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钢渣混凝土在仿海岸环境下的应用的研究.pdf 61页
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钢渣混凝土在仿海岸环境下的应用的研究
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··········
【ABSnUCT】
plain concrete without steel reinforcing bars啊th less erosion of sea water in addition
to limited test condition and time，the long—lasting property under sea environment，
this part experiments can be supplementary in the later study．
Lastly,according to the study on steel slag，the friendliness of steel slag concrete
to organism has more superiority compared to common concrete．So，in the
suggestions in the final part，the suggestion of testing the friendliness of steel slag
concrete has been mentioned．The tentative plan conforms to the direction of
environmental protest of 21 5‘century new building materials and should be carried out
in the hereafter study．
【key words】steel slag concrete， safety of bulk，preleaveing cores in concrete，
the remove ofphosphorus in steel slag
【周矫大学硕士掌位论丈】
本人郑重声明：本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰
写成硕士学位论文“钢渣混凝土在仿海岸环境下的应用研究”。除论文中已经注
明的引用公式外，对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确
方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或
未公开发表的成果。
学位论文作者签名：马岚
在炼钢过程中，除产出钢以外还伴随着产生一定数量的废渣，称之为钢渣。
盯’炼钢是除去生铁中的碳、硅、磷和硫等杂质，使钢具有特定性能的过程，也
是造渣材料和冶炼反应物以及熔融的炉衬材料生成熔合物的过程。因此，钢渣是
炼钢过程中的必然副产物。排出量约为粗钢产量的15％～20％：我国年产1亿t
钢．大约产生近2000万t钢渣，年处理利用钢渣约79％。
钢渣的形成温度在1500--一1700。C．高温下呈液体状态。缓慢冷却后呈块状
或粉状：转炉渣、平炉渣一般为深灰、深褐色。电炉渣多为白色。
钢渣的化学成分是由钙、铁、硅、铝、锰、磷等氧化物所组成，其中氧化钙、
氧化硅、氧化铁占绝大多数。
钢渣的矿构成分比较复杂，主要矿物组成为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄
石、游离石灰等。
从钢渣后期形成过程与硅酸盐水泥熟料形成过程有类似的反应，特别是碱度
高的钢渣矿相组成与硅酸盐水泥熟料更为接近。因此，可以认为钢渣是一种“特
殊&的硅酸盐水泥熟料。不论立窑生产还是新型干法回转窑生产，均可使用钢渣
配制生料，不仅直接作为硅酸盐水泥生料，而且可以作为燃烧硅酸盐水泥熟料的
晶种并具有加速反应的能力。所以钢渣也可以称为“一料三代&多功能新型环保
对钢渣化学成份的深入研究为钢渣的应用奠定了理论基础。目前国内对钢渣
的应用主要有以下几个方面：
(1)钢渣作冶炼熔剂噶’
转炉渣和平炉渣氧化钙含量较高，还含有氧化锰、氧化铁，作冶炼熔剂不仅
能代替石灰石，而且还可以回收有益的金属，如钢渣返烧结作溶剂，有如下优点：
①能改善料层运气性，使垂直烧结速度加快，达到强化烧结目的；
②可提高生产效率，降低能耗，提高还原率，降低风化率：
③降低烧结成本。
实践证明，钢渣作冶炼熔剂是有好处，不会影响烧结矿、生铁的质量。
(2)钢渣用于水泥生产
钢渣是经高温煅烧过的含有硅酸盐、铁铝酸盐矿相的物质，它和水泥熟料有
【同济大学硕士掌位论文】
相似的化学成分，具有水硬活性，因此有着胶凝性能的废渣应该部分替代或者完
全替代制造成本很高价格昂贵的波特兰水泥，‘231而不是仅仅作为粗集料或者道
渣使用，在水泥中掺加了钢渣后的直接后果是造成了早强较低、凝结时间较长。
加入催化剂可以加速钢渣的水化。很多研究表明，无熟料加入了碱性催化剂的钢
渣能产生比波特兰水泥更高的强度、更致密的结构和更好的耐久性。我国在钢渣
水泥方面的研究处于国际领
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家的塑造者
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江苏宜兴一新楼盘大面积爆裂 被指混凝土内掺钢渣(图)
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20:25:09 & & &
原标题：江苏一新楼盘现大面积爆裂，所用混凝土被指掺入过多钢渣终于等到拿房那一刻，然而，江苏宜兴一楼盘的业主们手里攥着钥匙，心里却高兴不起来。
用微信扫描二维码分享至好友和朋友圈钢渣综合利用方法和处理工艺的介绍；钢铁工业是国民经济的基础产业，在国家经济快速发展；据最新资料统计，2004年我国钢渣的产生量为38；积极开发和应用先进有效的处理技术和资源化利用新技；钢渣的利用途径大致可分为内循环和外循环，内循环指；1钢渣的内循环利用；钢渣返烧结主要是利用钢渣中的残钢、氧化铁、氧化镁；钢渣在钢铁企业内部循环历来受到重视和普遍采用，配；研究表
钢渣综合利用方法和处理工艺的介绍 钢铁工业是国民经济的基础产业，在国家经济快速发展的形势下，钢铁工业也呈现出跳跃式发展的态势，钢产量近几年不断提高，钢渣作为炼钢工艺流程的衍生物随着钢产量的提高年产量不断递增。 据最新资料统计，2004年我国钢渣的产生量为3819万ｔ，钢渣利用率仅为10%左右，该数据显示钢渣利用率很低，距离钢铁企业固体废弃物“零”排放的目标尚远。 积极开发和应用先进有效的处理技术和资源化利用新技术，提高其利用率和附加值，是钢铁企业发展循环经济，实现可持续发展的重要课题之一。 钢渣利用途径和制约钢渣利用率的因素 钢渣的利用途径大致可分为内循环和外循环， 内循环指钢渣在钢铁企业内部利用，作为烧结矿的原料和炼钢的返回料。钢渣的外循环主要是指用于建筑建材行业。 1 钢渣的内循环利用 钢渣返烧结主要是利用钢渣中的残钢、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化锰等有益成分，而且可以作为烧结矿的增强剂，因为它本身是熟料，且含有一定数量的铁酸钙，对烧结矿的强度有一定的改善作用，另外转炉渣中的钙、镁均以固溶体形式存在，代替溶剂后，可降低溶剂(石灰石、白云石、菱镁石)消耗，使烧结过程碳酸盐分解热减少，降低烧结固体燃料消耗。 钢渣在钢铁企业内部循环历来受到重视和普遍采用，配加转炉渣的烧结矿可改善高炉的流动性，增加铁的还原产量。但是配矿工艺对返烧结有影响，过度使用会造成磷等有害元素的富集；配加转炉渣的烧结矿品位、碱度有所降低。 研究表明，当高炉炉料使用100%自熔性球团矿时，5%转炉渣作为溶剂加入会引起高炉运行不畅，原因是明显影响球团矿的软熔特性，增大软熔温度间隔，使炉渣粘性有增大趋势。 另外钢渣的成分波动较大，烧结配矿时要求钢渣各种氧化物成分波动≤±2%，粒度要求一般小于3ｍｍ，钢渣在成分上很难满足要求，对钢渣破碎和筛分的要求也高。
由于这些不利因素存在，尤其是各大钢铁公司普遍采用富矿冶炼，推行精料入炉方针，同时要求炼钢和炼钢工序的能耗和材料消耗指标不断降低，致使返回烧结利用的钢渣量越来越低。目前马钢混匀烧结矿中只加入1%左右，而且是间断式配加。 2 钢渣的外循环利用 钢渣的外循环主要是建筑建材行业，钢渣在此行业中利用受制约的主要因素是钢渣的体积不稳定性，钢渣不同于高炉渣的地方是钢渣中存在 f Cao、f Mgo，它们在高于水泥熟料烧成温度下形成，结构致密，水化很慢。 f CaO遇水后水化形成Ca(OH)2，体积膨胀98%，f MgO遇水后水化形成Mg(OH)2，体积膨胀148%，容易在硬化的水泥浆体中发生膨胀，导致掺有钢渣的混凝土工程、道路、建材制品开裂，因此钢渣在利用之前必须采取有效的处理，使f CaO、ｆ MgO充分消解才能使用。钢渣在建筑建材行业有以下几种利用途径。 ――做水泥生料 钢渣中CaO、MgO、FeO、Fe2O3含量之和能达到70%，这些成分对水泥都是有用的，钢渣做水泥生料主要作用是做水泥的铁质校正剂，目前生料中配加量为3%～5%，工艺比较成熟。水泥工艺中煅烧1ｔ石灰石产生440ｋｇＣＯ2，需500ｋｃａｌ热量，煅烧1ｔ熟料需230ｋｇ优质煤。 水泥生料配放钢渣可以节约石灰石和煤，但其仍需煅烧的特征未从根本上消除对能源环保方面的负作用，而且钢渣的全铁含量在15%～28%之间，含铁量偏低，水泥生产企业在计算成本时，比较倾向于选择其他含铁量达到40%以上的废渣。 ――做钢渣水泥原料和复合硅酸盐水泥的混合材 根据对钢渣的岩相检定和Ｘ射线检定，钢渣之所以具有水硬胶凝性主要是含有水泥熟料中的一些矿物，C3S、C2S和铁铝酸盐，这些矿物都具有胶凝性，但其含量比水泥熟料少，慢冷的钢渣晶体发育较大，比较完整，活性较低，因而水化速度和胶凝能力都比熟料小。 目前的钢渣水泥品种有无熟料钢渣矿渣水泥、少熟料钢渣矿渣水泥、钢渣沸石水泥、钢渣矿渣硅酸盐水泥和钢渣硅酸盐水泥，它们都有相应的国家标准和行业标准，掺量在20%～50%之间。
钢渣水泥具有水化热低、耐磨、抗冻、耐腐蚀、后期强度高等优点。但是钢渣水泥的实际应用情况并不是很好，主要原因是钢渣的成分波动大，常随炼钢品种、原料来源和操作管理制度而变化，易引起水泥质量的波动。 做水泥混合材时，不同方法处理的钢渣的易磨性不同，普遍比熟料难磨，使水泥磨制的台时产量降低，增加水泥生产成本。渣铁没有很好分离导致渣中金属铁含量高，也影响水泥的磨制。 另外钢渣的活性矿物含量低且以Ｃ2Ｓ为主，造成钢渣水泥的早期强度低，新的水泥标准中取消了7天强度指标，增加了3天强度指标，致使钢渣水泥难以达到标准要求。 ――钢渣微粉做混凝土掺和料 钢渣微粉开发利用研究是近年来继矿渣微粉大规模应用后而出现的热门话题，钢渣生产微粉或者复合微粉可以消除钢渣水泥生产中易磨性差异问题，钢渣通过磨细到一定细度，比表面积大于400ｍ2Kg时，可以最大程度地清除金属铁，通过超细粉磨使物料晶体结构发生重组，颗粒表面状况发生变化，表面能提高，机械激发钢渣的活性，发挥水硬胶凝材料的特性。 钢渣微粉和矿渣微粉复合时有优势叠加的效果，钢渣中的C3S、C2S水化时形成的氢氧化钙是矿渣的碱性激发剂。 最新资料表明，矿渣渣粉做混凝土掺合料使用虽然可以提高混凝土强度，改善混凝土拌合物的工作性、耐久性，但由于高炉渣的碱度低(êO+%MgO)/(%SiO2+%Al2O3)，约为0.9～1.2，大掺量时会显著降低混凝土中液相碱度，破坏混凝土中钢筋的钝化膜(pH<12.4易破坏)，引起混凝土中的钢筋腐蚀。 另外高炉渣是以C3AS、C2MS2为主要成分的玻璃体，粒化高炉渣粉的胶凝性来源于矿渣玻璃体结构的解体，只有在Ca(OH)2作用下才能形成水化产物，钢渣碱度高(êO+%MgO)/(%SiO2)，约为1.8～3.0，矿物主要是C3S、C2S、CF、C3RS2、RO等，钢渣中的f CaO和活性矿物遇水后生成Ca(OH)2，提高了混凝土体系的液相碱度，可以充当矿渣微粉的碱性激发剂。掺入钢渣微粉的混凝土具有后期强度高的特性，见表1。因此钢渣和矿渣复合粉可以取长补短，性能更加完善。 表1 用磁选后尾渣及风碎渣制成微粉与高矿渣微粉的复合微粉代替20%的52.5Ｒ水泥作掺和料的砼3个月强度值
基准纯水泥 20%矿渣微粉 20%钢渣矿渣复合 20%风淬渣矿渣复 混凝土龄 期 砼标号 7天 28天 90天 ＭＰａ 砼标号 压比砼标号 抗压比/% 砼标号 抗压比/% /% 80.6 96.7 97 Ｃ30 Ｃ40 Ｃ60 73.8 93.01 107.7 Ｃ40 41.2 Ｃ20 71.8 Ｃ30 Ｃ45 47.8 Ｃ40 91.8 Ｃ45 Ｃ55 56.2 Ｃ50 94.1 Ｃ50 抗压强度 砼抗压强度比 微粉砼抗压强度比 合微粉抗压强度比 凝土中的钢渣粉”国家标准、建设部建筑科学研究院负责起草的“矿物掺合技术规范”国家标准已经完成，钢渣微粉将成为我国钢渣高价值利用的最佳途径，和矿渣微粉复合应用是混凝土掺合料的最佳方案。 ――做道路材料 钢渣经过稳定化处理后可以做道路垫层和基层，其强度、抗弯沉性、抗渗性均优于天然石材，有相应的行业标准“YB/T801 1993工程回填用钢渣”和“YB/T803-1993道路用钢渣”，但是钢渣做回填和道路垫层、基层其附加值低，钢铁企业和建筑单位对此都不太重视。 钢渣经过风淬稳定化处理后可以代替细骨料做沥青混凝土和水泥混凝土路面材料，其防滑性、耐磨性、使用寿命都提高，钢渣的附加值也大大提高。 安徽省马鞍山市1987年建设的湖南路工程，使用了风淬钢渣砼试验路面，和黄砂砼路面比较，日对路面钻芯取样后检测强度的结果如表2所示。 表2 通车使用15年两种砼工程路面钻芯取样抗压强度对比表MPa 砼种类 抗 压 抗 折 抗 压 风淬钢渣砼路面 47.86 6.23 黄砂砼路面 43.54 5.56 ――做砖、瓦、砌块及混凝土预制件 钢渣经过稳定化处理后可以做地面砖、免烧砖、混凝土预制件等建材制品，掺量大，能达到60%以上，强度和耐久性高于黏土砖和粉煤灰砖，能节省大量的 28天强度 25年后强度 85.26 70.10
水混和黏土，但钢渣比重较大，不太适宜做实心的墙体砖。这类实用技术是全国新型墙体材料改革的重点推广技术。 综上所述，钢渣的循环利用应着重放在建筑和建材行业，在水泥、混凝土、路面和建材制品中的利用是钢渣利用的发展方向。因此钢铁企业内液态钢渣的处理应该围绕这些利用途径，进行钢渣处理工艺的选择。 目前高温液态钢渣处理工艺的比较 目前国内外钢渣资源化处理工艺由于炼钢设备、工艺、造渣制度、钢渣物化性能的多样性及其利用上的多种途径呈现多样化，有冷弃法、闷渣法、热泼法、盘泼法、水淬法、滚筒法、风淬法、粒化轮法等。这些工艺都有各自的优缺点。具体情况见表3。 表3 钢渣处理工艺优缺点及应用实例 处理方式
热闷利用高温液态渣的显热工艺简单，适于处理洒水产生物理力学作用高碱度钢渣、钢渣活和游离氧化钙的水解作性较高、安定性较法
用使渣碎化
好，并能处理固态渣
碎加工量大、处理周钢、涟钢、期长
粒度不均匀、后续破鞍钢、首工艺特点及过程
在炉渣高于可淬温度时，设备损耗大，占地面排渣速度快，冷却时以有限的水向炉渣喷洒，积大，破碎加工粉尘热间短、便于机械化生使渣产生的温度应力大大，蒸汽量大；钢渣唐钢、武泼产，处理能力大；钢于渣本身的极限应力，产加工量大。对环境和钢二炼钢
渣活性较高、生产率生碎裂，游离氧化钙的水节能两方面都不利。高
化作用使渣进一步裂解
钢渣安定性差
是将热熔渣倒在渣罐中，盘快速冷却、占地少、渣盘易变形、工艺复运至渣盘边，用吊车将罐新日铁、泼处理量大、粉尘少、杂、运行和投资费用中的渣均匀倒在渣盘中，宝钢
钢渣活性较高
大。钢渣安定性差
待表面凝固即喷淋大量 三亿文库包含各类专业文献、文学作品欣赏、中学教育、外语学习资料、专业论文、幼儿教育、小学教育、钢渣的处理方式50等内容。　
　一、钢渣生产线简介: 钢渣处理生产线是指对钢渣进行处理的生产线,主要是从钢渣...钢渣中含有一定量的钢粒和铁粉, 也就是回收钢粒和铁粉是利用钢渣的 主要途径... 　钢渣利用途径和制约钢渣利用率的因素 钢渣利用途径和制约钢渣利用率的因素 钢渣的利用途径大致可分为内循环和外循环, 内循环指钢渣在钢铁企业内 部利用,作为烧结矿... 　转炉钢渣处理的工艺方法冶金 13-A1 高善超
摘要:介绍了钢渣的组成成分,简述了目前国内钢渣的主要处理工艺,对其中最为主流的热泼法、滚筒法、热闷法等... 　1、预处理工艺 预处理的任务是把转炉排出的热熔渣处理成粒径小于 250mm 的常温块渣,核心技术是热闷 工艺。其处理方法是:熔融状态的钢渣被置于的渣盘中,用渣车... 　我国已有不少厂家建立了处理钢渣生产线,例如:鞍钢采用无介质自 磨及磁选的方法回收钢渣中的废钢量达 8.0%,武钢达 8.5%。 ②作烧结矿熔剂:钢渣中因含有大量的... 　通常采用消除 f-CaO 方法有以下几种: 1)自然堆放 把钢渣堆在渣场,经风吹雨打自然陈化,此法占地大,常需存放数年之久。 2)温水养护 日本钢厂采用温水养护处理... 　2 75 钢渣处理方法的比较分析及综合利用王少宁 1 , 龙跃1, 2 , 张玉柱1 , 邢宏伟1 , 胡长庆1 , 李俊国 1 ( 1 . 河北理工大学 冶金与能 源学院, ... 　1 成渝钒钛科技有限公司钢渣处理 4.2 生产工艺流程图 4.3 主要工艺参数 主要工艺...喷水方式:采用间隙喷水方式,每装置喷水次数一般为5次,必 要时可视热闷装置内...