文献综述

摘要：钢渣中存在具有水化活性的硅酸二钙、硅酸三钙，因此具有一定的胶凝活性，能够作为活性混合材用于水泥和混凝土中，但是钢渣的早期活性较低以及安定性不良，使其在工程中的应用受到了一定的限制。因此对钢渣进行深加工，充分发挥钢渣的潜能，实现钢渣的大量、高效、综合、资源化和高附加值利用。钢渣的掺入可以改善水泥浆体的流动性, 凝结时间随钢渣掺量增加而延长。单掺钢渣时, 水泥胶砂强度下降明显。钢渣与矿渣复掺会相互激发、相互促进水化, 水泥胶砂强度变化不大。

关键字：钢渣 矿渣 胶凝活性 水泥胶砂强度

1 引言

钢渣是炼钢过程中产生的废弃物, 排出量占钢产量的10% ~ 15% 。2008 年我国的钢产量已达5亿,钢渣的排出量近亿吨[ 1-3] 。目前, 美国、德国、日本等主要产钢国的钢渣利用率在95% 以上。由于种种原因, 我国的钢渣并没有得到充分利用, 利用率不足50% , 大量的钢渣如今已在各钢铁公司周围堆积成山, 不仅占用了大量的土地, 而且还污染环境、危害人体健康。在当前社会经济发展与资源短缺之间的矛盾变得日益突出的情况下, 对钢渣资源化和高价值化利用的研究显得尤为重要。

钢渣的化学成分和水泥熟料的化学成分较接近, 含有的硅酸二钙( C2S)和硅酸三钙( C3 S)等硬性矿物具有胶凝性, 可以替代部分水泥作为掺合料应用于水泥和混凝土生产中[ 4] 。钢渣粉与矿渣粉有很好的适应性, 作为复合粉使用时, 可以显著提高混凝土的强度值, 特别是中后期的强度,还可提高混凝土抗氯离子扩散能力和抗冻性, 降低混凝土的干缩率, 提高混凝土耐久性等。

矿渣。选自首钢公司产生的粒化高炉矿渣。该矿渣经烘干、粉磨至比表面积为400 m2 /kg。矿渣的化学成分分析结果见表2。根据矿渣的化学成分分析结果, 可计算该矿渣的质量指标: 水硬性系数b = 1. 90gt; 1. 0, 质量系数K = 1. 90gt; 1. 6, 碱性系数M = 0. 876lt; 1, 由上述指标可以分析得出, 该矿渣为酸性矿渣, 含有较多的活性SiO2, 活性良好[5]。矿渣磨细后晶格尺寸减小、矿物结构发生畸变, 利于水化反应, 激发了潜在的活性, 可用于水泥和混凝土中。

由于钢品种、原料化学成分、冶炼工艺、冷却条件及堆放期限的不同，钢渣的化学和矿物组成、物理和化学性质也有很大差别。[3]目前，钢渣的资源化利用主要集中在以下方面：

1.1用于炼钢和炼铁，包括烧结原料和配料及冶金炉熔剂等，这是钢厂起初利。

1.2用钢渣的动机和目的所在，在生产中已取得好的应用成效。