高掺量低碱度钢渣-脱硫石膏胶凝材料的制备.pdf

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1、文章编号：1007—046X(2013)06—0025—03固废利用高掺量低碱度钢渣一脱硫石膏胶凝材料的制备PreparationofFGDGypsumCOmpOsiteMaterialMixedwithHighVolumeLow-AlkalinitySteelSlag朱江，李国忠，王英姿(济南大学材料学院建筑材料制备与测试技术山东省重点实验室，山东济南250022)摘要：以钢渣和脱硫石膏工业废渣为主要原料，掺加适量的激发剂，制备出脱硫石膏基低碱度钢渣胶凝材料，并探讨了其制品应用形式。试验结果表明，铜渣：脱硫石膏(质量比)=1：1时，胶凝材料

2、的凝结时间为初凝6min、终凝9rnin，2h抗折强度2．21MPa、抗压强度5．06MPa，1d抗折强度2．03MPa、抗压强度4．7MPa，而7d抗折强度和抗压强度分别达到359MPa和12．55MPa。关键词：低碱度钢渣；脱硫石膏；工业废渣；胶凝材料中图分类号：TQ177．1+9文献标志码iAAbstract：Low—alkalinitysteelslagwasmixedwithFGDgypsumtomakethegypsumbasedcementingmaterialcontaining1OW．alkalinitysteelslag，

3、byaddingsomeappropriateactivators．Furtherapplicationofproductsproducedwiththiscompositecementingmaterialwasalsodiscussed．Resultsshowedthat．whenmassratioofslagtogypsumwasl：1．settingtimeofthemateria1wasgreatlyshortenedto6minofinitia1settingtimeand9minofthefina1．Flexuralstreng

4、thsof2h，ldand7dwereseparately2．21MPa．2．03MPaand3．59MPa．whilethecompressivestrengthof2h，1dand7dwere5．06MPa．4．70MPaand12．55MPa．Keywords：lOW．alkalinitysteelslag；FGDgypsum；industrialresidue；cementitiousmateria10前言表1钢渣的化学组成％世界各国的冶金工业，每生产1t粗钢，都会排放约130kg的钢渣、40kg铁粉渣及其他废料。全世界每年排放钢渣1

5、．0—1．5亿t，是冶金工业头号废渣。中国是世界头号产钢大国，钢渣的年排放量达到了1600万t以上，但利用率却仅为10％，我国积存钢渣已有1亿t以上。1原材料钢渣：本试验用钢渣的粒径大小不一，呈不规则形状，lO203O40506O70主要物相组成包括CaCO、镁黄长石(Akermanite，2CaO20／(O)·MgO·2SiO)、橄榄石类矿物(Monticellite、Fayalite)、图1钢渣的XRD图谱斜硅钙石(Kilchoanite，6CaO·4SiO)、辉石类矿物(Pyroxene)、游离氧化钙以及非晶态的玻璃体相等，具有一定水化

6、活性[1_。钢渣的化学组成见表1，其XRD图谱及微观形貌分别见图1和图2。■■山东省环保科研项目(THB1004)图2钢渣的微观形貌图6／2013粉煤灰25脱硫石膏：主要成分为CaSO·2H，0，粉末状，呈微2．2力学强度黄色，化学成分见表2。将脱硫石膏在155℃下炒制1．5h脱硫石膏掺量对工业废渣胶凝材料力学强度的影响见后，陈化3d，待用。图4和图5。由试验结果可知，脱硫石膏的掺加显著提高表2脱硫石膏的化学组成％了工业废渣胶凝材料的抗折强度和抗压强度。工业废渣胶sio，Fe，OA1，OCaOMgOSO3烧失量结晶水凝材料的2h和1d抗折强度

7、均随脱硫石膏掺量的增加而2．130_361_563l-38O．8647．7O8．7716．O2增大，而其7d抗折强度随脱硫石膏掺量的增加先增大后激发剂：包括CaC1，、MgSO和Ca0，按照一定的配减小，在钢渣：脱硫石膏=1．5：1时7d抗折强度最大。比制得。工业废渣胶凝材料的2h、1d和7d抗压强度均随脱硫石膏掺量的增加而显著增大。当钢渣：脱硫石膏=1：1时，2试验结果与分析工业废渣胶凝材料的2h抗折强度和抗压强度分别达到2．21MPa和5．06MPa，1d抗折强度和抗压强度分别达到钢渣原料烘干后经水泥试验标准磨粉磨1．5h。按照表2．03

8、MPa和4．70MPa，而7d抗折强度和抗压强度分别达3配比称量各物料，将钢渣、脱硫石膏和激发剂混合均匀，到3．59MPa和12．55MPa然后将物料加入到水中，搅