發(fā)布時(shí)間：2020-07-31 20:26

【摘要】：鋼渣是鋼鐵冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣,其礦物組成和水泥非常相似。但鋼渣中的鐵鋁酸鈣以及鎂鐵相固溶體幾乎無(wú)水硬性,C_2S的水化活性很低,導(dǎo)致其膠凝性遠(yuǎn)低于水泥。目前我國(guó)的鋼渣約有70%用于堆存和填埋,而發(fā)達(dá)國(guó)家的鋼渣利用率達(dá)100%。鋼渣碳化技術(shù)是近年來(lái)國(guó)際研究的熱點(diǎn)課題,其原理是以鋼渣中的鈣硅酸鹽與CO_2在一定溫度和壓力條件下發(fā)生反應(yīng)生成穩(wěn)定的碳酸鹽,一方面,可減少CO_2排放緩解大氣壓力;另一方面,可將鋼渣變廢為寶,既解決鋼渣大量堆存問(wèn)題,減輕環(huán)境負(fù)擔(dān),又研發(fā)出許多新型建材制品,一舉三得。本文以鋼渣為研究對(duì)象,采用碳化養(yǎng)護(hù)方式,研究了純鋼渣在不同的壓蒸條件下加速碳化特性,采用XRD、FTIR、TG、BET、SEM-EDS分析鋼渣中各礦物碳化前后的物相變化,熱重及孔結(jié)構(gòu)變化。結(jié)果表明:鋼渣中各礦物隨碳化溫度變化而生成不同的碳化產(chǎn)物。40~60℃時(shí),鋼渣中CaO完全碳化,C_3S、CS及C_2S部分碳化,生成產(chǎn)物為方解石;80℃時(shí),C_3S完全碳化,白硅鈣石、鎂薔薇輝石部分碳化,生成產(chǎn)物為文石(霰石)、碳酸鎂鈣、灰硅鈣石。優(yōu)化鋼渣壓蒸碳化工藝條件為:溫度90℃,碳化壓力3 MPa,碳化時(shí)間3 h,試樣抗壓強(qiáng)度達(dá)32.8 MPa。BET比表面積及孔結(jié)構(gòu)分析表明,碳化后鋼渣的BET比表面積減小,大孔逐漸消失,中孔與小孔比例增加,試樣致密度提高。實(shí)驗(yàn)研究了鋼渣和水泥混合時(shí)不同碳化方式、鋼渣摻量和促進(jìn)劑對(duì)水泥-鋼渣試塊力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明:碳化對(duì)試塊的早期強(qiáng)度提高有明顯的促進(jìn)作用,對(duì)后期強(qiáng)度提高作用較小;碳化應(yīng)發(fā)生在試樣早期水化完成之前,越早碳化,試塊的強(qiáng)度越高。加入促進(jìn)劑的試塊強(qiáng)度提高明顯,碳化處理的3 d抗壓強(qiáng)度較不加促進(jìn)劑的空白樣提高12.0%,28 d提高29.0%。促進(jìn)劑對(duì)水泥-鋼渣試塊的碳化產(chǎn)物CaCO_3的形貌具有一定的影響。實(shí)驗(yàn)還研究了碳化鋼渣多孔磚的制備及其性能,采用XRD和SEM-EDS對(duì)碳化鋼渣多孔磚養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的生成產(chǎn)物進(jìn)行分析。結(jié)果表明:以純鋼渣為主要原料制備的碳化鋼渣多孔磚,干密度在1000 kg/m~3左右,抗壓抗折強(qiáng)度分別可達(dá)19.9 MPa和5.3 MPa,達(dá)到JC/T 1062-2007泡沫混凝土砌塊的B10,A7.5等級(jí)。以鋼渣礦渣雙摻,并加入少量硅酸鹽水泥、脫硫石膏以及外加劑制備的碳化鋼渣多孔磚,干密度在700 kg/m~3左右,抗壓抗折強(qiáng)度分別可達(dá)5.0 MPa和2.5 MPa,達(dá)到JC/T 1062-2007泡沫混凝土砌塊的B08,A5.0等級(jí)。碳化鋼渣多孔磚的初期強(qiáng)度主要由膠凝材料的水化反應(yīng)提供,碳化后的多孔磚強(qiáng)度優(yōu)于未碳化多孔磚,是因?yàn)樘蓟B(yǎng)護(hù)形成的致密CaCO_3層包裹在孔壁外層,增加了孔壁的支撐力度。實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步嘗試了碳化養(yǎng)護(hù)制備鎳鐵冶金不銹鋼渣磚的研究。分析了鎳鐵冶金不銹鋼渣碳化前后的變化和鎳鐵冶金不銹鋼渣磚的水化產(chǎn)物。結(jié)果表明:鎳鐵冶金不銹鋼渣經(jīng)碳化后,易磨性得到提高。未碳化鎳鐵冶金不銹鋼渣與碳化鎳鐵冶金不銹鋼渣的易磨性優(yōu)劣順序?yàn)?未碳化渣90℃碳化渣120℃碳化渣150℃碳化渣;75μm篩余量順序?yàn)?未碳化渣90℃碳化渣120℃碳化渣150℃碳化渣。碳化后的鎳鐵冶金不銹鋼渣比未碳化的鎳鐵冶金不銹鋼渣具有更高的水化反應(yīng)活性。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X757;TU522.1
【圖文】：

鋼鐵渣的 CaO（MgO）-SiO2（Na2O，K2O）-Al2O3（Fe2O3）渣（BFS）； 堿性氧氣爐渣（BOFS）； 電弧爐氧化渣（EAFFRS）； 鋼包爐渣（LFS）； 磷渣（PS）； 氬氧脫碳爐渣（lized CaO(MgO)-SiO2(Na2O,K2O)-Al2O3(Fe2O3) phase diagram ofel slags. Acronyms: blast furnace slag (BFS); basic oxygen furnaceurnace oxidizing slag (EAFOS); electric arc furnace reducing slag (lag (LFS); phosphorus slag (PS); argon oxygen decarburization sla鋼渣是由煉鋼各個(gè)階段產(chǎn)生的，它們是許多化合物的鐵，硅，鋁，鎂和鎂錳氧化物）。Fe2O3含量高有利例如 BOFS 比較難磨由于其高 Fe2O3含量。CaO 和 Si灰性有關(guān)，如果材料是用于水泥和混凝土中的話[9]�？赡芘c加速碳酸化水泥固定 CO2的能力有關(guān)[10]。礦渣（BFS）鐵生產(chǎn)的副產(chǎn)品，已經(jīng)被廣泛研究和使用了幾十年。即風(fēng)冷的 BFS，�；� BFS，粒狀（結(jié)晶）BFS。BFS 的

碳化養(yǎng)護(hù)制備高強(qiáng)冶金鋼渣磚的研究與開發(fā).3 給出了與其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)有關(guān)的鋼渣的特性和應(yīng)用[37]。鋼渣般在 3.3 3.6 g/cm3，由于其高的氧化鐵含量而具有硬度和耐磨性。鋼渣數(shù)為 0.7，與之相反 BFS 和標(biāo)準(zhǔn)砂分別為 0.96 和 1.0[38]。另一方面，鋼成分因使用的原材料的不同以及鋼鐵生產(chǎn)中使用的制造和冶煉過(guò)程的同。

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文酸化鋼渣的應(yīng)用速碳化可以為鋼渣利用障礙提供綠色解決方案，如體積不穩(wěn)定，重水化活性（如 1.3.3 節(jié)所述）。例如，隨著加速碳化的進(jìn)行，可以的膨脹化合物，使得在土木工程中可能使用碳酸渣。圖 1.3 顯示碳度分布和 CO2捕集能力方面的利用類別�？梢钥紤]碳酸化產(chǎn)品的各，例如骨料，輔助膠結(jié)材料，人造礁石，非生物催化劑和高附加值化

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2776969