激发转炉钢渣制备高活性辅助胶凝材料探讨.docx

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，-，减少＞ 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 /亦，呈
灰黑色。原材料的化学成分见表I。
表1原材料的化学成
分 ％
名称
Loss
Fe2 03
ALO
CaO
MgO
Si0 2
S03
fCaO
水泥






石膏







钢渣







激发剂M N:三异丙醇***、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***；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 10mi n, 然后在© 500m材500mn标准实验小磨中粉磨。为便于比较，将激发剂的掺量固 %，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 ，以33%的比例掺入水泥中，共制备15个5kg的试样（编号 分别为CAI、CA2 CA3••…）。然后在混料机中均化60min,混合均匀。
1. 2. 2 性能测试
钢渣比表面积按GBZT8074--2008测定；水泥标准稠度用水量、凝结时 间、安定性按GB/TI346〜2001测定；水泥胶砂强度按 GB/T17671—1999测定; 粒度分布采用
JL-1166激光粒度分析仪测定。
SEM分析采用日本日立S2500型扫描电镜，将待测样品上喷镀铂导电层， 观察水化断面的水化产物及内部结构形貌。
压***法测试孔结构采用美国产 Poremaster — GT6 0压***仪。测试孔结构 的样品制备步骤为：试块敲成2. 5-5 . Omr碎块并去除外表面，用***溶液浸泡, 在80C干燥箱中烘干后进行测试。
XRD分析采用德国布鲁克公司的 D8一 ADVANC型X射线衍射仪。
2. 3活性指数
钢渣活性指数按下式计算：
A.=—xlOO%.
式中：
A28——活性指数，％；
R――掺钢渣水泥的28d抗压强度，MPa
Ro——水泥S的28d抗压强度，MPa
2 试验结果与讨论
1钢渣粉XRD分析
钢渣粉的XRD图谱见图I
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由图I可见，钢渣的主要矿物为C3S C2S和钙镁橄榄石等，但因为 Al、
Mg Fe等固溶而使其衍射峰的位置与水泥熟料相比发生了偏移，衍射峰宽化， 衍射强度也变弱。除铁相明显存在外，钢渣中的硅钙相以 C3S为主，其次为QS、
RO相、铁铝相、钙镁橄榄石以及少量的 Ca0和Ca(OH)等，表明钢渣矿物组成与 硅酸盐水泥熟料类似。
2. 2激发剂对水泥物理性能的影响
掺加33%转炉钢渣的水泥物理性能测试结果见表 2。
表2激发剂对水泥物理性能的影响
编号
安定性
标准稠度
用水量
/ %
凝结时