钢渣中矿物相和f-CaO水化活性影响因素的研究
发布时间：2020-04-13 06:41
【摘要】：本文首先应用扫面电镜背散射观察了国内具有代表性的钢渣的矿物分布,结合能谱仪元素分析对其进行分类,应用统计分析的方法确定各个相的组成,结合目前对钢渣矿物相的认识,对观测到的矿物相进行了归类：其次由于钢渣体系复杂,为了清晰地认识是什么原因导致钢渣中f-CaO的低水化活性,为解决钢渣安定性问题提供理论依据,从f-CaO的形成过程和组成考虑,通过煅烧实验模拟研究煅烧时间对单组分f-CaO水化活性的影响规律,并通过热力学理论分析证明了f-CaO中固溶的FeO和MnO与CaO形成的固溶体与单组分f-CaO相比水化活性降低；最后通过实验模拟煅烧了与钢渣中CaOaFeO体系的二组分f-CaO和CaO·aFeO·bMnO体系的三组分f-CaO组成相似的CaO·aFeO_(1.5)体系的二组分f-CaO和CaO·aFeO_(1.5)·bMn0_2体系的三组分f-CaO,研究固溶的Fe_2O_3对CaO·aFeO_(1.5)体系的二组分f-CaO的水化活性和膨胀的影响规律及固溶的Fe_2O_3和Mn0_2对CaO·aFeO·bMnO体系的三组分f-CaO的水化活性和膨胀的影响规律,以期通过对简单体系的研究为进一步认识复杂体系、解决复杂体系存在的问题给以指导。钢渣中的矿物形貌各异、分布不均匀,钙硅相呈黑色圆粒状和树叶状,钙铁铝相呈白色交联状,铁镁相呈中间暗黑、外层白亮状,铁镁锰钙相呈浅灰色无定形状或条纹状,钙铁相呈灰色大颗粒状,钙铁锰相呈灰色小颗粒聚集状,还有少量的黑色小圆粒聚集状的f-MgO和明亮的圆铁粒；钙硅相、钙铁铝相和铁镁相主要以C_(25)和C_3S、Ca_2(Fe,Al)_2O_5和FeO·0.5MgO的形式存在,铁镁锰钙相、钙铁相和钙铁锰相的组成形式不固定;铁镁相和铁镁锰钙相均可归类到钢渣中组成复杂的RO相中,f-CaO包括钙铁相和钙铁锰相。1600℃不同煅烧时间单组分f-CaO的晶体发育程度不同,与煅烧1、5和7 h的单组分f-CaO相比,煅烧3 h时,其晶体发育程度最高,各龄期水化率最低,不同煅烧时间制备的单组分f-CaO水化活性的差异主要体现在水化过程的前8 h内,水化8 h后均完全水化。高温煅烧可以抑制f-CaO水化活性,但抑制程度有限,在此基础上进一步通过热力学理论分析证明了f-CaO中固溶的FeO和MnO与CaO形成的固溶体与单组分f-CaO相比水化活性降低。模拟制备的f-CaO中各组分水化活性顺序为：Ca_2Fe_2O_5、 Ca_3Fe_(1.5)Mn_(1.5)O_8三组分f-CaO中的CaO二组分f-CaO中的CaO单组分f-CaO,其中的CaO、Ca_2Fe_2O_5和Ca_3Fe_(1.5)Mn_(1.5)O_8的水化反应膨胀率分别为97.88%、43.44%和52.0_2%；模拟制备的f-CaO中的CaO即使经过1600℃高温煅烧也会在常温水化过程中快速水化,但其中的Ca_2Fe205和Ca_3Fe_(1.5)Mn_(1.5)O_8水化活性低,在常温水化过程中短期内并不会有明显水化,即使压蒸水化3 h仅微弱水化(P=2.0 MP, T=216℃)。可以推测,钢渣中f-CaO各组分水化活性顺序为：CaO-FeO系统固溶体、CaO-FeO-MnO系统固溶体三组分f-CaO中的CaO二组分f-CaO中的CaO单组分f-CaO,不同组分的水化反应膨胀率不同；在钢渣水泥胶凝材料水化过程中不同组分的f-CaO在与水能够充分接触的条件下,其中的CaO会快速水化并不会引起安定性问题,而其中的CaO-FeO和CaO-FeO-MnO系统固溶体短期内并不会有明显水化,会在钢渣水泥胶凝材料硬化后继续水化,必然引起安定性问题。
【图文】：
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本文编号：2625719
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