摻無(wú)機(jī)纖維鋼渣膠凝材料的理化特性分析.pdf

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1、第1期礦產(chǎn)綜合利用NO．12015年2月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesFeb．2015摻無(wú)機(jī)纖維鋼渣膠凝材料的理化特性分析鄧侃，劉家祥，涂昆，柳倩(北京化工大學(xué)材料電化學(xué)過(guò)程與技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，化工資源有效利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京，100029)摘要：本文研究了玻纖和礦纖分別摻入鋼渣、水泥復(fù)合膠凝材料時(shí)對(duì)膠砂強(qiáng)度和膨脹性的影響。結(jié)果表明隨著鋼渣摻量的提高，各齡期膠砂強(qiáng)度下降；隨著纖維摻量的提高，膠砂試件各齡期強(qiáng)度下降，相比纖維摻量為0時(shí)，玻纖摻量為0．1％、0．5％時(shí)，28d抗壓強(qiáng)度分別提高2．36％、降低10．6％，礦纖

2、摻量為0．1％、0．5％時(shí)，28d抗FE強(qiáng)度分別提高7．4％、降低17．2％。沸煮和壓蒸試驗(yàn)結(jié)果表明，鋼渣與水泥配比相同時(shí)，玻纖摻量高的試件其壓蒸膨脹率低；摻入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0．3％的6mm玻纖時(shí)，試件壓蒸膨脹率比纖維摻量為0時(shí)降低18．87％；摻入混合玻纖的試件其壓蒸膨脹率較單摻時(shí)低。SEM顯示，隨著水化的進(jìn)行，纖維表面生長(zhǎng)c．S．H凝膠以及Ca(OH)：晶體，纖維與基體的粘結(jié)程度提高，礦纖與基體的表面粘結(jié)程度較玻纖高。關(guān)鍵詞：鋼渣；無(wú)機(jī)纖維；膠砂強(qiáng)度；壓蒸；膨脹性doi：10．3969／j．issn．1000-6532．2015．01．O17中圖分類號(hào)：TD989文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文

3、章編號(hào)：1000—6532(2015)Ol—O073—08鋼渣是鋼鐵冶煉的重要副產(chǎn)物之一，其產(chǎn)生量膨脹，引起開(kāi)裂，導(dǎo)致?lián)戒撛乃嘀破烽L(zhǎng)期穩(wěn)為粗鋼產(chǎn)量的10％～15％?。2013年我國(guó)產(chǎn)生鋼定性差，制約了鋼渣的應(yīng)用。渣10，127萬(wàn)t，而綜合利用率僅為30％-2]，大量的水泥等膠凝材料中摻入纖維可以提高抗開(kāi)裂性鋼渣堆積不僅占用土地資源，還造成對(duì)環(huán)境的污染能【l卜，如鋼纖維、碳纖維、耐堿玻璃纖維(玻纖)、和破壞，“十二五”規(guī)劃提出了鋼鐵渣集約化、規(guī)模玄武巖礦物纖維(礦纖)、聚合物纖維等[13-14~。玻纖化綜合利用的目標(biāo)，合理利用鋼渣資源意義重大。和礦纖具有耐堿性，與水泥適應(yīng)性好

4、，且成本低，來(lái)我國(guó)鋼渣的利用途徑主要有兩種，一是作為燒源廣，本文選擇玻纖和礦纖作為實(shí)驗(yàn)材料。鋼渣膠結(jié)助熔劑和造渣料，二是用于建筑建材行業(yè)。鋼凝材料中摻人低體積分?jǐn)?shù)(<1％)的纖維時(shí)，可以抑渣中含有50％以上的硅酸三鈣(CS)、硅酸二鈣(C制體積膨脹和微裂紋的擴(kuò)展。但纖維的摻入使砂漿S)，其礦物相組成與硅酸鹽水泥熟料相似]，具有流動(dòng)性變差¨，降低試件早期強(qiáng)度，因此需要綜合潛在的水硬性，其顆粒級(jí)配、磨耗率等物理力學(xué)指標(biāo)評(píng)價(jià)纖維所起的作用。與普通花崗巖、玄武巖碎石相當(dāng)，利用價(jià)值很高。目前有關(guān)利用纖維來(lái)抑制鋼渣中體積膨脹的文但鋼渣存在膨脹性問(wèn)題，由于經(jīng)過(guò)1600oC以上的高獻(xiàn)報(bào)道較少。

5、本文旨在研究玻纖和礦纖的摻人對(duì)鋼溫煅燒，鋼渣中生成結(jié)構(gòu)致密、品粒粗大的游離氧化渣膠凝材料的力學(xué)性能和膨脹性的影響，通過(guò)膠砂物(f-CaO、f-MgO及RO相)"J，這些成分經(jīng)過(guò)90d試驗(yàn)研究纖維對(duì)膠砂強(qiáng)度的影響，通過(guò)沸煮和壓蒸甚至更長(zhǎng)時(shí)間才開(kāi)始水化生成氫氧化物，發(fā)生體積試驗(yàn)研究纖維對(duì)鋼渣體積膨脹的影響，通過(guò)SEM觀收稿日期：2014—06—30基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(51174011)作者簡(jiǎn)介：鄧侃(1986一)，男，碩士研究生。·74-礦產(chǎn)綜合利用察纖維在基體中的分布及界面粘結(jié)程度。標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱YB-40B北京中路儀科技發(fā)展公司水泥恒溫養(yǎng)護(hù)水箱SBY一641試驗(yàn)傘自

6、動(dòng)抗壓抗折一體機(jī)DYE一300無(wú)錫建’試驗(yàn)儀器廠1．1原材料沸煮箱FZ31A上海東星建材試驗(yàn)設(shè)備公司新余熱悶鋼渣，主要化學(xué)成分見(jiàn)表l。經(jīng)XRD比長(zhǎng)儀BC一300天津市建儀試驗(yàn)儀器廠分析鋼渣的主要礦物組成有：CS、CS、C3A、CAF、百分表漢中萬(wàn)目?jī)x電有限責(zé)任公司RO相(CaO—MgO-FeO—MnO固溶體)。采用乙二醇一霄氏夾測(cè)定儀LD一50卜虞市沖壓篩具廠TC法16]測(cè)得鋼渣中f-CaO的含量為0．936％，按水泥安定性試驗(yàn)壓蒸釜YZF一2A無(wú)錫市錫東建材設(shè)備廠GB／T8074-2008《水泥比表面積測(cè)定方法(勃氏法)》測(cè)得鋼渣粉比表面積423．36m／kg；基準(zhǔn)水1．3試

7、驗(yàn)方法泥．28d抗折和抗壓強(qiáng)度分別為9．5MPa、54MPa；按GB／T17671—1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方廈門(mén)艾思?xì)W標(biāo)準(zhǔn)砂；浙江安捷復(fù)合材料有限公司的法》進(jìn)行膠砂試驗(yàn)；摻人不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的玻纖或礦玻纖和礦纖的主要化學(xué)成分和主要性能指標(biāo)見(jiàn)表纖，測(cè)試膠砂試件各齡期抗折和抗壓強(qiáng)度；按GB／T2、3。750-1992~水泥壓蒸安定性試驗(yàn)方法》進(jìn)行沸煮和表1鋼渣的主要化學(xué)成分／％壓蒸試驗(yàn)，研究玻纖和礦纖分別對(duì)鋼渣膠凝材料體Table1Themainchemicalcompositionofstee