【摘要】：本文首先通過模擬煅燒實(shí)驗(yàn)制備了 f-MgO,研究了細(xì)度對模擬煅燒制備的f-MgO水化膨脹性能的影響;而后對鋼渣進(jìn)行了壓蒸改性實(shí)驗(yàn),并對改性鋼渣的膨脹及水化性能進(jìn)行了探究,對摻硅質(zhì)材料鋼渣進(jìn)行了壓蒸改性實(shí)驗(yàn),研究了硅質(zhì)材料對改性鋼渣膨脹及水化性能的影響,明確了鋼渣最佳改性工藝,為鋼渣的資源化應(yīng)用進(jìn)行理論鋪墊。高溫煅燒抑制了 f-MgO的水化、體積膨脹性能,增大f-MgO的細(xì)度,可明顯改善其水化、體積膨脹性能。于20 ℃養(yǎng)護(hù)制度下,f-MgO的水化反應(yīng)能力較弱,體積膨脹性能弱,摻MgO試樣在養(yǎng)護(hù)360 d后依然有膨脹趨勢;于60 ℃養(yǎng)護(hù)條件下,當(dāng)摻入MgO粒度較小(中位經(jīng)D50=9 nm)時(shí),摻MgO試樣在養(yǎng)護(hù)28 d后其體積膨脹率便逐漸平穩(wěn),但當(dāng)摻入MgO粒度較大(D50=120nm)時(shí),摻MgO試樣的膨脹率快速發(fā)展,最終斷裂;增大f-MgO的細(xì)度可提高其水化放熱速率,其總放熱量也會隨之增加,在將MgO摻入水泥中后,MgO降低了水泥的水化放熱速率及總放熱量,且摻入MgO的細(xì)化程度越小,降低幅度越大;MgO于水泥漿體中的水化產(chǎn)物形貌呈不規(guī)則塊狀,多填充于孔洞中。鋼渣經(jīng)壓蒸改性后,其膨脹性能得到有效控制;鋼渣中的f-CaO對高溫高壓環(huán)境較為敏感,于0.2 MPa下壓蒸30 min即可快速水化,而f-MgO則較為穩(wěn)定;在鋼渣替代30%的水泥的條件下,改性鋼渣會降低摻鋼渣試樣的水化熱,并且隨著改性壓力和溫度的增大,試樣的水化熱量逐步降低;壓蒸改性處理對鋼渣的膠凝活性有一定負(fù)面影響,較摻未改性鋼渣試樣,摻改性鋼渣試樣的力學(xué)性能有不同程度的降低;電鏡數(shù)據(jù)顯示,摻改性鋼渣試樣的結(jié)構(gòu)較為松散,含有較多的孔洞和微裂紋,不利于強(qiáng)度發(fā)展。鋼渣在摻硅質(zhì)材料并經(jīng)壓蒸改性后,其水化膨脹相的含量有明顯降低,壓蒸安定性合格;摻硅質(zhì)材料鋼渣經(jīng)壓蒸改性后,改性鋼渣中Ca(OH)2與硅質(zhì)材料發(fā)生反應(yīng),并生成CSH凝膠;CSH凝膠可對摻改性鋼渣試樣的水化起到激發(fā)作用,提高了試樣的力學(xué)性能;此外,摻改性鋼渣試樣的水化誘導(dǎo)期較短,第二放熱峰出現(xiàn)提前,試樣的水化放熱量較低;當(dāng)硅質(zhì)材料的摻量超過5%后,改性鋼渣中的硅質(zhì)材料以“過剩”狀態(tài)存在,此部分“過�！惫栀|(zhì)材料會與摻鋼渣試樣水化形成的Ca(OH)2進(jìn)行“二次火山灰”反應(yīng),亦可提高試樣力學(xué)性能,但限于硅質(zhì)材料的化學(xué)反應(yīng)能力較低,使得在其摻量超過20%后,于短時(shí)間內(nèi)“二次火山灰”反應(yīng)對試樣的力學(xué)性能的提升作用較小;電鏡數(shù)據(jù)顯示,摻改性鋼渣試樣的結(jié)構(gòu)致密,各類水化產(chǎn)物無序生長,相互堆疊,孔洞較少,孔隙率較低;綜合成本等外在條件,明確選取改性條件為0.2 MPa-30 min,硅質(zhì)材料摻量為20%的改性工藝。
【圖文】：

全球每年的鋼渣排放量超過２億噸，而中國的鋼渣排放量約占這一數(shù)額的一半［３，４］。逡逑與鋼渣巨大的排放量相比，其資源化利用率卻很低，據(jù)統(tǒng)計(jì)，２０１７年我國的鋼逡逑產(chǎn)量約為８．３１７億噸，相比２０１６年同比增長５．７％，圖１－１為各國粗鋼產(chǎn)量于占逡逑全世界粗鋼產(chǎn)量的份額，表１－１為各國粗鋼產(chǎn)量增長率｜４］。較大的排放量與較小逡逑的利用率，這一矛盾使鋼渣陷入一種產(chǎn)出、堆積，再產(chǎn)出、再堆積的惡性循環(huán)，逡逑在威脅人類生存環(huán)境的同時(shí)，也是對該種錯(cuò)置的資源極大浪費(fèi)。因此，在我國可逡逑持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略這一客觀背景下，鋼渣能否得到高效且綠色循環(huán)資源化利用，是對逡逑我國可持續(xù)發(fā)展這一戰(zhàn)略的巨大考驗(yàn)。逡逑Ｓ0Ｕｔｈ邐ｅ邐ＳＯＵｔｔｌ邐ＯｆｉＡ邋７逡逑Ｋｏｒｅａ邐２０１６邐Ｉｎｄｉａ邋Ｋｏｒｅａ邐２０１７逡逑Ｊａｐａｎ邋：邋９．士邋ｉ邋（３％邐Ｊａｐａｎ邋６邋０°0邐４邋２％逡逑６．５％＿邋ｌ邋Ｉ邐６邋２％＾邐｜逡逑ｉｆ邋Ｉ邐３逡逑Ｒｕｓｓｔａｊ邋Ｒ0＾邐Ｒ．ｕ�。妫掊澹�0Ｗ逡逑４４，，０邋１０邋９％邐勿邋１１．２％逡逑圖１－１邋２０１６年和２０１７年世界粗鋼產(chǎn)量份額逡

０３）４．Ｍｇ（０Ｈ）２．５Ｈ２０逡逑純，購自上海潤捷化學(xué)試劑有限公司，化學(xué)成分見表２－１。逡逑及標(biāo)準(zhǔn)砂逡逑為Ｐ．Ｉ丨４２．５級普通硅酸鹽水泥，安徽海螺水泥股份有限公司，－１；標(biāo)準(zhǔn)砂，廈門艾思?xì)W標(biāo)準(zhǔn)砂有限公司。逡逑為風(fēng)冷轉(zhuǎn)爐鋼渣，淮安鋼鐵廠，化學(xué)成分見表２－１，圖２－丨為－２為其ＳＥＭ圖，圖２－３為其ＴＧ－ＤＳＣ圖。逡逑－
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ172.44;X757

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2633837