摘 要

钢渣是钢铁的冶炼过程中从转炉、电炉、精炼炉等排出的工业废渣，钢渣的成分主要是金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物，或者是侵蚀的炉衬和补炉材料，还有可能是金属炉料带入的杂质，如泥沙等。随着各种工业废渣排放总量越来越大，有效利用工业废渣生产出低成本、低能耗、低排放、高性能的“绿色水泥”，有着重大积极的现实意义。

本文主要是研究通过掺入钢渣作为碱性激发剂来有效促使磷渣及矿渣水化激发其水化活性，并利用大掺量石灰石粉制备砌筑水泥。通过大量实验表明，对钢渣掺入量在4%～7%范围，可以较好的激发磷渣和矿渣活性，并获得了较大石灰石掺量的，强度符合12.5、22.5等级国标的砌筑水泥。

实验结果表明：（1）钢渣在碱性激发剂作用下能增大水化速率，为砌筑水泥早期强度提供积极的影响，但加入钢渣量大于7%时，则不利于强度的增加。 （2）因为钢渣能快速水化增加早起强度，所以钢渣掺量在适宜情况下能少量的加快水泥凝结时间。但加入过量则使得钢渣凝结时间增加。（3）钢渣细度增加，能增加水泥碱度，提高磷渣矿渣的早期水化活性，因此有利于砌筑水泥早期强度的提升。（4）钢渣比表面积增加能加快水化速率，增加水化产物，因此也能起到加快凝结时间的作用。

关键词：钢渣；砌筑水泥；细度；掺量

Abstract

When steel is smelting, steel slag is discharged, mainly from metal furnace charge oxidation after each element in the formation of the oxide, slag material and erosion of lining material and metal furnace burden of impurities, etc. With all kinds of industrial waste emissions is discharged more and more. Will maximize the industrial waste residue to replace Portland cement clinker and produce low cost, low energy consumption, low emission, high performance of "green cement", has a significant positive practical significance.

This paper mainly studies through the mixed with steel slag as alkaline exciting agent to effectively prompt phosphorus slag and slag hydration inspire its hydration activity, and use the large quantity of masonry cement limestone powder preparation. By a large number of experiments show that the steel slag adding amount was 4% ~ 7% range, and can better inspire phosphorous slag and slag activity, and get the limestone content is 51%, the strength in accordance with 12.5 gb masonry cement.

The experimental results show that: (1) the steel slag under the effect of alkaline excitation agent can increase the hydration rate, to provide positive influence to masonry cement early strength, but when adding steel slag quantity is more than 7%, is not conducive to strength increase. (2)the steel slag can rapidly increase the early strength of hydration, so a small amount under the condition of appropriate dosage of steel slag can accelerate the cement setting time. But adds an excess steel slag makes the setting time increased. (3)the steel slag fineness increased, which can improve the early hydration activity of steel slag, so the benefits to the raise of masonry cement early strength. (4) steel slag increase can accelerate the hydration rate of specific surface area, increase the hydration products, so also can have the effect of speed up the setting time.

Keywords: steel slag; Masonry cement; Fineness; dosage

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第1章 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.2 国内外的研究现状 2

1.2.1 磷渣矿渣石灰石砌筑水泥的应用研究现状 2

1.2.2 钢渣的资源利用及在砌筑水泥中的作用 3

第2章 实验原材料与实验方法 5

2.1 实验原材料 5

2.1.1 矿渣 5

2.1.2 钢渣 5

2.1.3 磷渣 5

2.1.4 脱硫石膏 5

2.1.5 石灰石 6

2.1.6 标准砂 6

2.1.7 水 6

2.2材料性能测试的实验方法 6

2.2.1 流动度的测定 6

2.2.2 保水率的测定 7

2.2.3 力学性能测定 7

2.2.4 凝结时间的测定 7

第3章 磷渣矿渣掺量对石灰石砌筑水泥性能的影响 8

3.1 磷渣矿渣砌筑水泥配比设计 8

3.2磷渣及矿渣含量对水泥性能的影响 8

第4章 钢渣对磷渣矿渣石灰石砌筑水泥性能的影响 12

4.1 钢渣掺量及细度实验配比设计 12

4.2 钢渣掺量对砌筑水泥的影响 13

4.2.1 钢渣掺量对强度的影响 13

4.2.2 钢渣掺量对凝结时间的影响 15

4.3 钢渣细度对砌筑水泥的影响 16

4.3.1 钢渣细度对强度的影响 16

4.3.2 钢渣细度对凝结时间的影响 17

4.4 钢渣对砌筑水泥的保水率的影响 18

第5章 扫描电镜分析 20

第6章 结论 22

致谢 23

参考文献 24

第一章 绪论

1.1研究背景和意义

砌筑水泥是一种用来部分代替常规水泥来配制砌筑砂浆，抹面砂等低标号的水泥。一些西方发达国家在这方面的研究应用较早，如美国在五十年代就对砌筑水泥进行了较系统的研究，并制定了相关的国家标准和在不同情况下应用时的具体规范。

我国是七十年代末八十年代初才刚刚开始进行对砌筑水泥进行研究的。在1983年5月1日我国在一定的研究基础上正式发布了砌筑水泥的国家标准(GB3183一82)^[4]。

国家建材研究院水泥研究所，湖南省建材研究设计院等单位是我国较早研究有关砌筑水泥项目的单位。国家建材研究院水泥研究所以节约资源为目的利用一些基本的工业废料粉煤灰等原料为主要的原料，掺入部分常规水泥所使用的水泥熟料和石膏等研制的砌筑水泥。在理论研究成功后还进行了小批量试生产并获得成功，随后通过了国家鉴定。湖南省建材研究设计院等单位选择了石煤、沸腾炉灰渣等材料作为石灰石砌筑水泥主要原料，在其中掺入水泥熟料和石膏，研制了具有特殊意义的石煤沸渣砌筑水泥，并进行了大规模的生产，在随后的一年通过了省级鉴定。之后还有越来越多的研究投入到砌筑水泥的方向当中，并获得了不小的突破。