论文部分内容阅读
钢铁工业生产过程中会产生大量的钢渣,同时排放许多温室气体CO2。由于钢渣具有水化活性,可作为水泥混合材应用于建筑材料,但其制品安定性存在隐患。利用碳酸化技术处理钢渣,能够实现CO2的捕集与封存,同时改善钢渣制品的安定性。本文对不同组成成分、细度的钢渣粉进行碳酸化处理,测定钢渣的水化活性和对应试件压蒸安定性,探究钢渣制品安定性的影响因素和碳酸化对钢渣水化活性的影响,同时对影响安定性的主要成分过烧氧化钙的水化规律进行探索。主要工作和取得的研究成果如下:1、钢渣的膨胀与成分和细度有关。钢渣的成分波动较大,不同成分的钢渣中CaO和MgO等膨胀组分含量也各不相同,钙镁含量高的钢渣,压蒸安定性较差。适宜的粉磨时间可显著增大钢渣的细度,降低钢渣制品的膨胀率,改善制品压蒸安定性。试验表明,粉磨时间的延长不会持续增大钢渣细度,但对应试件的膨胀率仍会降低。2、碳酸化反应消耗钢渣中的硅酸二钙（C2S）、硅酸三钙（C3S）、氧化钙（CaO）和氢氧化钙（CH）等矿物,生成碳酸钙（C（?））。活性组分C2S、C3S的消耗,降低了钢渣的水化活性,加水量和碳酸化反应时间对钢渣的水化活性影响不大。3、钢渣的碳酸化反应程度、f-CaO和f-MgO消解速度和试件压蒸安定性的关系。原钢渣中f-CaO和f-MgO的含量分别为2.54%和3.8%。当钢渣比表面积为275.16 m2/kg时,碳酸化反应60 min后,碳酸化增重率为7.07%,钢渣中此时试件的压蒸安定性仍不合格;当比表面积为483.58 m2/kg时,当碳酸化增重率达到8.63%,钢渣中f-CaO含量降至0.84%,f-MgO含量降至2.4%,试件的压蒸安定性合格;当比表面积为531.66 m2/kg,当碳酸化增重率达到6.83%,钢渣中f-CaO含量为1.14%,f-MgO含量为2.8%,试件的压蒸安定性合格。4、XRD定量分析表明,碳酸化反应消耗了钢渣中的部分游离氧化镁（f-MgO）,生成含镁方解石(Cax Mg1–xCO3),钢渣中f-MgO压蒸后并未形成氢氧化镁（MH）。5、用C（?）烧制过烧CaO时,延长保温时间会使CaO的水化活性显著减低;Fe元素或Fe、Al元素同时存在均会对CaO的水化起到抑制作用;CH晶粒尺寸随着CaO水化时间延长而增加,在10-20 min之间增加最为显著,且CH晶体在逐渐长大的同时发生堆叠,生成颗粒粗大的块状CH晶体,单独的Al元素对CaO的水化活性影响不大,但会使CH晶体的晶粒尺寸增长更快。