钢铁渣粉掺合料性能及在混凝土中的应用研究

摘要

钢渣和矿渣(简称钢矿渣)是钢厂炼钢、炼铁过程中产生的大宗固体副产物.2010年我国钢渣和矿渣产生量分别达8100万吨和2亿吨,综合利用率分别为21％和76％.大量的冶金渣堆置积压,占用土地、污染环境、浪费资源,钢铁工业可持续发展面临严峻挑战.与此同时,钢厂在生产过程中还排放大量的烧结脱硫灰.烧结脱硫灰是钢厂烧结机烟气干法脱硫时由SO2和脱硫剂(CaCO3、CaO等)反应生成的脱硫废渣.将钢渣粉和矿渣粉复合作为混凝土掺合料，既能改善混凝土的各项性能，有利于解决钢渣粉早期强度低、安定性差的问题，又能消弱矿渣粉碱度低、抗钢筋腐蚀能力低和不耐磨等造成的不良影响缺点。本研究采用物理激发和化学激发相结合的方式对钢矿渣复合粉进行改性激发，旨在研制开发出钢渣等固废掺量达到30%以上、活性达到S95级矿粉的高活性钢矿渣复合掺合料产品。宝钢转炉滚筒渣钢渣粉安定性较好，当钢矿渣复合粉中钢渣掺量达到40%时，压蒸安定性合格。掺改性剂的钢矿渣复合掺合料混凝土具有良好的工作性能，凝结时间与矿粉混凝土相当，初始坍落度和坍落度损失性能均优于基准混凝土，拌合物的泌水率和含气量与基准混凝土相当。掺改性剂的钢矿渣复合掺合料混凝土具有优良的混凝土耐久性，抗干缩、抗碳化、抗水渗性和抗氯离子渗透等性能均优于普通混凝土和矿粉混凝土。利用脱硫灰加工的TL-1型改性剂不仅可有效促进钢矿渣微粉复合掺合料早期活性的提高，而且可充分利用工业固废资源，实现钢渣、脱硫灰等固废的资源化、产业化高附加值利用。