【摘要】以低活性鋼渣為主要原料,加入無機膠凝材料,充分激發(fā)鋼渣活性,研制出性能優(yōu)良的鋼渣混凝土空心砌塊。該砌塊具有高強、工藝簡單、成本低及利廢率大等特點,屬綠色建筑材料,具有良好的發(fā)展前景。
關鍵詞:鋼渣 空心砌塊 新型墻體材料 綜合利用
中圖分類號:TU522. 3 +6 文獻標識碼:A 文章編號:1001 - 6945 (2004) 10 - 0027 - 02
鋼渣是煉鋼過程中產(chǎn)生的廢渣,隨著鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大,鋼渣的產(chǎn)生量不斷增加,大量的煉鋼廢渣已經(jīng)形成了占用農(nóng)田、污染環(huán)境、危及居民生活質量的局面。我國煉鐵煉鋼產(chǎn)生的鋼渣每年達3000 萬t ,現(xiàn)積存已超過1 億t ,利用率不足40 % ,迫切需要開發(fā)鋼渣的綜合利用。
當前,國家經(jīng)貿(mào)委下發(fā)了一系列文件要求加快墻體材料革新,嚴格限制毀田燒磚,全面禁止生產(chǎn)、經(jīng)營和使用實心粘土磚。在工業(yè)廢渣堆積為患的情況下,迫切要求我們大力發(fā)展替代粘土磚的節(jié)能利廢、保溫隔熱的新型墻體材料。開發(fā)鋼渣小型空心砌塊的研制,既符合市場的需要,又可以節(jié)約資源、保護環(huán)境,完全符合國家綜合利用政策,實現(xiàn)了利國利民且社會效益、經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一。
本實驗中的鋼渣來自鄂城鋼鐵集團礦業(yè)公司煉鋼過程中排放的轉爐渣,含一定量的C2S ,但未見到C3S ,堿度為1. 49 ,屬于低活性低堿度鋼渣。通過實驗我們得出鋼渣、水泥、黃砂的最佳配比,以及最佳水用量,成功研制出空心率為35 %、其各項指標符合國家標準的鋼渣空心砌塊。
1 產(chǎn)品原料組成
1. 1 鋼渣
1. 1. 1 鋼渣的化學成分分析
鋼渣的化學成分分析是委托武鋼技術中心檢測試驗研究所進行的,檢測結果見表1。
a. 鐵含量高達30. 15 ,且主要以FeO 的形式存在,說明在鋼渣回收磁性鐵礦物的分選過程中,未能達到應有的效果。
b. 鋼渣的堿度按計算公式為CaO/ (SiO2 + P2O5) =26. 13/ (16. 6 + 0. 93) = 1. 49 ,屬于低堿度鋼渣,活性較低,在對其進行建材制品的開發(fā)利用中,依靠其自身活性以降低水泥用量和提高制品強度的目標難以實現(xiàn)。
1. 1. 2 主要化學成分在各粒級中的含量
將鋼渣分成不同的粒級,并分別進行主要化學成分的分析(表2) 。
1. 1. 3 鋼渣的礦物組成
對鋼渣進行了X - 射線衍射分析得出, 除鐵礦物明顯存在外,鋼渣中的硅鈣相產(chǎn)物是以C2S 為主,未能見到C3S ,這也是其活性較低的主要原因。
1. 2 水泥
普通硅酸鹽水泥。
1. 3 集料
根據(jù)不同需求,可采用不同品種的集料,如普通集料的建筑用砂、石,輕集料的爐渣、粉煤灰以及膨脹珍珠巖等,集料應符合各自的質量標準。
1. 4 外加劑
鋼渣小型空心砌塊一般采用活性較低的低等級鋼渣,通常須加入化學激發(fā)劑激發(fā)其活性,這是制作鋼渣小型空心砌塊的一個關鍵技術。常用化學激發(fā)劑有:Na2SO4 、CaSO4 、Ca (OH) 2 、NaCl 、Na2CO3 、NaOH、Na2SiO3等,采用何種激發(fā)劑應經(jīng)過試驗確定。另外,一般用于普通混凝土的外加劑也均可采用。
2 生產(chǎn)工藝
鋼渣小型空心砌塊是鋼渣、膠凝材料、輕集料、水以及化學外加劑等按一定比例經(jīng)強制攪拌、澆注成型、脫模干燥、養(yǎng)護而成,其工藝流程圖見下圖。
2. 1 計量
原料的配比計量是關鍵的工藝過程,可選用容積法配料或自動計量配料,兩種方法視其生產(chǎn)條件、規(guī)模大小而選定其中之一。
2. 2 攪拌
先計量加入水、外加劑、輕集料、活性礦物材料等并用強制式攪拌機攪拌,攪拌時間一般為3 min 左右。在實踐中發(fā)現(xiàn),采用強制式攪拌機攪拌,鋼渣小型空心砌塊的拌和物不易成球,易攪拌均勻,有利于其活性的激發(fā)。
2. 3 成型
采用加壓成型,對拌和料加水量的控制要求較高,加水量不足,不易密實,制品容易產(chǎn)生裂縫,鋼渣也得不到充分水化;加水量過多,則會導致制品粘模、變形、縫漏等,更嚴重的是制品強度降低,幾何尺寸不合格。合適的物料含水率是確保制品外觀質量良好和成品率高的。
2. 4 脫模養(yǎng)護
整理成型后即可脫模置于標準濕熱養(yǎng)護或室外自然養(yǎng)護,一周后即可入庫。
3 最佳配比試驗
經(jīng)過大量試驗,確定的最佳配比見表3。
采用此配比鋼渣利用率可達50 % ,在空心率為35 %的條件下,砌塊抗壓強度大于20 MPa 。
4 結論
大量堆棄的低活性鋼渣經(jīng)一定處理后,可生產(chǎn)性能優(yōu)良的鋼渣空心砌塊,廢渣利用率達到50 % ,是一種高強、利廢、節(jié)能與高效能的新型綠色墻體材料,發(fā)展前景廣闊。
參考文獻
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