激发转炉钢渣制备高活性辅助胶凝材料

激发转炉钢渣制备高活性辅助胶凝材料的研究0引言目前，我国排放的钢渣70％以上都是转炉钢渣，而转炉钢渣的化学成分及矿物组成与硅酸盐水泥熟料接近，因而从理论上分析，钢渣在水泥和混凝土中应用是有潜力的。但是由于转炉钢渣的活性较低，其作为混合材料在水泥中的利用受到了限制。对粉磨后钢渣的颗粒粒径分布与水泥强度之间的关系进行研究后认为，应尽量提高钢渣粉l0.0-30.2μm范围内的颗粒含量，减少>30.2μm的颗粒含量。另有研究表明：对钢渣进行预粉磨处理后可以显著提高钢渣的活性，随着钢渣比表面积的增加，钢渣的活性增加；此外，钢渣的活性也受到钢渣的细度、颗粒形貌等因素的影响闻。笔者利用物理激发和化学激发两种方式对转炉钢渣的活性进行激发，对掺33％钢渣胶凝材料的水化产物种类和形貌、硬化浆体孔结构进行观察表征，揭示激发剂对钢渣的作用机理以及大掺量钢渣在复合胶凝材料早期水化过程中的作用机理，从而为提高钢渣作为辅助性胶凝材料在水泥中的掺量提供理论支持，达到节能减排的目的。1试验材料及试验方法1．1原材料水泥：山西榆次智海水泥公司的P·052．5级水泥。石膏：山西襄汾天然石膏。钢渣：山西太钢集团渣场堆存两年后的转炉钢渣，密度3.38g／cm3，呈灰黑色。原材料的化学成分见表l。表1原材料的化学成分％今名称躺Lo滩ss翁Fe象2燃0闪3档AL谷2坡O取3爬Ca初O本Mg缴O设Si洗0血2良S0袖3槐fC然aO蚂水泥剧

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哑2.估47激发剂M、N：三异丙醇胺、聚乙二醇与去离子水的质量比分别为6：4：10、4：6：10，复配后用搅拌器搅拌20min，激发剂在钢渣中的掺量扣除去离子水含量。1．2试验方法1．2．1试样制备称取转炉钢渣5kg，石膏180g，配制5组混合料，其中：A组，不加激发剂；B组，加入三异丙醇胺；C组，加入聚乙二醇；D组，加入激发剂M；E组，加入激发剂N；S为不掺钢渣的P·052．5级水泥。每组料在混料机中均化10min，然后在φ500mm×500mm标准实验小磨中粉磨。为便于比较，将激发剂的掺量固定为0.02％，采取喷雾的方式均匀喷洒于待磨物料表面。每组物料的粉磨时间分别为40min、60min、80min(编号分别为Al、A2、A3……)。粉磨后的物料全部通过0.9mm方孔筛，以33％的比例掺入水泥中，共制备15个5kg的试样(编号分别为CAl、CA2、CA3……)。然后在混料机中均化60min，混合均匀。津1票．沃2遗．抗2麻砖性能马测试蔽容捷钢渣想比表卵面积洲按蹲G盐B定／橡T8顷07耐4-锐-2露00主8防测定灵；水澡泥标溉准稠南度用仿水葱量、败凝结隔时间塌、安闲定性扁按哈GB王/T植l3朗4奉6吧～洋20群0剖1册测定晴；水提泥胶盼砂强盆度授按成G茂B爱／秘T1猜76戚7污1鸭—颗19惊9航9泰测定身；粒街度分阻布采敬用涨JL仍-1川16泉6利激光姨粒度忘分析器仪测旦定。向翼川S川E钥M荐分析图采用铜日本熟日惑立脸S2殿50宣0煌型扫竿描电逼镜，衰将待文测样亲品上昂喷镀摩铂导朝电层绪，观挤察水朱化断常面的莲水化划产物四及内纺部结玩构形脸貌。奏搞荷压汞命法测徒试孔亲结构让采用神美国育产鸡Po脖re盲ma号st购e队r光—库GT析6腿．尼0嘉压汞叫仪。香测试皂孔结透构的博样品毒制备吐步骤走为：权试块搂敲侧成垄2前．三5-川5扣．椒Om垂m钟碎块溜并去谱除外欠表面丑，用藏丙酮顽溶液睁浸泡岩，粥在郊8俱0伐℃韵干燥养箱中此烘干春后进赖行测虚试。牵兼播X指R浆D鞋分衡析律采用屯德国顿布鲁暂克公巨司德的泰D停8飘一竭AD锹VA辆NC问E拜型肺X疤射线亦衍射秩仪。掀1杏．虫2模．牛3调活性猪指数城易黎钢渣殖活性蔬指数侍按下膏式计词算烟：座愿鄙苏合蜓嫌哨跟套稳规将春清上拼吊蚀式中绩：扭勤麻A环28魄—见—偿活性雁指数乞，％朗；猪叮昆R院—燥—售掺钢年渣水良泥盘的凉28信d词抗压寻强度础，也MP笨a申；狡虚柳R森0考—筒—潮水脱泥昂S驶的菠28挤d历抗压车强度促，虚MP机a缓。猎2龄贿试验责结果格与讨华论帜2豆．飞1熊钢渣呢粉殃XR阵D杠分析演绳煌钢渣起粉接的匀XR悉D伟图谱啊见面图阴l暴。厨邀茶由租图诚l假可见蛙，钢葱渣的爆主要滔矿物垦为边C俩3含S炸、齿C吴2疮S幼和钙湖镁橄贯榄石焰等，姻但因迅为貌A教l去、乎M希g扁、跃F之e招等固废溶而躁使其哗衍射做峰的晋位置纹与水镇泥熟许料相饼比发究生了悄偏移沿，衍牌射峰顷宽化吸，衍贱射强扫度也抓变弱查。除关铁相欧明显抖存在棵外，柱钢渣众中的寻硅钙猪相域以翼C评3没S绑为主踩，其裹次谦为诚C尸2昨S要、赞R忌O刘相、涨铁铝笋相、义钙镁败橄榄老石以怜及少悼量的叼Ca骆0渣和希Ca薪(O估H)吴2怜等，便表明访钢渣化矿物沈组成你与硅和酸盐杂水泥缝熟料屑类似搁。像2宰．目2狗激发摊剂对弱水泥惭物理爷性能叉的影脾响退掺锈加耍3扰3溜％转脱炉钢飘渣制的水杰泥物敞理性窝能测固试结叶果见要表汇2批。造表反2恐激发清剂对现水泥希物理妻性能证的影钟响负编号景安定宋性围标准挠稠度意用水持量衡/稳％爱凝结厅时间鲁／寇(归h作：岸mi疤n)搭抗折严强度挡/M轰Pa租抗压案强度挽／附MP蝴a甜A批28择/衔％抢初凝蝇终凝锻3d幼28蕉d闹3d伯28辱d饭S劣合格圾27冷.0扶2虽：演51虎3蜘：颈25尾5.授2环9.青7撇24把.2狮54屯.4慨10验0谅CA灰l欢合格报26烛.8晨2锐：妄06尘3泽：顿09华4.绢4霉7.耕1扒19躬.5斜35坦.2在65语CA渗2涉合格旅26委.6塞2净：摘12酷4义：票05得5.钻0扫8.惕0慢23圆.2煌42胶.4随78剑CA剧3血合格运26狱.7惊2成：口37谢3蚊：呼50惑5.圈1仪8.祖2卫21础.0万40港.4纺74誉CB椅l万合格秋26恶.3泼2瞎：派49掉4转：项14详4.帮2要7.摩3径18呈.9伤38至.3脊70兼CB斯2客合格爷25句.8冲2艇：巡38逗4洞：悦19舱4.训1嘴8.核0俘19趋.4飞38档.5娘7l领CB乌3纸合格酸25么.4惩2宏：泪16技3缓：叼29展4.跨9浑7.物9呼22夺.5泛40波.静0银74寇CC葡l障合格稍2哲5.婚9萍2覆：滑42执3喇：断45校4.贱1柜7.氏7庄18洪.2慕38维.9干72鹅CC仪2拍合格珍26铲.0愧3勿：私08杂4础：泪50稼5.猫0餐8.犹2帐20沫.5柴45奔.8栋84备CC痛3训合格寄26学.3钢2植：州29馆4阔：蛙48例4.烦9据8.圈0格21嫩.0成42凶.5姥78朱CD棚l弟合格舰26岁.5奉2差：饰20床4馒：轧08后4.湖1旨7.柏6虚18爽.6靠41辟.6呜76给CD冒2气合格幕26耽.2听3明：阀02街4牙：桃45巡5.巡3展8.币5写24陪.4雄50踪.4呼93点CD宴3治合格昼26零.0慕3响：满03坚4繁：恰52叹5.继2旦8.舅3发23块.8快43晚.6立80岛CE贝l象合格民26爪.1圾3途：左42套5促：惑19台3.渠8配7.眠8吗16万.6区39爷.6黎73挡CE什2唯合格暂25致.8坦3动：至37结5挖：僵01祥4.刻1垃7.职9物1粗6.胀8虹40随.0犹74朽CE固3仁合格便26庙.1词2钞：绝56慧4轧：龙40其4.验7套8_予3厌19耕.5慰41针.4醋76板数谊由灯表湿2面可见卖，随拾着钢洽渣的仆加入蚁，水踩泥的怠标准廉稠度粘用水返量降英低，胳掺加由激发欺剂后情，水者泥标异准稠烧度用恰水量辜进一练步下餐降。策这是洁由于窑激发希剂的旷加入恶，表永面活馒性物捐质吸艇附在摆颗粒姿表面运，在拒颗粒逃表面晌形成蹈一层粮吸附克膜，刑减小肚了物楼料颗涂粒之型间的标吸引升力，扩加大拼了颗就粒表里面的小亲水职性，鞠改善除了物烫料仆的流剖动性残，从摸而导硬致水门泥标凡准稠再度用霜水量功降低恢。凝筋结时睬间则超随激元发剂解种类扁不同点表现宗出一类定的削差异埋性，庙各种麻激发外剂对和水泥圾的初谱凝时睁间影锅响没蜻有明队显规艺律，叫但终岛凝时舰间却罩显著挠增聋加。染各种遇激发枝剂的劫加入湿对水守泥的列安定秋性没赶有造博成不撤良影策响。检铅不活性缠指数辩是评叔价钢席渣粉毕磨效鸭果最必重要纪的指括标。攻从远表撒2廉中可澡以看巡出：擦随着尿粉磨雕时间尚的延撑长，熟钢渣脑的活刮性指爆数基铜本呈确现先没增加云再减坝少的讲趋势劲，粉缸磨把60型mi驼n砌时，米钢渣沫的活杰性指畅数较革高，职其中诉激发风剂执M掀激发宇效果掌最好宪。芒2薪．闸3叙钢渣迹的物吉理性眼能分罗析婆2们．冷3疗．窃1茧兵不同妇条件宁下粉忠磨后才钢渣追的得SE扇M描照片咬钢渣董粉染磨号40嘴mi秋n趴、掘60榆mi轿n笑、涌80构mi演n衔后胁SE瓶M北照片烤见掘图蔑2勺。剧葡辨由傅图颗2榆可见扒，粉奶磨世40返mi律n纷后，塞钢渣遗中还爪存在佳大量泼的大敞颗粒壳，随郑着粉州磨时煤间的候延长裤，大带颗粒欣逐渐讽消失菌。粉桃磨过茫程不蹄仅仅梦是粒糕径减贷小过荡程，肤同时黄也往怜往伴报随着搁晶体叶结构危及表陈面物触理化加学性陈质的鲁变化计。由催于物隶料比弹表面搬积增炉大，健导致践表面地能增自加，谈在颗苏粒内同产生座晶格吃错位灶、缺侄陷，优从而值导致笔物料猜表面搬形成裹易与掌水反企应的烘非晶爹态结元构。缴由天A棍2贸和域A姜3羡可见慨：与雾粉装磨百60纺mi致n劫相对纯比抹，粉咳磨档80愚mi闸n汇后，伟大颗招粒明预显增航多，藏这是到由于签随着脚粉磨牢时间株的延辫长，符物料抢颗粒扎间作驻用力骂逐渐朱增大筛，细丰颗粒午义重吼新团城聚在盛一起渡造成县的晌。归由断C悄2另、宿D座2码可见盯，采乞用聚枯乙二役醇作袖为激竿发剂袄的钢碎渣中们可以驳明显迷观测潮到大怒颗粒收的存附在，欠而采赠用激振发析剂狮M淹的钢态渣中血则细森颗粒嫩较多牢，大骂颗粒意减少寄，钢集渣颗哨粒整尼体分蝶布较狂为均宗匀。取说明咬激发栋剂衔M岁与钢洁渣颗辜粒结桌合较圆好。犹2肝．搏3挤2槐不同异条件慌下粉陈磨后错钢渣唱的比资表面局积面假鬼秩激发冬剂种垃类、打研磨班时间蛾对钢侮渣粉专磨效葬果的赶影响菊见箭表纱3绍。掺棵加激嫌发剂霜后，领钢渣伸的比抚表面江积明杠显提画高。印粉磨狭时，浑三异射丙醇惰胺对指提高稠物料慢中的刚细颗霞粒含应量贡线献较车大，蚊一般障对提要高物幸料的滔比表蠢面积粗有较堪好的垃效果励，使回用三机异丙蹄醇胺袍作为武激发折剂粉笋磨略80棒mi爪n权时相箩对于颠空白厅样，级比表育面积天提度高析l4也.妇6柿％。统聚乙隐二醇损有利迟于提凳高粉跨磨酸物料潜粒度饮的均览匀性天，粉响磨统80蛮mi励n皆时，单比表系面积兆相对江三异率丙醇警胺而殖言稍色低一形些。炎粉羽磨街40毅mi已n束时，顷用聚售乙二甜醇作踢为激扰发剂页，比敏表面种积并棉没有韵较大姿幅度牛提高酷，掺兰加激产发练剂沾N抛钢渣糠的比洗表而捏积比败空白需样的旬降低疯了薯3略％左飞右。玻造成宵这种筛现象卸的原纽因可服能是扬，加宰入激攀发剂杨后，相在一柏定的歉粉磨嫂时间洗内，礼物料截总体怨较空绩白样稠并没劫有磨窝细，槐但恋是钢柄渣中其的细徐颗眨粒受(<跃3u安m谈)套减少海，从刺而比担表面工积变织化不昼大，继甚至瞧会降河低。壤表呀3梢钢渣弊掺入痕不同正激发勒剂粉筐磨不胖同时孟间后严的脱比表秩面逃积达m坊2艰/K冻g件激发忍剂滴粉磨丧时间姐40占mi讽n佛60观mi迎n昼80泽mi朝n域空白职样妇36谊0.环5逢39耻5.证5供43躲8开.6构三异停丙醇透胺禽39凑0.爹4厨41边1.铁8防50膝2.叛8市聚乙雁二醇页36诞1.买2智41用5.扰3朽47浊5.评3床激发径剂唐M靠39豪1.酱7灿42拐8.狗5势43毅8.龟5喝激发率剂尝N涨35爬0.穿3艺39舰9.袜6叛44响8.船6拾2燕．渐3述．肃3让秆钢渣柱粒度云分布燕分析焰脚项表颈4策是钢赖渣的赌粒径脆分布艺。由鉴表逼4茅可见得，掺也加激默发剂匆后，局对比鄙空白陪样而泰言，兆钢童渣受3锯～虚32前u占m挎范围宴颗粒量含量耍都有截不同帮程度转的提厚高，夫钢渣询的粒马径分世布变切窄，益其中须，激便发烤剂铸M丑的阴效果讯最明贱显，后粉基磨熟60垦mi松n荷时，初掺激情发墓剂落M键的试煤样中带，存3-亲32疮u破m饰颗粒弊含量共达歪7位3糠．愉9志5滨％。惜而用扩聚乙厌二醇清作为哗激发泻剂的蹄钢渣腹，粉量磨后表，擦3盾～阔32含u翅m哪颗粒掉并未勺增加缝，原利因可退能是告因为候聚乙落二醇误更有举利于铃提高史粉磨的物料稼粒度万的均横匀性文。掺后激发缓剂签N杏试样宪相对裂空白雅样而朱言，三同样肥粉此磨即40邪mi膏n炸时，扶钢渣愉中的声细颗爆粒裂(<饮3u去m党)个减少贩，灶而龟3她～芝32腹u并m查的细闷颗粒竞却增骑加了践，这蛙也解拥释了嫌此组万比表副面积洪相比值空白填样为胸何降吐低的焰原因稀。从智试验技结果妥可以吓看出厚：无杨论是梢比表鼻面积兼还是掠颗粒怒分布革，激最发卸剂授M倚效果盯最佳揪。律表痰4信钢渣座的颗溪粒分村布捕编号躁掺量歇／％询比表拴面积桶／逐(m田2业／目kg管)舌颗粒能分膊布荡/足％约<3夜um惹3艇～僚32捧um谅32茄-6堵0u馆m脆>6网0u笨m嫁S汁0宿33煤0.榨8叼14端.1抱6昂59滥.8撤8旱2遥1.许15化5.蜂14姥A1仗0狡36糖0.荐5仅15街.2芦1悲47晨.0娇6司27寻.9近8技9.惕75僚A2挪0落39拜5.多5峰19盛.4软9按53古.0粗6鹿19者.0附3填11洋.4裹8疾A3葱0朵43彻8.莫6间27绣.4母3勿55雨.5暖1腥15谊.6浊9帆1.慌73团B1赴0.身02低39服0.正4属2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