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本文主要针对马钢风碎钢渣的形貌、结构和组元分布等矿物学特性,及其时效特性、胶凝活性和易磨性等进行基础性研究。通过对现场风碎钢渣进行追踪观察及相应的对比实验,并结合XRD、SEM&EDS、矿相显微镜、化学分析等手段进行样品分析、检测与结果表征,得出以下结果: (1)马钢风碎钢渣的矿相组成主要是硅酸二钙相、铁酸钙相及RO相,还有少量的硅酸三钙相及方镁石相。因风碎钢渣是在高压给氧条件下形成的,熔渣中的Fe2+氧化为Fe3+,导致风碎渣中的Fe3+含量高于其它预处理方式的渣,且Fe3+主要赋存于铁酸钙相及方镁石相中,Fe2+主要赋存于RO相中,磷主要赋存于硅酸二钙相及硅酸三钙相中。 (2)通过矿相显微镜追踪观察马钢风碎钢渣显微结构的时效变化,结果发现风碎钢渣中的硅酸二钙相发生了相变:20天内,硅酸二钙相平均尺寸由4.96um增大到6.06um,其晶粒数量减少,但显微镜下总面积大小未发生变化;20天后,硅酸二钙相趋向于稳定,未发现明显变化,其余物相形貌大小也均未发生明显变化。在追踪观察中发现,风碎渣的矿相组成不随时间而变化。 (3)针对马钢风碎钢渣的时效相变特性,参照水泥胶砂强度试验标准,对风碎钢渣胶凝材料的强度进行了对比实验,结果表明:风碎钢渣胶凝材料在20天内,抗折与抗压强度随时间变化各龄期强度均有下降,其中龄期为28d的抗折强度由5.52MPa下降到4.56MPa,降低了17.39％;28d的抗压强度由30.13MPa下降到27.21MPa,降低了9.69%。 (4)通过粉磨试验,确定风碎钢渣最佳粉磨时间为4分钟;试验利用无水氯化钙、硅酸钠、二氧化锰、焦磷酸钠、乙二醇及三乙醇胺六种助磨剂,结果表明:助磨效果最好的为乙二醇,并确定乙二醇最佳掺入量为风碎钢渣总量的0.5%。 本论文围绕马钢风碎钢渣的物化特性作了基础性研究,其主要创新之处在于发现了硅酸二钙相的时效相变特性,及其对风碎钢渣胶凝性能的影响,为马钢风碎钢渣的综合利用提供了理论基础。