[教育]冶金廢渣及其綜合利用鋼渣

1、鋼渣在道路工程中的應(yīng)用研究,武鋼冶金渣公司 朱躍剛 陳仁民東莞城建筑工程公司 梁潤(rùn)紅,由于鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的提高和發(fā)展，導(dǎo)致大量 鋼渣棄置堆積。堆積鋼渣形成渣山，既污染環(huán)境又占用大量的土地。為了適應(yīng)鋼鐵工業(yè)發(fā)展的需要，必須消除渣害。鋼渣、礦渣和粉煤灰被統(tǒng)稱為三大工業(yè)廢渣。但鋼渣的利用率遠(yuǎn)低于礦渣和粉煤灰。通常鋼渣用來(lái)做填料,或者用來(lái)燒制水泥,總體而言利用率不高。鋼渣中含有一定數(shù)量的水泥熟料的主要礦物C2S、C3S 等，具備可用作

2、水泥混合材和混凝土摻合料的條件。,鋼渣在道路工程應(yīng)用的主要問(wèn)題,鋼渣的主要物理力學(xué)性能雖能滿足道路工程對(duì)集料的要求，但不能據(jù)此認(rèn)為鋼渣即可毫無(wú)問(wèn)題地在道路工程中應(yīng)用，存在的主要問(wèn)題是： 1.鋼渣的穩(wěn)定性不良 a)游離氧化鈣的消解 b )當(dāng)鋼渣內(nèi)含硫量>3% 時(shí)， 和 與水反應(yīng) 和 ，體積增大。 c)硅酸鹽晶體轉(zhuǎn)化 d)氧化鎂消解,,1.2 鋼渣的密度過(guò)大

3、鋼渣的密度為3.5g/cm3 左右，是普通石料的1.2～1.4 倍。鋼渣用于道路工程中，其運(yùn)輸、攪拌、攤鋪時(shí)的能耗要增加10% 左右。另外，由于鋼渣的密度較大，在地基承載力不足的軟土地區(qū)不宜使用。1.3 鋼渣對(duì)環(huán)境的影響 鋼渣的成分復(fù)雜，某些特種鋼的鋼渣內(nèi)含有有害物質(zhì)，用這類鋼渣筑路，會(huì)對(duì)道路沿線的環(huán)境造成影響。,鋼渣在道路工程應(yīng)用的可能性,1.鋼渣多棱角的表面特性優(yōu)于天然砂石，呈堿性與瀝青有好的親合力，破碎鋼渣適宜于瀝青混合料

4、。鋼渣瀝青混合料具有耐久性，抗滑性，透水性，抗凍性等，有好的路用特性。2.鋼渣用于道路工程危害是它膨脹與粉化，解決鋼渣膨脹與粉化的關(guān)鍵是：a、控制鋼渣的最大粒徑；b、設(shè)置合適的孔隙率；c、控制鋼渣內(nèi)（尤是大粒徑鋼渣）游離氧化鈣含量。,3.目前提高普通鋼渣穩(wěn)定性的有效途徑是：(1)在鋼鐵企業(yè)內(nèi)探索鋼渣的處理工藝，力爭(zhēng)在鋼渣的初次處理中，降低游離氧化鈣含量；(2)將磁選后的尾渣堆置濕存是經(jīng)濟(jì)可行的陳化方法。4.不同鋼渣企業(yè)的鋼渣均有不同

5、的特性，使用前均需摸清它們的適用性及其陳化規(guī)律。同時(shí)應(yīng)充分利用鋼渣的活性性能。,鋼渣在道路工程應(yīng)用例舉,1.摻鋼渣粉混凝土工作性和力學(xué)性能研究 試驗(yàn)分單摻鋼渣粉與鋼渣粉、礦渣粉復(fù)摻兩種情況分別進(jìn)行。鋼渣粉單摻的摻量取10 %~40%, 鋼渣粉與礦渣粉復(fù)摻時(shí), 總量取為30%, 復(fù)摻比例取1∶2、1∶1 與2∶1。不同編號(hào)的混凝土配合比如表2 所示。,通過(guò)鋼渣高性能混凝土坍落度試驗(yàn)的測(cè)定，可以得知其的工作性能。通過(guò)混凝土抗壓強(qiáng)度和抗

6、彎拉強(qiáng)度的測(cè)定來(lái)了解它的力學(xué)性能。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得知：?jiǎn)为?dú)摻加鋼渣粉時(shí), 隨摻量增加, 混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗彎拉強(qiáng)度逐漸降低; 鋼渣粉和礦渣粉復(fù)摻時(shí), 混凝土性能得到有效的提高, 即鋼渣與礦渣復(fù)摻, 在混凝土中具有相互活化的功能, 適于實(shí)際工程的應(yīng)用; 由于鋼渣粉的水化作用較慢, 導(dǎo)致混凝土早期強(qiáng)度較低, 需要利用活性激發(fā)劑加快鋼渣的活化, 以滿足混凝土高強(qiáng)度、高性能的要求。,2.粗磨鋼渣代替細(xì)骨料對(duì)道路混凝土耐磨性能的影響 通過(guò)控制不

7、摻粗磨鋼渣的混凝土28d 強(qiáng)度在25MPa,此時(shí),利用粗磨鋼渣取代細(xì)骨料比例分別為10% , 20% , 30%或40% ,實(shí)驗(yàn)測(cè)定新拌混凝土的性能如坍落度、密度、溫度和混凝土的含氣量。同時(shí)通過(guò)澆注15cm ×15cm ×15cm的混凝土試塊來(lái)測(cè)得混凝土的抗壓強(qiáng)度,澆注65mm ×65mm ×60mm的混凝土試塊來(lái)測(cè)得混凝土的耐磨度。,由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出(1)含粗磨鋼渣的混凝土抗壓強(qiáng)度隨鋼渣取代細(xì)

8、骨料的比例增加而增加,長(zhǎng)齡期的抗壓強(qiáng)度比顯示摻量為20%時(shí)對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)率最大。同一替代水平的混凝土抗壓強(qiáng)度隨齡期增長(zhǎng)而增加。(2)含粗磨鋼渣 的水泥凈漿體積安定性試驗(yàn)說(shuō)明粗磨鋼渣對(duì)混凝土的體積穩(wěn)定性無(wú)明顯影響。(3)混凝土的耐磨性能隨著鋼渣取代細(xì)骨料的比例增加而增加,隨水化齡期增長(zhǎng)而得到提高?？傊?利用粗磨鋼渣取代道路混凝土中的部分細(xì)骨料,粗磨鋼渣可以參與水化反應(yīng),從而使混凝土更加密實(shí),提高道路混凝土的耐磨性能。,結(jié)論 隨著

9、企業(yè)對(duì)鋼渣處理、加工利用的深化，鋼渣的缺陷是可以通過(guò)技術(shù)處理克服的，而鋼渣是煉鋼的副產(chǎn)品，其具備的某些特性恰恰是有些工程領(lǐng)域的需要所在。因而研究開(kāi)發(fā)鋼渣瀝青混合料很有意義。,參考文獻(xiàn),1.朱躍剛 陳仁民 梁潤(rùn)紅 鋼渣在道路工程中的應(yīng)用研究 2007 年2 月 第1 期 中國(guó)廢鋼鐵 2. 宋堅(jiān)民 鋼渣瀝青混合料探討 2001年12月25日第4期 中國(guó)市政工程 3.李云峰, 王玲, 林暉摻 鋼渣粉混凝土工作性和力