fā)枝劑的劫加入濕對水守泥的列安定秋性沒趕有造博成不撤良影策響。檢鉛不活性纏指數(shù)辯是評叔價鋼席渣粉畢磨效鴨果最必重要紀(jì)的指括標(biāo)。攻從遠(yuǎn)表撒2廉中可澡以看巡出：擦隨著尿粉磨雕時間尚的延撐長，熟鋼渣腦的活刮性指爆數(shù)基銅本呈確現(xiàn)先沒增加云再減壩少的講趨勢勁，粉缸磨把60型mi駝n砌時，米鋼渣沫的活杰性指暢數(shù)較革高，職其中訴激發(fā)風(fēng)劑執(zhí)M掀激發(fā)宇效果掌最好憲。芒2薪．閘3敘鋼渣跡的物吉理性眼能分羅析婆2們．冷3療．竊1繭兵不同婦條件寧下粉忠磨后才鋼渣追的得SE扇M描照片咬鋼渣董粉染磨號40嘴mi秋n趴、掘60榆mi轎n笑、涌80構(gòu)mi演n銜后脅SE瓶M北照片烤見掘圖蔑2勺。劇葡辨由傅圖顆2榆可見扒，粉奶磨世40返mi律n紛后，塞鋼渣遺中還爪存在佳大量潑的大敞顆粒殼，隨鄭著粉州磨時煤間的候延長褲，大帶顆粒欣逐漸諷消失菌。粉桃磨過茫程不蹄僅僅夢是粒糕徑減貸小過蕩程，膚同時黃也往憐往伴報隨著擱晶體葉結(jié)構(gòu)危及表陳面物觸理化加學(xué)性陳質(zhì)的魯變化計。由催于物隸料比彈表面搬積增爐大，健導(dǎo)致踐表面地能增自加，談在顆蘇粒內(nèi)同產(chǎn)生座晶格吃錯位灶、缺侄陷，優(yōu)從而值導(dǎo)致筆物料猜表面搬形成裹易與掌水反企應(yīng)的烘非晶爹態(tài)結(jié)元構(gòu)。繳由天A棍2貿(mào)和域A姜3羨可見慨：與霧粉裝磨百60紡mi致n劫相對純比抹，粉咳磨檔80愚mi閘n匯后，偉大顆招粒明預(yù)顯增航多，藏這是到由于簽隨著腳粉磨牢時間株的延辮長，符物料搶顆粒扎間作駐用力罵逐漸朱增大篩，細(xì)豐顆粒午義重吼新團(tuán)城聚在盛一起渡造成縣的晌。歸由斷C悄2另、宿D(zhuǎn)座2碼可見盯，采乞用聚枯乙二役醇作袖為激竿發(fā)劑襖的鋼碎渣中們可以駁明顯迷觀測潮到大怒顆粒收的存附在，欠而采贈用激振發(fā)析劑獅M淹的鋼態(tài)渣中血則細(xì)森顆粒嫩較多牢，大罵顆粒意減少寄，鋼集渣顆哨粒整尼體分蝶布較狂為均宗勻。取說明咬激發(fā)棟劑銜M歲與鋼潔渣顆辜粒結(jié)桌合較圓好。猶2肝．搏3擠2槐不同異條件慌下粉陳磨后錯鋼渣唱的比資表面局積面假鬼秩激發(fā)冬劑種垃類、打研磨班時間蛾對鋼侮渣粉專磨效葬果的趕影響菊見箭表紗3紹。摻棵加激嫌發(fā)劑霜后，領(lǐng)鋼渣伸的比撫表面江積明杠顯提畫高。印粉磨狹時，渾三異射丙醇惰胺對指提高稠物料慢中的剛細(xì)顆霞粒含應(yīng)量貢線獻(xiàn)較車大，蚊一般障對提要高物幸料的滔比表蠢面積粗有較堪好的垃效果勵，使回用三機(jī)異丙蹄醇胺袍作為武激發(fā)折劑粉筍磨略80棒mi爪n權(quán)時相籮對于顛空白廳樣，級比表育面積天提度高析l4也.婦6柿％。統(tǒng)聚乙隱二醇損有利遲于提凳高粉跨磨酸物料潛粒度飲的均覽勻性天，粉響磨統(tǒng)80蠻mi勵n皆時，單比表系面積兆相對江三異率丙醇警胺而殖言稍色低一形些。炎粉羽磨街40毅mi已n束時，頃用聚售乙二甜醇作踢為激擾發(fā)劑頁，比敏表面種積并棉沒有韻較大姿幅度牛提高酷，摻蘭加激產(chǎn)發(fā)練劑沾N拋鋼渣糠的比洗表而捏積比敗空白需樣的旬降低瘋了薯3略％左飛右。玻造成宵這種篩現(xiàn)象卸的原紐因可服能是揚(yáng)，加宰入激攀發(fā)劑楊后，相在一柏定的歉粉磨嫂時間洗內(nèi)，禮物料截總體怨較空績白樣稠并沒劫有磨窩細(xì)，槐但戀是鋼柄渣中其的細(xì)徐顆眨粒受(<躍3u安m談)套減少海，從刺而比擔(dān)表面工積變織化不晝大，繼甚至瞧會降河低。壤表呀3梢鋼渣弊摻入痕不同正激發(fā)勒劑粉筐磨不胖同時孟間后嚴(yán)的脫比表秩面逃積達(dá)m坊2艱/K凍g件激發(fā)忍劑滴粉磨喪時間姐40占mi諷n佛60觀mi迎n晝80澤mi朝n域空白職樣婦36誼0.環(huán)5逢39恥5.證5供43躲8開.6構(gòu)三異停丙醇透胺禽39湊0.爹4廚41邊1.鐵8防50膝2.叛8市聚乙雁二醇頁36誕1.買2智41用5.擾3朽47濁5.評3床激發(fā)徑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