鋼渣的成分增補和激發(fā)與再生利用效能提升.pdf

1、我國為鋼材生產大國，隨之而來也是鋼渣出產大國，但是低鋼渣利用率問題卻一直未能解決。過去雖然有多種利用途徑來改善鋼渣利用率的現狀，但是由于鋼渣成分變化較大，膠凝性表現不明顯，應用領域一直受到限制。本文從兩個研究層面，以材料改性與工業(yè)廢棄物再生利用，給出鋼渣利用方式新思路，具體研究內容和結論如下:
　　(1)以傳統利用方式為基礎，將鋼渣與路基土拌合，測定鋼渣穩(wěn)定土作為路基填料的基本物理、力學性能，探究鋼渣穩(wěn)定土作為路基填料的適用性。試

2、驗結果表明，石灰摻入高液限粘土后，能夠明顯降低其液限和塑性指數，達到路基填料基本要求。鋼渣穩(wěn)定土的擊實性能良好，且加州承載比(CBR)遠遠超過我國路基設計規(guī)范要求，加州承載比最大值為41.4％。
　　(2)分析鋼渣化學成分與水泥成分差別后，以鋼渣-石灰改性路基土效果為基礎，提出了鋼渣成分增補的概念，即向鋼渣內摻和偏高嶺土和熟石灰，并用水泥三率值指標控制個物質之間的摻量，尋求最優(yōu)配比。試驗結果表明，成分增補技術能夠用來提高鋼渣膠凝性

3、，達到提高膠凝材料強度的目的。對于本項研究，水泥三率值中硅率(SM)、鋁率(IM)和石灰飽和系數(KH)對強度在不同齡期有不同影響，最優(yōu)率值配比為SM=2，IM=1.6和KH=0.94。最優(yōu)配比時，成分增補鋼渣28天無側限抗壓強度為4.5MPa。
　　(3)為進一步提升成分增補鋼渣強度，提升鋼渣再利用效果，以上述最優(yōu)配比為前提，向成分增補鋼渣內加入NaOH、NaCl和Na2SO4這三種不同種類的激發(fā)劑，從而探究激發(fā)劑環(huán)境下，成分增

4、補鋼渣的強度變化規(guī)律。試驗結果表明，NaOH、NaCl和Na2SO4這三種激發(fā)劑的激發(fā)效果依次增強，它們的最優(yōu)摻量分別為3％、5％和5％。摻有5％Na2SO4的成分增補鋼渣28天強度能夠達到10.9MPa，表明激發(fā)后鋼渣復合膠凝材料具備作為CFG剛性樁復合地基材料的潛質，為鋼渣在軟土地基加固的應用奠定基礎。
　　(4)利用微觀測試技術，測定成分增補鋼渣的孔隙變化規(guī)律、生成物類型與形態(tài)，并以此為基礎，結合化學式來解釋激發(fā)機理。試驗結

5、果表明，經成分增補和28天齡期養(yǎng)護后，主要膠凝生成物為C-S-H和C4AH13等，而成分增補鋼渣再經Na2SO4和NaCl激發(fā)后分別新增了鈣礬石(Aft)和費氏鹽(Friesdel's salt)兩種膠結產物。鈣礬石和Fs鹽生成，同時伴隨著生成NaOH，導致鋼渣顆粒內Si-O-Si和偏高嶺土內Al-O-Al內化學鍵斷裂，持續(xù)生成新產物，提高反應環(huán)境的堿度。水化產物的生成，形成了鋼渣型復合材料的膠結強度，降低了孔隙率，宏觀上表現為強度進一