馬麗霞

摘要：我國經(jīng)濟發(fā)展推動各行各業(yè)快速發(fā)展。而在我國全面推動城市化發(fā)展的當(dāng)下，水泥生產(chǎn)就成為建筑行業(yè)重點關(guān)注內(nèi)容?？墒?，作為資源匱乏大國，如果使用優(yōu)質(zhì)材料生產(chǎn)水泥，無法實現(xiàn)長久發(fā)展。本文將鋼渣作為鐵質(zhì)原料代替品，針對硅酸鹽水泥熟料形成展開研究。而研究結(jié)果，當(dāng)鋼渣處于1300攝氏度煅燒溫度下，對于生料易燒性并沒有促進影響，而超過1350攝氏度后，則產(chǎn)生促進效果。

關(guān)鍵詞：鋼渣;硅酸鹽;水泥熟料

前言：

由氧化鐵、氧化亞鐵，以及氧化鈣、氧化硅等物質(zhì)組成的鋼渣，礦物組成多為硅酸鹽礦物、鎂薔薇輝石等。由于鋼渣氧化鐵含量最高可達(dá)40%，這和水泥熟料十分接近，可以作為對部分原料的替代品，負(fù)責(zé)對水泥熟料燒制。而且鋼渣替代完成水泥熟料生產(chǎn)已經(jīng)從理論研究走入實踐應(yīng)用，目前建筑企業(yè)也逐漸提升該方法使用規(guī)模，未來將會是建筑企業(yè)發(fā)展重點內(nèi)容。

1原材料

本文涉及到石灰石、鐵粉以及黏土均從市場隨機采購，鋼渣是唐轉(zhuǎn)爐鋼渣。鋼渣化學(xué)成分為41.80%氧化鈣，19.72%氧化硅，17.62%氧化鐵等。而其擁有2.05堿度系數(shù)，是作為低堿度鋼渣使用[1]。同時，因為鋼渣具有超過40%氧化鈣，所以對鐵質(zhì)原料進行替代，也可以有效減少作業(yè)所需石灰石。在詳細(xì)分析XRD衍射圖譜后，可以發(fā)現(xiàn)阿利特為其主要晶態(tài)礦物，其余有氟鋁酸鈣、鈣鎂橄欖石等。為保持擁有一致性率值，在配料環(huán)節(jié)加入少量AR級別的氧化鋁試劑。

2試驗

2.1配料

在本次試驗中，控制KH、SM、IM值變化幅度在0.88至0.96、2.51至2.72、1.32至1.53，并對生料中礦物組成科學(xué)控制。

2.2熟料制備

制備作業(yè)嚴(yán)格參照GB/T 26566-2011《水泥生料易燒性試驗方法》。根據(jù)2.1的生料配比，對原材料準(zhǔn)確稱量，經(jīng)過充分混合后，將其粉磨到80微米，并保持篩余控制在9%到11%范圍內(nèi)[2]。將8%～10%純凈水放入生料中，充分?jǐn)嚢韬螅褂?0兆帕壓力將生料壓制成片，在105高溫條件下迅速烘干。將已去除水分的干燥生料片放置在溫度950攝氏度馬弗爐，采用恒定溫度燒制30分鐘，結(jié)束后立刻送進已經(jīng)準(zhǔn)備好高溫爐內(nèi)，采用1250、1300、1350、1400、1450攝氏度條件下恒定溫度燒制30分鐘。煅燒結(jié)束后，立即將其從爐內(nèi)取出，放置在空氣環(huán)境中，并使用電風(fēng)扇吹其表面，知道其表面溫度恢復(fù)正常室溫，獲得熟料樣品。

2.3 試驗方法

借助研磨機對熟料片充分磨至，直到其大小可以穿過80微米通過篩網(wǎng)，在借助乙二醇-酒精方法對熟料片內(nèi)測定活性石灰質(zhì)含量。使用Rigaku Dmax 2500X射線衍射儀對熟料粉末XRD圖測定，保持管壓、管流分別在40千伏與40毫安，保證步長0.01度，控制掃描速度為每分鐘8度。在制成熟料光片后，將其放置于1%硝酸酒精內(nèi)，保持其處于侵蝕狀態(tài)的3秒至5秒，借助光學(xué)顯微鏡對其巖相結(jié)構(gòu)進行觀測[3]。

3試驗結(jié)果

3.1溫度影響

常規(guī)鐵質(zhì)原料配料（簡稱“常規(guī)配料”）以及作為鐵質(zhì)原料配料代替品的鋼渣（以下“鋼渣配料”），經(jīng)過充分燒制后獲得熟料樣品活性石灰質(zhì)含量科學(xué)測定。在保持相同率值條件下，在煅燒溫度低于1250攝氏度，鋼渣燒制熟料活性石灰質(zhì)，相較于常規(guī)配料在熟料活性石灰質(zhì)要低，其原因是石灰石用量減少，降低活性石灰質(zhì)含量[4]。而在溫度條件下，活性石灰質(zhì)并未與硅酸二鈣形成與硅酸三鈣C3S。而在1300攝氏度影響下，熟料樣品出現(xiàn)鋼渣氧化鈣要遠(yuǎn)超出同等條件下的鐵粉配料制成樣品。所以，在煅燒溫度低于1300攝氏度時，不僅無法做到促進鋼渣以及熟料燒制結(jié)果，嚴(yán)重情況還會對燒成反應(yīng)產(chǎn)生負(fù)面影響。而在溫度提升至1350攝氏度至1450攝氏度，這是因為鋼渣樣品在活性石灰質(zhì)方面，會在1350攝氏度至1450攝氏度，產(chǎn)生熟料燒成具有明顯意義促進效果。但是在煅燒溫度逐漸提升，這種積極促進反而會呈現(xiàn)下降趨勢。選擇不同生料配比，針對不同溫度條件下，進行煅燒熟料樣品使用XRD測試。從測試數(shù)據(jù)中，可以發(fā)現(xiàn)雖然幾組在樣品中都可以表現(xiàn)為均勻晶型，多是水泥礦物以及活性石灰質(zhì)。而在不同溫度條件下，雖然下煅燒樣會呈現(xiàn)衍射圖譜并檢查，但是在1250攝氏度下，阿利特并沒有較高衍射峰，但是活性石灰質(zhì)卻與貝利特產(chǎn)生強烈衍射峰。當(dāng)煅燒溫度不斷升高的同時，阿利特衍射峰逐漸上升，但是活性石灰質(zhì)以及貝利特存在衍射峰減弱問題。在1450攝氏度煅燒產(chǎn)品中，并不能準(zhǔn)確把握活性石灰質(zhì)衍射峰。但在相同率值下科學(xué)配料，保持相同煅燒溫度1450攝氏度條件下，摻雜鋼渣的樣品要在阿利特衍射峰方面比不摻雜鋼渣樣品現(xiàn)象更為明顯，尤其是1250攝氏度1300攝氏度沖擊下，衍射峰效果更為敏感，可以理解為鋼渣推動阿利特低溫運行形成，在這方面要強于鐵粉。

3.2熟料晶體

當(dāng)常規(guī)配料選擇進行燒制熟料。如果礦形狀不規(guī)范較，多會產(chǎn)生晶體連生，造成部分晶體過分生長，同時，礦晶體多為硅酸二鈣包括至其中[5]。鋼渣配料選擇進行燒制熟料時，其晶體無論是尺寸還是分布相對均勻，晶體具有例如五邊或六邊生長情況，粒徑會保持在15微米至30微米。在實際經(jīng)營中，連生晶體并不常見。這些問題是因為鋼渣作業(yè)實際就存在硅酸三鈣諸多礦物，保障可以在熟料燒制時，將其成為晶核使用，避免因晶體成核產(chǎn)生強烈勢能壁壘，保障晶體擁有良好發(fā)育情況。鋼渣擁有氟化鈣、氧化鎂等多種礦物，讓熟料液相形成有效促進效果。但當(dāng)KH值較低熟料樣品，難以發(fā)現(xiàn)活性石灰質(zhì);但在KH值較高時，活性石灰質(zhì)可以較為容易從熟料樣品中找到。不同熟料的活性石灰質(zhì)會存在以顆粒狀為主的成堆分布，或者零星分布的活性石灰質(zhì)。

4試驗總結(jié)

當(dāng)煅燒時間在1300攝氏度下，鋼渣配料并不會產(chǎn)生促進生料易燒性提升。但在1350攝氏度條件下，則會呈現(xiàn)較為強烈促進效果。當(dāng)鋼渣應(yīng)用于生料配料中，對于熟料燒成中物相產(chǎn)生消失并無直接影響，對于阿利特產(chǎn)生具有較強促進效果。而且鋼渣配料燒制而成的熟料相較于鐵粉制成熟料，其阿利特結(jié)晶更加完整，分布不分散、均勻，有效降低包裹物數(shù)量。應(yīng)用鋼渣不僅不會影響硅酸鹽水泥熟料質(zhì)量，在一定程度上也可以起到提升熟料應(yīng)用質(zhì)量效果，對于建筑行業(yè)混凝土生產(chǎn)具有較強指導(dǎo)價值。

結(jié)論：

本文因篇幅有限，針對內(nèi)容僅涉及到生料易燒性能以及阿利特來兩方面內(nèi)容，作為參考內(nèi)容略顯不足。企業(yè)在利用鋼渣進行水泥熟料生產(chǎn)時，一定要嚴(yán)格控制各項數(shù)據(jù)，以科學(xué)手段合理調(diào)整試驗步驟。同時，也要做好與技術(shù)人員溝通工作，針對問題技術(shù)處理、解決，從而保證實驗具有實際意義。希望本文可以作為相關(guān)企業(yè)施工作業(yè)參考內(nèi)容使用，為我國建筑行業(yè)發(fā)展貢獻力量。

參考文獻：

[1]王文林，曹蕾，顧紅霞，等.鋼渣熱燜工藝及其對水泥性能的影響[J].硅酸鹽通報，2020，39;284（05）：231-237.

[2]王景然，柯昌明，張錦化.提鈦尾渣對硅酸鹽水泥水化性能的影響[J].硅酸鹽通報，2020，39;284（05）：164-169.

[3]廖成皓，陳穎，周端勝，等.石粉-鋼渣混凝土力學(xué)及收縮性能研究[J].公路，2020，65（01）：226-230.

[4]汪坤、李穎、張廣田.含鋼渣的低熟料混凝土耐久性及水化機理研究[J].中國冶金，2020，30（10）：95-100.

[5]傅博、馬夢凡、申旺、程臻赟、江堯.氣化渣對硅酸鹽水泥強度和微觀結(jié)構(gòu)的影響研究[J].硅酸鹽通報，2020，39;287（08）：168-172.