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高钙灰复合钢渣改性技术的研究 马保国， 自建飞，朱洪波， 高小建 (武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室，湖北武汉430070) 摘要： 本文以研究高钙友活性为主要内吝。在本实验体系原材料质量条件下，采用高钙灰与钢渣复配并利用生石 灰和磷石膏进行活性激发，使高钙灰掺量运到30％。钢渣掺量达到20％，矿物掺舍料取代50％的水泥，胶材28天抗 折、抗压强度分别达到了纯水泥肢材强度的91％和94％。 关键词： 高钙灰、钢渣、簪性 1前育 高钙粉煤灰(简称高钙灰)是采用增钙燃烧工艺的电厂经电收尘得到的煤灰。高钙灰的游离钙、方镁石及 三氧化琉含量较高，容易引起安定性不良，但活性氧化钙含量较高，并含有一定量的自硬性矿物。因此，它除 具有低钙灰的火山灰性能外，尚有一定的自硬性矿物：C，A、C：S、f—CaO，有利于增进对强度的贡献。高钙灰的 矿物组成随煤源和燃烧工艺有一定的波动。 目前我国钢渣排放置1600万吨／年，实际利用率40％左右，以粗放式为主。由于钢渣难以加工磨细，加工 成本高，f—CaO及氧化镁含量也较大，钢渣的早期活性较低，所以钢渣用于水泥混凝土只有3％。实际上，钢 渣的化学组成与矿物组成和水泥近似，决定了钢渣的胶凝性能，当碱度较高时，钢渣中含有较多c，s和C2S， 具有一定的水硬活性。综上所述，高钙灰和钢渣具有在水泥混凝土中利用的巨大潜力，对其充分利用有利于 环保、节能和获得一定的经济效益。 2实验 2．1 实验原料 水泥：华新普硅水泥，强度等级52．5； 砂：过4mm方孔筛河砂； 水：自来水； 高钙灰：武昌电厂高钙灰，化学成分及比表面积见表1； 钢渣：武钢钢渣，化学成分及比表面积见表1。 袅1 离钙灰和钢渣化学成分殛比裹面积 2．2 实验方法 凝结时间测定按GBl346—89进行。 安定性测定采用试饼法。 化学收缩按水灰比为0．3时的比例配成溶液注入广口瓶中进行测试。 水泥胶砂强度检验按GB／T17671—1999进行。 3 实验结果与分析 3．1 单掺高钙灰 3．1．1凝结时间及安定性 本实验根据不同的高钙灰掺量翌定其标准稠度用水量、凝结时间及安定性，实验方案及结果如下 襄2 单掺商钙灰配合比及标准稠度用水量、凝结时间和安定性 根据表2的实验结果可得出如下结论： (1)随着高钙灰掺量的增加，标准稠度用水量进一步降低，到达初凝和终凝的时间延缓。高钙灰的掺人降低 了标准稠度用水量，延缓了胶材的凝结时间。由于高钙灰玻璃微珠颗粒表面形貌完整，活性低、祷水量小，高钙 灰的掺入明显降低了水泥的标稠用水量，随着高钙灰掺量的增加，标稠用水量降低。 (2)安定性实验全部合格，说明该高钙灰的掺人不会引起安定性不良。由于高钙灰中的f—CaO与水泥中的 f—CaO形成热历史不同，所以虽然其含量达到4．5％，但不会像水泥熟料中的f—CaO一样引起安定性不良。 3．1．2 化学收缩 化学收缩是指由于水泥水化前后物质的密度不同而产生的水泥—水体系总体积的减小。熟料矿物水化后 固相体积总是大大增加，填充原先体系中水所占的部位，但整个体系却产生缩减。因此在空气中硬化时，即会引 起外表体积的收缩，同时又要在体系中生成气孔。 本实验方案中高钙灰掺量同表2中一致，实验装置如图1，所测实验结果如图2： 1一—量管(5mI／O．05m 1(6 —l：2一I【3…K4…K5 K一一F ，?ram) 一3． 2 2一—穿孔胶塞 占 墨 {。 3 … 3一—液体石蜡 *