钢渣体积稳定性及水化过程强化研究
发布时间:2020-10-12 07:50
本文首先以唐山某钢渣堆场磁选分选后的钢渣粉为原料进行理化分析和蒸压建材利用研究。结果表明:钢渣的主要矿物成分为硅酸三钙、硅酸二钙、RO相(MgO、FeO和MnO等的固溶体)、f-CaO,以及部分钙铁橄榄石、铝酸三钙等,碱度系数为2.35;未经任何改性的钢渣粉与尾矿、水泥(固定掺量7%)混合制备蒸压试块时,掺量超过9%则发生试块开裂现象。采用机械磨细的方式进行钢渣改性。结果表明:随着粉磨细度的增加,起初对蒸压试块有利,而后随着钢渣细度的进一步增加,更大量游离氧化物的暴露,造成体系安定性不良,蒸压试块发生开裂现象。利用湿热预养护处理工艺改善蒸压体系的体积稳定性。结果显示,适宜的预养条件为成型后养护(“块养”);适宜的养护制度为70℃6 h,物料配比为钢渣:尾矿:水泥=24:70:6,试块蒸压后的抗压强度达到15.8 MPa。实现了在蒸压试块养护过程中完成安定性处理,优化了生产工艺。使用化学改性剂对钢渣粉进行安定性处理,结果表明:六偏磷酸钠、磷酸二氢钠与水玻璃可用作钢渣改性剂,适宜掺量分别为3%、7%和7%(以钢渣为基础),试块蒸压后的抗压强度均达到12 MPa以上;采用六偏磷酸钠与柠檬酸钠制成的复合改性剂,试块物料配比为钢渣:尾矿:水泥=28:67:5,试块蒸压后的抗压强度可达21.7MPa。系统研究了化学改性与预养护协同强化技术,确定了适宜的协同方案为:2%(以钢渣为基础)柠檬酸钠(70℃6 h)。结果表明:预养护过程中消解了近81.5%的游离氧化钙,显著改善了钢渣的体积稳定性。同时,柠檬酸钠的使用不但抑制预养护过程中水泥及钢渣中活性组分的水化,又能有效激发蒸压过程中钢渣的活性,实现了蒸压水化过程的强化。当物料配比为钢渣:尾矿:水泥=45:51:4时,柠檬酸钠用量2%(以钢渣为基础),试块蒸压后的抗压强度达到32.8 MPa。借助化学结合水量、游离氧化钙含量及XRD、SEM分析了钢渣的水化特征。结果表明:柠檬酸钠在大掺量钢渣-尾矿-水泥体系中既是钢渣改性过程中硅酸二钙和硅酸三钙水化的抑制剂,又是蒸压条件下激发钢渣的水化活性激发剂。机械磨细、湿热条件和柠檬酸钠的协同作用强化了体系水化反应过程。蒸压过程中,C-S-H凝胶转变为结晶度更好的水化硅酸钙,提高硬化体的强度。
【学位单位】:河北科技大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2016
【中图分类】:X757
【部分图文】:
属于中碱度钢渣。2.3.4 钢渣的矿物成分采用X射线衍射仪(XRD)对钢渣的矿物成分进行测定,结果如图2-1所示。图 2-1 钢渣 XRD 图谱结合表 2-5 和图 2-1 钢渣 XRD 图谱可以看出,钢渣中的主要物相组成为硅酸三钙、硅酸二钙、RO 相(MgO、FeO 和 MnO 等的固溶体)、f-CaO,以及部分钙铁橄榄石、铝酸三钙等。2.4 机械活化工艺研究2.4.1 试验方法(1)钢渣粉的制备1)用天平称取约 5 kg 钢渣。2)将钢渣放入球磨机中,经不同时间粉磨,得到不同粒度钢渣粉。(2)钢渣粉的粒度分布测试将不同粒度的钢渣粉进行取样,并在 Winner 2000 激光粒度分布仪中进行粒度测试。(3)试块的制备1)根据粒度分布与粉磨时间相对应的规律,选取适宜粒度的钢渣粉进行试验。
河北科技大学硕士学位论文)将钢渣粉、水泥、尾矿和水按一定比例混合,在搅拌机中混合均匀。)按照 20 MPa 压力压制成型,试块尺寸为 50×50×50 mm。蒸压养护制度)将制备的试块密封静置 1 d 后,放入蒸压釜。)按照 “升温 4 h-180 ℃恒温 4 h-自然降温”的养护制度进行蒸压养护样品测试)借助 XTZ-D 双目体视显微镜观察试块外观是否出现裂纹,判断体积稳)利用 NYL-300A 型压力试验机进行试块力学强度测试。 单因素试验1 粉磨时间对平均粒径的影响 5 kg 钢渣置于球磨机中,经不同时间粉磨,并用激光粒度分析仪测定布。研究了粉磨时间对钢渣平均粒径分布的影响,结果如图 2-2 所示。
图 2-3 粉磨 60min 钢渣粒径分布2 粉磨时间对钢渣粉性能的影响不同粉磨时间的钢渣粉与尾矿、水泥按质量比为 5:88:7,在用水量 9%Pa 条件下成型。按照 2.4.1 标准蒸压养护制度,制成试块并进行抗压强度表 2-6 所示。表 2-6 粉磨时间对钢渣粉性能的影响编号 粉磨时间/min 钢渣/% 尾矿/% 水泥/% 蒸压后外观 抗压强度/MP1 30 5 88 7 完好 8.4MPa2 40 5 88 7 完好 10.9MPa3 50 5 88 7 完好 9.2MPa4 60 5 88 7 完好 8.9MPa8 70 5 88 7 完好 8.0MPa表 2-6 可知,随粉磨时间的延长,试块的抗压强度呈先上升后下降的趋
【参考文献】
本文编号:2837864
【学位单位】:河北科技大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2016
【中图分类】:X757
【部分图文】:
属于中碱度钢渣。2.3.4 钢渣的矿物成分采用X射线衍射仪(XRD)对钢渣的矿物成分进行测定,结果如图2-1所示。图 2-1 钢渣 XRD 图谱结合表 2-5 和图 2-1 钢渣 XRD 图谱可以看出,钢渣中的主要物相组成为硅酸三钙、硅酸二钙、RO 相(MgO、FeO 和 MnO 等的固溶体)、f-CaO,以及部分钙铁橄榄石、铝酸三钙等。2.4 机械活化工艺研究2.4.1 试验方法(1)钢渣粉的制备1)用天平称取约 5 kg 钢渣。2)将钢渣放入球磨机中,经不同时间粉磨,得到不同粒度钢渣粉。(2)钢渣粉的粒度分布测试将不同粒度的钢渣粉进行取样,并在 Winner 2000 激光粒度分布仪中进行粒度测试。(3)试块的制备1)根据粒度分布与粉磨时间相对应的规律,选取适宜粒度的钢渣粉进行试验。
河北科技大学硕士学位论文)将钢渣粉、水泥、尾矿和水按一定比例混合,在搅拌机中混合均匀。)按照 20 MPa 压力压制成型,试块尺寸为 50×50×50 mm。蒸压养护制度)将制备的试块密封静置 1 d 后,放入蒸压釜。)按照 “升温 4 h-180 ℃恒温 4 h-自然降温”的养护制度进行蒸压养护样品测试)借助 XTZ-D 双目体视显微镜观察试块外观是否出现裂纹,判断体积稳)利用 NYL-300A 型压力试验机进行试块力学强度测试。 单因素试验1 粉磨时间对平均粒径的影响 5 kg 钢渣置于球磨机中,经不同时间粉磨,并用激光粒度分析仪测定布。研究了粉磨时间对钢渣平均粒径分布的影响,结果如图 2-2 所示。
图 2-3 粉磨 60min 钢渣粒径分布2 粉磨时间对钢渣粉性能的影响不同粉磨时间的钢渣粉与尾矿、水泥按质量比为 5:88:7,在用水量 9%Pa 条件下成型。按照 2.4.1 标准蒸压养护制度,制成试块并进行抗压强度表 2-6 所示。表 2-6 粉磨时间对钢渣粉性能的影响编号 粉磨时间/min 钢渣/% 尾矿/% 水泥/% 蒸压后外观 抗压强度/MP1 30 5 88 7 完好 8.4MPa2 40 5 88 7 完好 10.9MPa3 50 5 88 7 完好 9.2MPa4 60 5 88 7 完好 8.9MPa8 70 5 88 7 完好 8.0MPa表 2-6 可知,随粉磨时间的延长,试块的抗压强度呈先上升后下降的趋
【参考文献】
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本文编号:2837864
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