鋼渣中礦物相和f-CaO水化活性影響因素的研究.pdf

1、本文首先應(yīng)用掃面電鏡背散射觀察了國內(nèi)具有代表性的鋼渣的礦物分布,結(jié)合能譜儀元素分析對其進(jìn)行分類,應(yīng)用統(tǒng)計分析的方法確定各個相的組成,結(jié)合目前對鋼渣礦物相的認(rèn)識,對觀測到的礦物相進(jìn)行了歸類;其次由于鋼渣體系復(fù)雜,為了清晰地認(rèn)識是什么原因?qū)е落撛衒-CaO的低水化活性,為解決鋼渣安定性問題提供理論依據(jù),從f-CaO的形成過程和組成考慮,通過煅燒實驗?zāi)M研究煅燒時間對單組分f-CaO水化活性的影響規(guī)律,并通過熱力學(xué)理論分析證明了f-CaO中

2、固溶的FeO和MnO與CaO形成的固溶體與單組分f-CaO相比水化活性降低;最后通過實驗?zāi)M煅燒了與鋼渣中CaO·aFeO體系的二組分f-CaO和CaO·aFeO·bMnO體系的三組分f-CaO組成相似的CaO·aFeO1.5體系的二組分f-CaO和CaO·aFeO1.5·bMnO2體系的三組分f-CaO,研究固溶的Fe2O3對CaO·aFeO1.5體系的二組分f-CaO的水化活性和膨脹的影響規(guī)律及固溶的Fe2O3和MnO2對CaO·a

3、FeO·bMnO體系的三組分f-CaO的水化活性和膨脹的影響規(guī)律,以期通過對簡單體系的研究為進(jìn)一步認(rèn)識復(fù)雜體系、解決復(fù)雜體系存在的問題給以指導(dǎo)。
　　鋼渣中的礦物形貌各異、分布不均勻,鈣硅相呈黑色圓粒狀和樹葉狀,鈣鐵鋁相呈白色交聯(lián)狀,鐵鎂相呈中間暗黑、外層白亮狀,鐵鎂錳鈣相呈淺灰色無定形狀或條紋狀,鈣鐵相呈灰色大顆粒狀,鈣鐵錳相呈灰色小顆粒聚集狀,還有少量的黑色小圓粒聚集狀的f-MgO和明亮的圓鐵粒;鈣硅相、鈣鐵鋁相和鐵鎂相主要以

4、C2S和C3S、Ca2(Fe,Al)2O5和FeO·0.5MgO的形式存在,鐵鎂錳鈣相、鈣鐵相和鈣鐵錳相的組成形式不固定;鐵鎂相和鐵鎂錳鈣相均可歸類到鋼渣中組成復(fù)雜的RO相中,f-CaO包括鈣鐵相和鈣鐵錳相。
　　1600℃不同煅燒時間單組分f-CaO的晶體發(fā)育程度不同,與煅燒1、5和7h的單組分f-CaO相比,煅燒3h時,其晶體發(fā)育程度最高,各齡期水化率最低,不同煅燒時間制備的單組分f-CaO水化活性的差異主要體現(xiàn)在水化過程的前

5、8h內(nèi),水化8h后均完全水化。高溫煅燒可以抑制f-CaO水化活性,但抑制程度有限,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步通過熱力學(xué)理論分析證明了f-CaO中固溶的FeO和MnO與CaO形成的固溶體與單組分f-CaO相比水化活性降低。
　　模擬制備的f-CaO中各組分水化活性順序為:Ca2Fe2O5、Ca3Fe1.5Mn1.5O8＜三組分f-CaO中的CaO＜二組分f-CaO中的CaO＜單組分f-CaO,其中的CaO、Ca2Fe2O5和Ca3Fe1.5M

6、n1.5O8的水化反應(yīng)膨脹率分別為97.88％、43.44％和52.02％;模擬制備的f-CaO中的CaO即使經(jīng)過1600℃高溫煅燒也會在常溫水化過程中快速水化,但其中的Ca2Fe2O5和Ca3Fe1.5Mn1.5O8水化活性低,在常溫水化過程中短期內(nèi)并不會有明顯水化,即使壓蒸水化3h僅微弱水化(P=2.0 MP, T=216℃)?？梢酝茰y,鋼渣中f-CaO各組分水化活性順序為:CaO-FeO系統(tǒng)固溶體、CaO-FeO-MnO系統(tǒng)固溶體