鋼渣的成分增補(bǔ)和激發(fā)與再生利用效能提升.pdf

1、我國(guó)為鋼材生產(chǎn)大國(guó)，隨之而來(lái)也是鋼渣出產(chǎn)大國(guó)，但是低鋼渣利用率問(wèn)題卻一直未能解決。過(guò)去雖然有多種利用途徑來(lái)改善鋼渣利用率的現(xiàn)狀，但是由于鋼渣成分變化較大，膠凝性表現(xiàn)不明顯，應(yīng)用領(lǐng)域一直受到限制。本文從兩個(gè)研究層面，以材料改性與工業(yè)廢棄物再生利用，給出鋼渣利用方式新思路，具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)以傳統(tǒng)利用方式為基礎(chǔ)，將鋼渣與路基土拌合，測(cè)定鋼渣穩(wěn)定土作為路基填料的基本物理、力學(xué)性能，探究鋼渣穩(wěn)定土作為路基填料的適用性。試

2、驗(yàn)結(jié)果表明，石灰摻入高液限粘土后，能夠明顯降低其液限和塑性指數(shù)，達(dá)到路基填料基本要求。鋼渣穩(wěn)定土的擊實(shí)性能良好，且加州承載比(CBR)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我國(guó)路基設(shè)計(jì)規(guī)范要求，加州承載比最大值為41.4％。
　　(2)分析鋼渣化學(xué)成分與水泥成分差別后，以鋼渣-石灰改性路基土效果為基礎(chǔ)，提出了鋼渣成分增補(bǔ)的概念，即向鋼渣內(nèi)摻和偏高嶺土和熟石灰，并用水泥三率值指標(biāo)控制個(gè)物質(zhì)之間的摻量，尋求最優(yōu)配比。試驗(yàn)結(jié)果表明，成分增補(bǔ)技術(shù)能夠用來(lái)提高鋼渣膠凝性

3、，達(dá)到提高膠凝材料強(qiáng)度的目的。對(duì)于本項(xiàng)研究，水泥三率值中硅率(SM)、鋁率(IM)和石灰飽和系數(shù)(KH)對(duì)強(qiáng)度在不同齡期有不同影響，最優(yōu)率值配比為SM=2，IM=1.6和KH=0.94。最優(yōu)配比時(shí)，成分增補(bǔ)鋼渣28天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為4.5MPa。
　　(3)為進(jìn)一步提升成分增補(bǔ)鋼渣強(qiáng)度，提升鋼渣再利用效果，以上述最優(yōu)配比為前提，向成分增補(bǔ)鋼渣內(nèi)加入NaOH、NaCl和Na2SO4這三種不同種類的激發(fā)劑，從而探究激發(fā)劑環(huán)境下，成分增

4、補(bǔ)鋼渣的強(qiáng)度變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明，NaOH、NaCl和Na2SO4這三種激發(fā)劑的激發(fā)效果依次增強(qiáng)，它們的最優(yōu)摻量分別為3％、5％和5％。摻有5％Na2SO4的成分增補(bǔ)鋼渣28天強(qiáng)度能夠達(dá)到10.9MPa，表明激發(fā)后鋼渣復(fù)合膠凝材料具備作為CFG剛性樁復(fù)合地基材料的潛質(zhì)，為鋼渣在軟土地基加固的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
　　(4)利用微觀測(cè)試技術(shù)，測(cè)定成分增補(bǔ)鋼渣的孔隙變化規(guī)律、生成物類型與形態(tài)，并以此為基礎(chǔ)，結(jié)合化學(xué)式來(lái)解釋激發(fā)機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)

5、果表明，經(jīng)成分增補(bǔ)和28天齡期養(yǎng)護(hù)后，主要膠凝生成物為C-S-H和C4AH13等，而成分增補(bǔ)鋼渣再經(jīng)Na2SO4和NaCl激發(fā)后分別新增了鈣礬石(Aft)和費(fèi)氏鹽(Friesdel's salt)兩種膠結(jié)產(chǎn)物。鈣礬石和Fs鹽生成，同時(shí)伴隨著生成NaOH，導(dǎo)致鋼渣顆粒內(nèi)Si-O-Si和偏高嶺土內(nèi)Al-O-Al內(nèi)化學(xué)鍵斷裂，持續(xù)生成新產(chǎn)物，提高反應(yīng)環(huán)境的堿度。水化產(chǎn)物的生成，形成了鋼渣型復(fù)合材料的膠結(jié)強(qiáng)度，降低了孔隙率，宏觀上表現(xiàn)為強(qiáng)度進(jìn)一