鋼渣和水泥碳化與水化關(guān)系研究.pdf

1、鋼渣是鋼精煉過程中產(chǎn)生的廢渣，隨著我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，鋼渣的總量迅速增加。鋼渣的化學(xué)成分復(fù)雜、不穩(wěn)定，且含有引起安定性不良的f-CaO和f-MgO，因此鋼渣未得到廣泛的應(yīng)用。目前關(guān)于CO2的存儲研究主要集中在植物吸收、海洋貯存以及各種礦物的固化儲存。本文開展了以鋼渣及水泥為原料經(jīng)碳化預(yù)處理后，固化儲存了CO2并生成一定量的CaCO3，探究了鋼渣和水泥碳化與水化的關(guān)系。
　　 本文主要工作和取得的研究結(jié)果如下：
　　 對碳

2、酸化前后的鋼渣進(jìn)行乙醇-乙二醇滴定、水楊酸-甲醇萃取、XRD、TG-DTG、SEM和水化熱分析，表明，鋼渣經(jīng)碳酸化后f-CaO、C2S及C3S的衍射峰強(qiáng)度下降，f-CaO含量由3.92％降至1.11％，硅酸鹽相的含量由47.06％降至14.38％，表明鋼渣中的f-CaO及硅酸鹽相參與了碳酸化反應(yīng)；碳酸化鋼渣生成含量為15.95％，固溶一定量的Mg2+，尺寸為＜1μm的CaCO3立方體顆粒，分解溫度為667℃，處于較高能量狀態(tài)；碳酸化促進(jìn)

3、鋼渣早期水化，但抑制其后期水化。
　　 對碳酸化前后的鋼渣進(jìn)行活性指數(shù)、水化熱、硬化漿體的XRD、TG-DTG、SEM分析，表明，碳酸化鋼渣復(fù)合膠凝材料的水化性能決定于碳酸化生成的CaCO3及鋼渣中的硅酸鹽相含量；碳酸化生成的CaCO3促進(jìn)復(fù)合膠凝材料中C3S的水化，與硬化漿體中的C3A反應(yīng)生成水合碳鋁酸鈣，其促進(jìn)了AFt的生成，并抑制了AFt向AFm的轉(zhuǎn)變。
　　 鋼渣水化一定時間，并進(jìn)行碳酸化后，測定不同水化時間的鋼

4、渣的碳酸化質(zhì)量增加率和XRD表明，一定的水化時間可以促進(jìn)碳酸化反應(yīng)的進(jìn)行，但是水化時間不易過長，否則會使鋼渣的碳酸化效果降低。
　　 對碳酸化前后的水泥及熟料進(jìn)行乙醇-乙二醇滴定、力學(xué)性能、XRD、SEM、TG-DTG和水化熱分析，表明，水泥及熟料經(jīng)碳酸化后，f-CaO含量降低，生成立方狀的CaCO3晶粒，尺寸＜1μm，隨著加水量的升高，碳酸化程度增加，形成的CaCO3殼層包覆在水泥及熟料顆粒的表面，阻礙其與水的接觸，從而抑制其

5、早期的水化，但碳酸化生成的CaCO3參與了水化反應(yīng)，因此碳酸化對水泥及熟料后期的水化影響較小。
　　 通過設(shè)計正交實驗，探究了水泥的碳酸化工藝，將碳酸化后的水泥與未碳酸化水泥按照1∶1進(jìn)行復(fù)合，并測試膠砂強(qiáng)度；分析水泥碳酸化前后及復(fù)合水泥的水化熱、硬化漿體的XRD和SEM，得到，水泥最佳的碳酸化工藝為水量：0.2％、CO2壓力：0.2MPa、碳酸化溫度：25℃、碳酸化時間：30min；水量、碳酸化溫度對碳酸化水泥復(fù)合膠凝材料3d