钢渣在水泥混凝土领域中的应用现状及前景
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2024年钢渣粉市场调研报告1. 背景钢渣粉是一种由钢铁生产过程中产生的废渣经过磨碎处理而得到的细粉状物料。
由于其具备高硅酸盐、矿渣等成分,钢渣粉被广泛应用于建筑材料、水泥制造、道路施工等行业。
本次调研旨在深入了解钢渣粉市场的现状和发展趋势,为相关企业提供市场分析和发展建议。
2. 调研方法本次调研采用了定性和定量相结合的方法,包括市场调研问卷、专家访谈、行业报告分析等。
通过这些方法,我们从不同角度对钢渣粉市场进行了全面调研,并收集、整理了相关数据和信息。
3. 市场规模及趋势根据调研数据显示,钢渣粉市场在过去几年保持了稳定发展的态势。
市场规模从2016年的XX亿增长至2019年的XX亿,年均复合增长率为X%。
预计未来几年,钢渣粉市场仍将保持一定程度的增长,主要受到建筑行业的需求推动。
4. 市场需求分析钢渣粉在建筑材料领域的应用需求较为旺盛。
首先,钢渣粉作为水泥掺合料,能够提高混凝土的强度和耐久性,因此得到了广泛使用。
其次,在道路工程中,钢渣粉可以替代部分水泥,减少资源消耗,降低成本。
此外,由于钢渣粉具备矿渣特性,它还可以作为填料用于土壤改良和固化处理。
5. 市场竞争分析当前,钢渣粉市场竞争较为激烈,主要的竞争对手有国内外的钢渣粉生产企业。
国内钢渣粉生产企业具备一定的技术优势和规模效应,且与建筑材料企业建立了长期合作关系,具备一定稳定的客户资源。
而国外钢渣粉生产企业则通过技术创新和质量优势在市场上获得一定份额。
6. 市场发展前景和建议从调研结果来看,钢渣粉市场具备较好的发展前景。
建筑行业对于环保和节能要求的提高,以及对于混凝土强度和耐久性的要求不断增加,都为钢渣粉市场的发展提供了机遇。
同时,钢渣粉生产企业应加大技术创新和研发投入,提高产品质量和性能,以增加市场竞争力。
综上所述,钢渣粉市场在市场规模、需求和竞争等方面具备一定的优势和潜力。
相关企业可以通过加强技术创新、拓展市场渠道等方式,进一步提升产品竞争力,实现稳定增长和可持续发展。
工业废渣在混凝土中的可持续应用技术一、前言随着工业的不断发展,工业废渣成为了一个重要的问题。
工业废渣的排放对环境和人类健康造成了很大的影响,因此寻找工业废渣的可持续应用技术成为了当前的热点问题。
本文将重点探讨工业废渣在混凝土中的可持续应用技术。
二、工业废渣的分类工业废渣按照来源不同可以分为以下几类:1. 钢铁工业废渣:包括钢渣、铁渣、钢细渣、铁细渣等。
2. 煤炭工业废渣:包括煤灰、煤渣、煤矸石等。
3. 矿山工业废渣:包括尾矿、矿渣、选矿渣等。
4. 水泥工业废渣:包括水泥熟料、水泥磨渣等。
5. 化工工业废渣:包括硅酸盐渣、磷酸盐渣等。
6. 其他工业废渣:包括医药废渣、电子废渣、冶金废渣等。
三、混凝土中工业废渣的应用混凝土是一种广泛使用的建筑材料,其主要成分为水泥、砂、石子等。
在混凝土生产中,可以将一些工业废渣作为替代材料,从而实现废渣的资源化利用。
下面将介绍几种常见的工业废渣在混凝土中的应用方法。
1. 煤矸石的应用煤矸石是煤炭开采过程中产生的一种工业废渣,其主要成分为煤、岩石等。
煤矸石可以作为混凝土中的一种替代材料,可以替代部分砂或石子。
研究表明,使用适量的煤矸石可以提高混凝土的抗压强度和抗裂性能。
2. 煤灰的应用煤灰是燃煤过程中产生的一种工业废渣,其主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化铁等。
煤灰可以作为混凝土中的一种替代材料,可以替代部分水泥。
研究表明,使用适量的煤灰可以提高混凝土的耐久性和抗冻性能。
3. 水泥磨渣的应用水泥磨渣是水泥生产过程中产生的一种工业废渣,其主要成分为矿物质和氧化铁。
水泥磨渣可以作为混凝土中的一种替代材料,可以替代部分水泥。
研究表明,使用适量的水泥磨渣可以提高混凝土的抗压强度和耐久性。
4. 钢渣的应用钢渣是钢铁生产过程中产生的一种工业废渣,其主要成分为氧化铁、钙、镁等。
钢渣可以作为混凝土中的一种替代材料,可以替代部分水泥或石子。
研究表明,使用适量的钢渣可以提高混凝土的抗压强度和耐久性。
钢渣的主要用途及应用领域钢渣是指在钢铁生产过程中产生的固体废物,其主要成分为氧化铁、氧化钙、氧化硅等金属氧化物。
钢渣的主要用途和应用领域非常广泛,以下将对其进行详细介绍。
首先,钢渣的主要用途之一是用作水泥及混凝土的原料。
钢渣中含有大量的氧化铁等成分,这些成分能够提高水泥和混凝土的强度和耐久性。
同时,钢渣也可以减少水泥的用量,从而降低建筑材料的成本。
因此,钢渣被广泛应用于水泥和混凝土的生产过程中,大大提高了建筑材料的性能和降低了生产成本。
其次,钢渣还可以用作道路建设和路基材料。
钢渣中的氧化铁和氧化钙等成分具有较高的稳定性和耐久性,可以提高路面的承载能力和抗压性。
同时,钢渣还可以减少路基的沉降和变形,延长道路的使用寿命。
因此,钢渣被广泛用于道路建设和修复中,为交通运输提供了坚固的基础。
此外,钢渣还可以用于冶金工业和矿山回填。
在冶金工业中,钢渣可以作为熔剂和矿石的氧化剂使用,提高金属冶炼的效率和质量。
同时,钢渣还可以用于填埋和回填矿山,减少矿山环境的污染和改善矿山的生态环境。
因此,钢渣在冶金工业和矿山中具有重要的应用价值。
此外,钢渣还可以用于制备高性能水泥和复合肥料。
钢渣中含有丰富的氧化铁和氧化钙等成分,这些成分可以提高水泥和肥料的品质和效果。
因此,钢渣被广泛用于高性能水泥和复合肥料的生产中,为农业生产和建筑工程提供了优质的原材料。
除此之外,钢渣还可以用于环保处理和资源回收。
钢渣中含有大量的金属氧化物和矿物元素,这些成分可以被回收利用,减少对自然资源的开采和消耗。
同时,钢渣还可以用于污水处理和废水处理,能够吸附和去除水中的有害物质,净化水质和改善环境。
总的来说,钢渣的主要用途和应用领域非常广泛,包括水泥及混凝土的原料、道路建设和路基材料、冶金工业和矿山回填、高性能水泥和复合肥料的制备、环保处理和资源回收等方面。
钢渣的应用不仅能够提高材料的性能和质量,还能够减少资源的消耗和环境的污染,具有重要的经济价值和社会效益。
钢渣粉在混凝土中的应用一、引言钢渣是在钢铁生产过程中产生的副产品,它具有高硅、高铁、低铝的特点,同时具有优良的物理化学性质。
在过去,钢渣通常被视为废弃物,直接处置或填埋。
近年来,随着对资源综合利用的重视,钢渣粉开始在混凝土中得到广泛应用。
本文将从钢渣粉的特性、在混凝土中的应用及其影响等方面进行探讨。
二、钢渣粉的特性1. 物理特性钢渣粉颗粒细小,比表面积大,具有较强的活性。
它可以填充混凝土中的微观孔隙,提高混凝土的致密性和坚固性。
2. 化学特性钢渣粉富含氧化铁、氧化硅等物质,对混凝土的水化产物起到催化作用,提高混凝土的强度和耐久性。
3. 显微结构钢渣粉中的玻璃体和结晶体颗粒能够填充混凝土中的空隙,形成致密的胶凝物质,提高混凝土的力学性能。
三、钢渣粉在混凝土中的应用1. 替代部分水泥钢渣粉可以作为水泥的替代材料,与水泥一起参与混凝土的水化反应。
掺配适量的钢渣粉可以降低混凝土中水泥的用量,减少混凝土的成本,同时改善混凝土的工作性能和耐久性。
2. 改良混凝土性能在混凝土中适量掺配钢渣粉可以显著提高混凝土的抗压、抗折、抗渗和耐久性能,使混凝土更加坚固耐用。
3. 降低碱-骨料反应钢渣粉中的活性成分可以与混凝土中的氢氧化钙反应,抑制碱-骨料反应的发生,保护混凝土中的骨料免受侵蚀,延长混凝土的使用寿命。
四、钢渣粉在混凝土中的影响1. 强度影响适量掺入钢渣粉可以提高混凝土的抗压、抗折强度,改善混凝土的力学性能。
但过量掺入可能会影响混凝土的强度发展,因此需要控制掺量。
2. 施工性影响钢渣粉的加入可以改善混凝土的流动性和减水性,使混凝土更易施工,但过量掺入可能导致混凝土凝结时间延长。
3. 环境影响钢渣粉的资源综合利用可以减少对自然资源的消耗,同时降低对环境的影响,减少废弃物对环境造成的污染。
五、结论通过对钢渣粉在混凝土中的应用的探讨,可以得出以下结论:钢渣粉作为一种新型矿渣材料,具有良好的物理化学性能,可以广泛应用于混凝土中。
钢渣资源综合利用及发展前景展望一、本文概述随着全球工业化的快速发展,钢铁产业作为国民经济的支柱产业,其生产过程中产生的钢渣废弃物也日益增多。
钢渣是炼钢过程中产生的固体废弃物,其成分复杂,含有大量的铁、钙、镁等可利用元素,但同时也存在重金属等有害物质。
因此,钢渣的综合利用不仅关乎资源的有效回收,也关乎环境保护和可持续发展。
本文旨在全面梳理钢渣资源综合利用的现状,分析其技术路径、经济效益及环境效益,并探讨钢渣资源未来的发展前景。
通过深入研究,我们期望为钢铁产业的绿色转型提供理论支持和实践指导,推动钢渣资源化利用技术的创新与应用,实现经济效益、社会效益和环境效益的和谐统一。
在接下来的章节中,我们将详细介绍钢渣的物理化学特性,分析钢渣的综合利用技术,包括钢渣在建筑材料、农业肥料、环境治理等领域的应用。
我们还将评估钢渣综合利用的经济效益和环境效益,以及面临的技术挑战和政策障碍。
我们将展望钢渣资源综合利用的未来发展趋势,提出针对性的政策建议和技术创新方向,以期为我国钢铁产业的绿色发展贡献力量。
二、钢渣的成分与特性钢渣是炼钢过程中产生的固体废弃物,主要由矿石、熔剂、氧化铁皮、杂质以及造渣材料在熔融状态下混合、冷却、凝固而成。
钢渣的化学成分复杂,主要包括钙、硅、铝、铁、镁、锰等元素,其中钙和硅的含量较高,这使得钢渣具有一定的利用价值。
钢渣的物理特性因其冷却方式和成分差异而有所不同。
钢渣的外观通常为深灰色或黑色的不规则块状,密度较大,硬度较高。
钢渣的内部结构疏松多孔,具有良好的吸水性和透水性,这使得钢渣在建筑材料领域具有一定的应用潜力。
钢渣还具有一些独特的化学特性。
由于钢渣中含有大量的碱性物质,如氧化钙、氧化镁等,这使得钢渣具有碱性激发剂的特性,可以与其他废弃物进行混合利用,制备出具有一定强度和耐久性的建筑材料。
钢渣中的铁元素也可以被回收利用,用于生产铁合金或其他铁制品。
钢渣的成分复杂且具有一定的利用价值。
通过深入研究和开发,我们可以充分利用钢渣的物理和化学特性,实现钢渣的资源化利用,同时减少环境污染和资源浪费。
钢渣骨料混凝土的研究现状目前国内钢渣的年产量和现存量都较大,但钢渣的有效利用率却很低。
将钢渣作为骨料用于成型混凝土是有效利用钢渣的途径之一。
本文从钢渣作粗骨料、钢渣作细骨料两个方面对钢渣骨料混凝土的国内外研究现状进行了综述。
1 引言混凝土是人类目前使用量最大的建筑材料,它主要由胶凝材料、粗细骨料与水拌合而成。
其中骨料一般占据了混凝土绝大部分的体积,它性能的优良对混凝土的各项性能有着直接和显著的影响[[1]]。
而近些年国内每年消耗的天然砂石高达数十亿吨[[2]],在有些地区供求关系的不平衡也导致优良砂石的价格不断提升,除此之外,对砂石的过量开采与长途运输已经对环境造成了严重的影响。
可以说,寻求优良砂石的替代品已经是我们面对的一个不可忽视的问题。
与此同时,中国目前搁置的钢渣的量达到了180107吨,并且现在每年还在以百万吨的数量增长[[3]]。
但我们对这些钢渣的利用率却只有10%左右[[4]],也就是说,如何能较好地利用这些钢渣也是一个亟待解决的难题。
如果钢渣能够很好的替代砂石骨料,也就能够很好的解决以上两个问题。
钢渣是在炼钢过程中产生的以硅酸二钙、硅酸三钙为主要成分的熔融物,经冷却后得到的副产品[[5]]。
钢渣的密度一般在3.3至3.6g/cm3之间。
从外观上看,钢渣一般成松堆状态,比较坚硬[[6]]。
从组成上看,钢渣主要含有SiO2、CaO、Fe2O3、FeO、Al2O3、MgO、MnO、P2O5等[[7]]。
由于钢渣中含有和水泥类似的硅酸二钙、硅酸三钙以及铁铝酸盐等活性矿物质,具有水硬胶凝性,因此很长一段时间里人们都将其作为生产无熟料和少熟料水泥的原料或是作为水泥掺合料使用。
而近期很多学者(如CHUNLINL[[8]],梁建军[[9]]等)通过研究发现钢渣可以作为混凝土中砂石骨料的替代物,并且在很多方面,钢渣作为骨料的混凝土的性能都优于砂石骨料混凝土的性能。
本文分别从钢渣做粗骨料和钢渣做细骨料两方面来综述近些年国内外学者对钢渣骨料混凝土的研究现状,并在此基础上展望今后一段时间内钢渣骨料混凝土的研究方向,为钢渣骨料混凝土的理论研究和实际应用提供一定程度的参考。
2024年钢渣粉市场分析现状引言钢渣粉是指钢铁冶炼过程中产生的废渣,经过加工后可以作为建筑材料和水泥添加剂。
它具有环保、节能和资源利用等优势,因此在市场上有着广泛的应用。
本文将对当前钢渣粉市场的现状进行综合分析。
市场规模根据市场调研数据显示,近年来钢渣粉市场持续增长。
目前,全球钢渣粉市场的年产值已超过100亿美元。
亚太地区是全球最大的钢渣粉市场,其中中国是最大的消费国和生产国。
市场驱动因素1. 环保要求随着全球环保意识的提高,各国政府实施了一系列环境保护政策和法规。
钢渣粉作为一种资源再利用产品,符合环保要求,并且可以替代传统的原料,因此得到了广泛的应用。
2. 节能减排钢渣粉在建筑材料和水泥生产中可以替代一部分水泥熟料,从而降低能耗和二氧化碳排放。
这符合各国政府对节能减排的要求,也是钢渣粉市场增长的重要驱动因素。
3. 建筑行业需求随着全球城市化进程的加快,建筑行业需求不断增长。
钢渣粉作为建筑材料的一种替代品,具有优良的性能和经济性,被广泛应用于混凝土、路面和地基工程等领域,满足了建筑行业对高质量和可持续发展的要求。
市场挑战1. 技术难题钢渣粉的生产和应用过程中存在一些技术难题,如颗粒粒径的控制、活性指数的提高等。
这些问题限制了钢渣粉市场的发展,并需要通过技术创新来解决。
2. 市场价格波动钢渣粉的市场价格受到多种因素的影响,如原料价格、产能和市场需求等。
这些因素的波动导致钢渣粉市场价格不稳定,给企业带来一定的经营风险。
3. 合规和标准化问题钢渣粉的生产和使用需要遵守一系列的行业标准和技术规范。
而各地的标准和规范不统一,给钢渣粉企业的生产和销售带来了一定的合规风险和管理难度。
市场前景尽管钢渣粉市场面临一些挑战,但随着环保和可持续发展的需求不断增加,钢渣粉市场仍然具有良好的前景。
### 1. 技术创新钢渣粉市场需要不断进行技术创新,提高产品的性能和质量,以满足市场的需求。
例如,通过研发新的加工技术,可以控制钢渣粉的颗粒粒径和活性指数,提高产品的使用性能。
2024年钢渣市场分析报告引言钢渣是在钢铁冶炼过程中产生的副产品,是一种重要的冶金废弃物。
随着钢铁行业的快速发展,钢渣的产量也在不断增加。
本报告旨在对钢渣市场进行深入分析,探讨钢渣的产量、用途和市场前景。
钢渣产量分析根据统计数据显示,全球钢铁产量近年来呈现稳步增长的趋势。
钢铁生产过程中,平均每吨钢产生约200-300公斤的钢渣。
因此,可以预计钢渣的产量也在不断增加。
钢渣用途分析1. 建筑材料钢渣可用作建筑材料,如混凝土掺合料、路基材料等。
由于钢渣的化学成分稳定,能够提高材料的强度和耐久性,因此广泛应用于建筑行业。
2. 水泥生产钢渣可以作为水泥生产中的主要原材料之一。
钢渣中的含铁氧化物可以提供合适的熔化温度和流动性,有助于水泥的烧结过程。
同时,钢渣中的硅酸盐成分也可以提高水泥的强度和稳定性。
3. 道路建设钢渣经过加工处理后可以作为道路建设中的填料材料。
钢渣具有较好的排水性和稳定性,可以有效提高道路的强度和耐久性。
此外,钢渣还可以作为路基材料,用于填埋或修复道路。
4. 农用肥料钢渣具有一定的营养成分,如氮、磷、钾等,可以作为农用肥料。
适量施用钢渣可以改善土壤结构,提高土壤肥力,促进农作物的生长。
钢渣市场前景分析目前,随着环保意识的提高和对可持续发展的要求,钢渣的综合利用逐渐受到重视。
同时,各个行业对于节能减排和资源循环利用的需求也在增加。
这为钢渣市场的发展提供了良好的机遇。
然而,当前钢渣市场还存在一些挑战。
首先,钢渣的处理和利用技术还需要进一步改进和优化,以提高利用率和降低成本。
其次,市场监管和规范化建设亟待完善,以保障钢渣市场的健康发展。
综上所述,钢渣作为一种重要的冶金废弃物,具有广泛的用途和市场前景。
在充分挖掘其潜在价值的同时,各方应加强合作,推动钢渣处理和利用技术的创新,推动钢渣市场的可持续发展。
结论本报告通过对钢渣市场的分析,指出了钢渣的产量、用途和市场前景。
钢渣在建筑材料、水泥生产、道路建设和农用肥料等领域具有广泛的应用前景。
钢渣粉在混凝土中的应用随着建筑行业的不断发展,混凝土作为建筑材料的重要组成部分,对其性能的要求也越来越高。
为了满足工程建设对混凝土性能的需求,人们不断探索新型的混凝土掺合材料,其中钢渣粉作为一种具有潜力的材料备受关注。
钢渣粉是一种工业废弃物,它来源于钢铁冶炼和炼钢生产中的废弃物,经过粉碎、筛分和加工而成。
本文将从钢渣粉的来源及特性、在混凝土中的应用效果以及对混凝土性能的影响等方面进行系统性的探讨,旨在全面地探究钢渣粉在混凝土中的应用。
一、钢渣粉的特性及来源1. 来源钢渣粉是产生于钢铁冶炼和炼钢生产中的一种废弃物。
在钢铁冶炼和炼钢的过程中,熔融渣经过粉碎、磨碎后形成细颗粒状的物料,这就是钢渣粉。
由于钢铁冶炼过程中使用的生铁和废钢中含有许多有害元素,例如氮、硫、砷、铅等,这些元素会以氧化物、氢氧化物等化合物的形式存在于钢渣粉中,因此使用前需要对其进行处理,以确保对混凝土的影响在合理范围内。
2. 物理化学特性钢渣粉常规的物理化学特性如下:(1) 粒径特性:钢渣粉的粒径通常小于75微米,其细度比泛指。
粉末颗粒的微细特性有利于与水泥和其它矿物掺合材料形成致密的混凝土基质,增加混凝土的强度和耐久性。
(2) 化学成分:钢渣粉中主要含有二氧化硅、氧化铁、氧化钙等成分,这些成分的存在为混凝土提供了更好的物理力学性能。
(3) 含铁量:钢渣粉中还含有一定量的铁元素,这些铁元素有助于提高混凝土的抗裂性能和耐久性。
二、钢渣粉在混凝土中的应用效果1. 增强混凝土强度钢渣粉作为混凝土掺合材料之一,能够在一定程度上代替水泥,提高混凝土的细密性和均匀性,从而增强混凝土的抗压强度和抗折强度。
使用钢渣粉掺合混凝土,可以大大提高混凝土的耐久性和抗风化性能,降低混凝土裂缝的产生。
2. 改善混凝土耐久性混凝土中加入适量的钢渣粉可降低混凝土的孔隙率,提高混凝土的致密性,降低渗透性和吸水性,改善混凝土的耐腐蚀性和耐久性。
这对于在恶劣环境下使用的混凝土结构尤为重要,例如在水下、潮湿环境或具有化学腐蚀性物质的场合中使用。
钢渣在水泥混凝土领域中的应用现状及前景作者:吴昌鹏
来源:《中国房地产业·中旬》2017年第09期
摘要:本文从钢渣分类、化学成分及矿物组成入手,分析了钢渣在水泥混凝土行业的应用历史及使用前景。
分析结果表明:钢渣可以用来生产钢渣水泥,以及代替部分水泥和粗细骨料用于混凝土。
关键词:钢渣;水泥;混凝土
钢渣是炼钢过程中产生的废弃物,大约占钢铁生产排放10%。
2016年中国钢渣排放近八千万吨。
我国的钢渣尚未被充分利用,大量钢渣在钢铁企业周围堆积成山,不仅占用大量土地,污染环境,而且危害人类的健康。
在当前社会经济发展和资源短缺问题日益突出的情况下,钢渣资源的使用和高价值的研究尤为重要。
1、钢渣分类
用于炼钢的炉型包括转炉,平炉和电炉,根据炉型钢渣可分为转炉渣,平炉渣和电炉渣。
转炉炼钢工艺多是一次排渣,炼钢周期低。
当采用平炉炼钢工艺时,炼钢周期相对较长,包括氧化期,精炼期和出钢期,相应的出炉渣分别是氧化渣,精炼渣和钢渣。
电炉炼钢循环周期也比较长。
生产过程包括氧化期和还原期,相应的排放称为氧化炉渣和还原炉渣。
根据碱度(M)的大小,炉渣可分为低碱度钢渣,中碱度钢渣和高碱度钢渣。
2、钢渣的化学成分及矿物组成
2.1钢渣的化学成分
钢渣的化学成分由炼钢原料和冶炼工艺决定,虽然不同钢厂钢渣化学成分有一定的波动,但主要化学成分基本相同。
国内外研究表明,炉渣主要由CaO,SiO2,Al2O3,F2O3,MgO 和少量MnO,FeO,P2O5和金属Fe组成。
2.2钢渣的矿物组成
国内外转炉钢渣的主要矿物成分为硅酸二钙(C2S),硅酸三钙(C3S),RO相(MgO,FeO和MnO的固溶体)和少量游离氧化钙(f-CaO)和铁铝酸钙(C4AF)。
随着炼钢过程中连续加入CaO,钢渣碱度增加,矿物组成逐渐变化,随着碱度的增加,钢渣中C3S 的含量逐渐增加,C2S含量逐渐降低,钢渣的早期水化活性增加。
在冷却结晶的过程中,当温度降至低于500℃时,β-C2S转换为γ-C2S。
3、钢渣利用的研究历史及研究现状
钢渣在水泥混凝土中的应用研究开始于钢渣水泥。
基于钢渣水泥的研究主要是碱-钢渣水泥和钢渣-石膏水泥两个方面,其中碱-钢渣水泥研究是前苏联首先开始的,而钢渣-石膏水泥则是我国率先研究的。
在我国1965前后的研究中发现,虽然钢渣-石膏水泥具有一定的强度,但水化速度慢,早期强度低,凝结时间长,钢渣中的游离氧化钙可导致胶凝材料安定性差。
上世纪70年代,研究人员在钢渣-石膏水泥的基础上加入矿渣,不仅解决了安定性问题,而且还提高了后期强度,但早期强度低,凝结时间慢的问题依然未能解决。
70年代末,研究人员在钢渣-矿渣-石膏水泥的基础上加入了少量硅酸盐水泥熟料,改善了水泥的早期强度,整体凝结时间有了较好的改善,使得该品种水泥有了较大发展。
80年代末,研究人员在碱性水泥材料的启发下引进各种激发成分,不仅减少了熟料的量,还大大提高了钢渣矿渣水泥的综合使用性能。
从20世纪90年代到现在,由于激发剂技术的发展已经研究开发了少熟料或无熟料的钢渣矿渣水泥。
国内关于钢渣的主要研究成果:阎培渝研究认为水泥-钢渣复合胶凝材料的水化过程与水泥的水化过程相似,但复合胶凝材料的水化诱导期较长,而且钢渣的掺量越大,水化诱导期越长。
随着钢渣掺量的增大,复合胶凝材料水化产物的化学结合水量降低;尤其是钢渣掺量较大时,复合胶凝材料水化产物早期的化学结合水量明显低于纯水泥。
凃昆和徐家祥[2]认为掺钢渣的水泥胶砂试验中,当钢渣掺量超过10%后,钢渣水泥胶砂试样的3d和7d的强度低于水泥,当钢渣掺量超过30%后,钢渣水泥的28d强度低于水泥,当钢渣掺量低于40%时,满足国标技术要求中一级粉关于活性指数的规定。
国外对钢渣的性能进行了研究,在发达国家,钢渣综合利用率高达近100%,但发达国家水泥和混凝土产品的产能非常低。
德国在炼钢中生产的钢渣,其利用率高,但主要用于混凝土集料,只有少量用于水泥制品的生产;美国仅使用1%的钢渣来制造水泥。
目前国内外相关研究表明:
(1)钢渣可用作胶凝材料替代部分水泥:火山灰和粉煤灰是凝胶活性物质或火山灰活性物质,替代部分水泥在混凝土中的具体应用已得到认可,具有良好的经济和社会效益。
由于钢渣具有水化活性,并且与水泥成分相似,可以代替混凝土生产中使用的部分水泥,但其用量受到限制,钢渣含量越少,混凝土的早期强度降低,后期强度变化不大,钢渣用量越大,无论早期还是后期强度均有不同程度下降。
(2)钢渣可用作生产水泥的原料:钢渣水泥的生产降低了水泥生产成本,促进了固体废物的再利用,减少了水泥生产过程中废气的排放。
由于钢渣中含有橄榄石(CRS)和蔷薇辉石(C3RS),这些物质在硅酸盐水泥熟料中是不存在的,这就使得钢渣水泥具有很多优于纯水泥的特性,如具有快速冷凝,水化热第,膨胀率低,耐磨性好的优势,而且具有较高的耐碳酸化和耐硫酸盐侵蚀的能力。
(3)钢渣可用作骨料:目前,寻找合适的替代品来填补天然砂子的缺失具有重要意义。
钢渣作为一种骨料,可以降低粉磨能量消耗。
钢渣的处理可以使其作为路基工程和基础工程的回填,但其利用率较低。
与破碎的石灰石骨料和传统石材相比,钢渣是天然骨料的替代品,具有较高的物理性能和高耐久性等机械性能。
在许多国家,钢渣用作沥青混凝土骨料,得到有效利用。
4、钢渣在水泥混凝土行业使用前景
二十一世纪,中国的现代化,工业化和必将导致城市近几十年大规模建设,水泥混凝土的需求将会增加因此,行业发展需要符合可持续发展的战略,现代混凝土本身的发展,需要与大量性能良好的掺合料混合,这为钢渣材料的研究与利用提供了广阔的空间。
另外钢渣也用作混凝土混合物有好几个方面好的前景。
中国钢渣年产量已达1600万吨,其中70%由硅酸盐熟料组成,类似转炉钢渣。
作为混凝土掺合料,钢渣不仅资源丰富,而且分散布料与矿渣一样广泛,作为混凝土掺合料的钢渣更容易设计。
关于钢渣水泥的研究和应用,在我国已有近30年的历史,钢渣作为研究和应用领域的水泥混合材积累了丰富的经验,钢渣作为混凝土掺合料的研究和应用提供了宝贵的参考,也为钢渣作为水泥混凝土掺合料用户增添了信心。
参考文献:
[1]王强,阎培渝.钢渣的胶凝材料性能及在复合胶凝材料水化硬化过程中的作用[D].北京:清华大学,2013.13-18.。