Influence of steel slag fineness on the hydration of cement-steel slag composite pastes

北京交通大學(xué)土木工程學(xué)院、建筑材料工業(yè)技術(shù)信息研究所、清華大學(xué)土木工程系。、

這篇文章探討了鋼渣細(xì)度對水泥-鋼渣復(fù)合漿體水化的影響。以下是文章的核心內(nèi)容概述：

**摘要**:

- 鋼渣有潛力用作礦物摻合料，但其廣泛的應(yīng)用受到低活性的限制。磨細(xì)可能增加渣的水化活性。然而，關(guān)于超細(xì)鋼渣在復(fù)合水泥漿中的作用知之甚少。本研究調(diào)查了含磨細(xì)鋼渣樣本的水化、微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能。結(jié)果表明，大多數(shù)含超細(xì)鋼渣的漿體具有更長的凝結(jié)時間。此外，大多數(shù)砂漿的抗壓強(qiáng)度在含有超細(xì)鋼渣時會降低，而不是增加。進(jìn)一步的調(diào)查揭示了隨著細(xì)度的增加，鋼渣漿體產(chǎn)生更多的水化熱和更高含量的Ca(OH)2，而復(fù)合漿體則顯示出相反的趨勢。這表明，盡管更細(xì)的鋼渣本身表現(xiàn)出更高的反應(yīng)性，但它們在復(fù)合漿體中抑制了水泥的水化。在大多數(shù)樣品中，這種抑制作用占主導(dǎo)地位，而填充效應(yīng)和增加的渣活性在復(fù)合漿體中似乎不太重要。

**1. 引言**:

- 鋼渣是煉鋼過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，其產(chǎn)量占粗鋼的15-20%。中國每年排放約1億噸鋼渣，但利用率不到30%。因此，提高鋼渣的利用率是必要的。鋼渣的化學(xué)成分主要是CaO, Fe2O3, SiO2, MgO, MnO, 和 Al2O3。主要礦物相是C3S, C2S, C2F, 和RO相。由于其類似水泥的化學(xué)成分和相，鋼渣被視為低等級的“水泥"。鋼渣的低水化活性顯著限制了其在基于水泥的材料中的適用性。

**2. 實(shí)驗**:

- 使用了普通波特蘭水泥和來自中國不同地區(qū)的10種鋼渣。通過超細(xì)球磨機(jī)和三乙醇胺(TEA)作為研磨劑進(jìn)行研磨，生產(chǎn)出不同細(xì)度的鋼渣樣品。

**3. 結(jié)果**:

- 實(shí)驗結(jié)果表明，大多數(shù)含超細(xì)鋼渣的復(fù)合漿體的凝結(jié)時間延長，抗壓強(qiáng)度降低。

**4. 討論**:

- 選取具有代表性的鋼渣樣品A、C和D進(jìn)行進(jìn)一步研究。實(shí)驗結(jié)果表明，更細(xì)的鋼渣具有更高的水化活性，但在復(fù)合漿體中，鋼渣抑制了水泥的水化，并且隨著細(xì)度的增加，這種抑制作用變得更加明顯。

**5. 結(jié)論**:

- 鋼渣的細(xì)度可以有效地提高其水化活性，但在水泥-鋼渣復(fù)合漿體中，鋼渣抑制了水泥的水化，這種抑制作用隨著細(xì)度的增加而增強(qiáng)。超細(xì)鋼渣在水泥水化中起到的抑制作用占主導(dǎo)地位，而通過研磨提高的鋼渣水化活性則顯得不那么重要。因此，大多數(shù)含超細(xì)鋼渣的樣品顯示出延長的凝結(jié)時間和降低的抗壓強(qiáng)度。超細(xì)鋼渣還表現(xiàn)出更好的物理填充效應(yīng)，可以在一定程度上改善水泥水化中的抑制作用。

- 包含了水泥和鋼渣的粒徑分布曲線、原材料的化學(xué)成分、礦物相、不同年齡的熱重分析(TGA)和差熱分析(DTA)曲線、純水泥和復(fù)合漿體在120小時內(nèi)的水化熱累積、以及三乙醇胺(TEA)的含量等詳細(xì)信息。