风冷高炉渣水化特性研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:zengyuzhuo
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在钢铁行业节能减排的背景下,为回收高炉熔渣显热,开发干式粒化余热回收技术成为高炉渣处理和资源化利用的发展方向。目前,关于干式粒化高炉渣能否替代传统水淬高炉渣,以实现在水泥中良好应用的研究尚未见报道。因此,通过对比研究风冷高炉渣复合水泥和水淬高炉渣复合水泥的水化性能,为干式粒化高炉渣在水泥中的应用奠定实验基础并提供参考依据。本文通过设计不同的碱度系数、出炉温度和冷却方式,采用工业石灰石和粉煤灰等原料,实验室模拟制备高炉渣,并利用XRD、IR、TG-DTA和SEM对高炉渣的物相组成、结构和微观形貌等特性进行分析,研究高炉渣的碱度系数和形成条件对高炉渣特性的影响。研究表明,高炉渣的组成和结构等特性与碱度系数、出炉温度和冷却方式密切相关。在研究高炉渣特性的基础上,通过测试高炉渣-硅酸盐复合水泥的净浆强度,了解不同形成条件下的高炉渣对复合水泥力学强度的影响,其中碱度系数为0.9、出炉温度为1450℃、玻璃体含量为11.07%的风冷高炉渣制备的复合水泥28天强度较好,与工业高炉渣复合水泥相接近;利用XRD、TG-DSC和SEM对强度较好的风冷高炉渣复合水泥水化浆体的组成和微观形貌进行分析,并与水淬高炉渣复合水泥进行对比研究,发现风冷高炉渣复合水泥和水淬高炉渣复合水泥的水化产物种类大致相同,但前者的水化程度较高,水化产物结构更致密。并研究了不同细度的风冷高炉渣、水淬高炉渣和工业高炉渣对复合水泥净浆强度的影响,研究表明,随着高炉渣比表面积的增大,高炉渣复合水泥净浆强度都有不同程度的增长。与此同时,对高炉渣复合水泥的水化放热速率进行了测试,分析并讨论了高炉渣对水泥水化进程的影响。最后,以碱度系数为0.9、出炉温度在1450℃的风冷高炉渣和水淬高炉渣为研究对象,选用0.1M NaOH作为碱溶液来模拟高炉渣在水泥水化液相中的反应特性,并对不同反应龄期的浸出液进行pH测试,利用ICP对浸出液中的活性钙、活性硅和活性铝的浓度进行分析,同时结合SEM/EDS对反应高炉渣的微观形貌和成分的测试结果,进而研究了高炉渣在碱溶液中的溶出特性,为高炉渣在水泥混凝土中的水化机理提供参考。
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