电炉氧化钢渣在水泥和混凝土中的应用研究

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发布时间：2021-09-10

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电炉氧化钢渣在水泥和混凝土中的应用研究
刘智伟la,b,2 1李宇la,b。苍大强佃·b
(1．北京科技大学a．钢铁冶金新技术国家重点实验室；b．冶金与生态工程学院，北京100083
2．莱芜钢铁集团有限公司，山东莱芜271 104)
摘要：电炉氧化钢渣(简称电炉钢渣)是电炉炼钢产生的副产品，具有较好的潜在胶凝活性，介绍了将活化处理后的电炉钢渣
粉应用于水泥和混凝土中，研究了钢渣水泥的力学强度、标准稠度需水量、凝结时间、安定性和混凝土抗压强度、抗渗性等性能，
研究表明：电炉钢渣粉可以用于生产42．5级钢渣硅酸盐水泥(简称，钢渣水泥)和C40混凝土，不仅拓宽电炉钢渣综合利用途径，
还能实现良好的经济效益和环保效益。
关键词：电炉钢渣；钢渣水泥；混凝土；掺合料
中图分类号： TU528．041 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2014)02—0057—04
Investigation to application of electric furnace oxidizing slag being used in cement and concrete
LIUZhiwei ' 一，LIYu ，CANG DaqiangIaIb
(1a．State Key Laboratory for Advanced Metallurgy；b．School ofMetallurgical and Ecological Engineering，University of
Science andTechnologyBeijing，Beijing100083，China；2．Laiwu SteelGroupCo．，Ltd．，Laiwu271104，China)
Abstract： Electric fumace oxidizing slag(electric~a-nace slag)is the byproduct in the process ofmetallurgy ofelectric furnace，which
has preferable and potential gelation activity．Introduced that activated electric fllmace slag powder was used in steel slag cement and
concrete，investigated the mechanical strength，water requirement for normal consistency，setting time and invariability ofcement，and the
pressive strength，impermeability ofconcrete．The resuks showed that activated electric fumace slag powder could be used to produce 42．5
steel slag cement an d C40 concre~ ，which not only widen its comprehensive utilization path，but achieve favorable economic an d
environmental benefits．
Key words： electric fumace slag；steel slag cement；concrete；admixture
0 引言
随着我国粗钢产量的快速增长，环境和资源问题正成为
制约我国钢铁企业发展的瓶颈，走可持续发展的道路，是钢
铁企业未来发展的重要战略，冶金废渣的再生利用是可持续
发展的核心之一。2012年中国粗钢产量超过7亿t，其中电炉
钢产量超过7 000万t，电炉氧化钢渣(简称电炉钢渣)的总量
达到400万t以上。随着我国粗钢产量增速的放缓，钢材蓄积
量的逐年增加，大量利用废钢的短流程电炉钢及相应冶炼过
程排放的氧化渣量必将会出现大量增长。按照发达国家电炉
炼钢占钢产量50％以上的比例，我国电炉钢渣的排放量必将
大量增加。而目前国内对电炉钢渣的资源化利用方法较少，
尚无比较先进的电炉钢渣处理技术。因此，研究开展电炉钢
渣的利用对电炉冶炼的可持续发展具有重要意义。
在资源化过程中，冶金渣通常被加工成有较高附加值
的微粉而被大量用作水泥或者混凝土掺合料等。与其他冶
金渣相比，电炉钢渣存在成分波动较大、稳定性较差、易磨
性较差和安定性隐患等问题Ⅲ，致使其利用率不高。因而，
激发电炉钢渣潜在胶凝活性是其推广应用所需解决的重
要技术问题之一。为此，本研究通过试验将活化处理后的电
炉钢渣粉应用于水泥和混凝土中，探索电炉钢渣的高效利
用途径，实现电炉钢渣“零排放”。
1 试验材料与方法
1．1 试验材料
(1)电炉钢渣粉：莱钢特钢事业部50 t电炉冶炼产生
的氧化渣，该钢渣采用热闷法处理，经“三破五选”后的尾
渣，粒径≤5 mm的颗粒占90％以上，经烘干，球磨机粉磨
90 rnin后，勃氏法圆(下同)测得其比表面积为492．6m2／kg。
钢渣粉外观呈灰色，用李氏瓶法[ (下同)测得电炉钢渣的
密度为3．13 rdcms，化学组成见表1。电炉钢渣的XRD图谱
如图1所示。钢渣的X射线衍射分析结果表明：衍射峰在
30~-35。左右出现衍射峰包说明钢渣中含有玻璃相。衍射
图上出现在不同角度的衍射峰，说明钢渣中除了玻璃相之