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钢渣粉作混凝土掺合料的研究
&&& 摘要 &&& 研究了转炉钢渣粉和电炉渣粉、钢渣和高炉矿渣双掺粉的活性及渣粉掺量与混凝土性能的关系。钢渣粉的比表面积增大，其渣粉活性提高。钢渣粉可作为混凝土掺合料。钢渣粉与矿渣粉复合使用，效果更好，活性指数可达S95等级要求。因此钢渣粉和矿渣粉复合使用是钢渣高价值利用的最佳途径。
&&& 关健词:& 钢渣粉& &混凝土& 掺合料
&&& 1 引言
&&& 中国每年排出钢渣量约1900万吨，有效利用率约为50%1982年中国推出了钢渣矿渣水泥品种，生产使用至今己有近三十年历史。尔后，作者重点研究了钢渣和矿渣的机械激发活性的机理，并用于生产。1999年在北京召开的冶金渣处理利用国际研讨会上，笔者发表了高标号钢渣水泥和钢渣粉、矿渣粉作水泥和混凝土掺合料的技术报告，并提出这是钢渣高价值利用的发展方向。近两年来对国内外20余个钢铁厂的钢铁渣进行了成分、活性及作水泥、混凝土掺合料的试验研究。为钢铁企业建设渣粉厂提供技术依据。这对实现钢铁企业钢渣零排放、促进企业可持续发展、保护环境、为建筑工程提供优质建材都有一定意义。
&&& 2 试验原材料及方法
&&& 2.1 钢渣
&&& 2.1.1 钢渣的化学成分
&&& 采用荷兰菲利浦PW1 400X-荧光光谱分析测定试验用钢渣的化学成分，结果见表1。
表1& 钢渣的化学成分
&&& 转炉钢渣碱度B=CaO/(SiO2+P205) =3.81，属高碱度钢渣。
&&& 2.1.2 钢渣的矿物组成
&&& &&& 钢渣的矿物组成与其碱度Ca0/(Si02+P205)有关。电炉钢渣的B= CaO/(SiO2+P205)=2.07，属中碱度钢渣。在冶炼过程中，碱度逐渐提高，则依次发生下列取代反应:
&&& CaO+RO+SiO2→CaO.R0.SiO22(CaO.R0.SiO2)→3CaO.R0.2SiO2+R03CaO.R0.2SiO2+CaO→2CaO.Si02+RO2CaO.Si02 +CaO→3CaO.Si02
&&& 式中 RO 代表二价金属(一般为Mg+2、Fe+2、Mn+2) 氧化物的连续固熔体。
&&& 钢渣中含有硅酸盐水泥熟料相似的硅酸二钙(C2S )和硅酸三钙(C3S)，高碱度转炉钢渣中其两者含量在50%以上，中、低碱度的钢渣中主要为C2S，电炉钢渣中硅酸盐矿物含量略低。钢渣的生成温度为1560℃以上，而硅酸盐水泥熟料的烧成温度在1400℃左右。钢渣中的生成温度高，其结晶致密，晶粒较大，水化速度缓慢。因此将钢渣又称为过烧硅酸盐水泥熟料。
&&& 2.2 粒化高炉矿渣粉
&&& 粒化高炉矿渣的化学成分见表2,
&& 表2& 矿渣的化学成分 %
&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& CaO+MgO+Al2O3
&&& 高炉矿渣的质量系数K= ----------------------- =1.73
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&Si02+MnO+TiO2
&&& 2.3 &&试验用强度等级为52.5硅酸盐水泥，性能见表3.
&&& 表3 水泥性能
比表面积m2/kg
凝结时间 h:min
扰折强度MPa
抗压强度MPa
&&& 2.4 骨料
&&& 细骨料为北京龙凤山中砂，细度模数为2.85，含泥1.0%，表观密度2.62g/cm3堆积密度为1555kg/m3粗骨用河北沙河碎石，粒径为5~20mm，含泥量0.3%，针片状含量4.8%，表现密度2.75g/cm3，堆积密度1464kg/m3
&&& 2.5 外加剂
&&& 采用 JG- 2高效减水剂，减水率在20%以上。
&&& (1) 渣粉比表面积按GB/T8074进行。
&&& (2 ) 渣粉的活性指数及流动度按GB/T进行。
&&& (3 )混凝土的强度和坍落度按GBJ81及GBJ80进行。
&&& 3 试验结果与分析
&&& 3.1不同比表面积钢渣粉的活性指数
&&& 为了测定钢渣粉的活性，参照GB/T18046的方法，分别作了比表面积为358. 452. 556. 631m2/kg电炉钢渣粉和比表面为356. 456, 558, 654m2/kg转炉的钢渣粉的活性指数试验(ISO法)，结果列于表4
表4&& 钢渣粉活性指数
比表面积m2/kg
抗压强度MPa
&&& 从表4试验结果可以看出:纯钢渣粉的活性指数比较低。随着钢渣粉与表面积的增大，活性指数提高。转炉钢渣粉比电炉钢渣粉的活性高。电炉钢渣粉比表面为358M2/kg 时，达不到GB/T18046的技术要求，比表面积大于452M2/kg 时，可达到S75级别指标。转炉钢渣粉比表面积在356M2/kg 以上，均可达到S75级别指标。
&&& 3.2 不同比表面积钢渣粉的流动度
&&& 流动度比是试验样品的流动度和对比样品的流动度之比。试验结果列于表5。
&& 表5&& 钢渣粉的流动度比
比表面积m2/kg
&&& 从表 5试验结果可知，钢渣粉具有良好的流动度，随着渣细度大，流动度值增大。
&&& 3.3 钢渣粉推f与混凝性能的关系
&&& 钢渣粉取代部分水泥的混凝土性能试验结果见表6
表6 钢渣粉掺量与混凝土性能的关系
电炉钢渣粉(452m2/kg)
转炉钢渣粉(558 m2/kg)
渣粉取代量%
抗压强度MPa
&&& 注: 每m 3混凝土材料用量(kg): 胶材总量400，水152，砂795，石子1053， JG-2减水剂1.0%，水胶比38%，砂率43%
&&& 表 6可知 :钢渣粉取代水泥量为10%时，混凝土的7天强度降低、28天强度提高。渣粉取代量为20%-40%,随着掺量的增加，混凝土强度随之降低。混凝土的坍落度没有改善。
&&& 3.4 钢泣和矿泣双扮粉的活性指致和流动度
&&& 目前我国钢渣和高炉矿渣的产量比约为3:7.钢渣和矿渣双掺粉中两者质量比按此比例设计。双掺渣粉活性指数和流动度比试验结果列于表7
表7&& 双掺渣粉活性指数和流动度比
抗压强度MPa
&&& 注:钢渣粉与矿渣粉的比表面积均为465m2/kg
&&& 从表 7可知:30%的钢渣粉与70%的矿渣粉复合，其活性指数可达S95等级，且流动度良好。
&&& 3.5 钢渣和矿渣双掺粉与混凝土性能的关系
&&& 钢渣粉与矿渣粉的质量比为3:7 ，分别取代水泥量的10%, 20%, 30%, 40%,进行混凝土性能试验，混凝土配合比与表6相同，结果列于表8
表 8& 双掺粉(465 m2/kg)的掺量与混凝土性能的关系
渣粉取代水泥量%
抗压强度MPa
&&& 从表 8试 验结果可知:钢渣与矿渣双掺粉取代水泥量为10%~20%时，混凝土的强度提高，取代量大于加20%，强度下降。掺入渣粉后7天强度均降低。双掺渣粉取代水泥量的10%~30%与不掺渣粉相同均可配制C60的混凝土。双掺渣粉混凝土的坍落度增大。
&&& 4 结论
&&& (1 )钢渣中含有硅酸二钙(C2S),具有一定水硬活性。钢渣粉的比表面积在452m2/kg以上时.按GB/T18064的方法测定，可达到S75等级技术指标。 &&& (2) 钢渣粉可作混凝土掺合料使用。胶材总量为400kg/m3,钢渣粉等量取代10%水泥与不掺渣粉相同，也可配制C60的混凝土。取代量为20%~40%,混凝土强度下降。钢渣粉对混凝土的坍落度影响不大。
&&& (3 )钢渣粉与矿渣粉按质量比3:7制成双掺渣粉，比表面积为465 m2/kg，可达到S95等级技术指标。
&&& (4) 胶材总量为400kg/m3，双掺渣粉等量取代水泥10%和20%,混凝土28天强度提高。取代量为30%, 28天强度略降低。取代水泥量10%~20%，与不掺渣粉相同，也可配制C60的混凝土。双掺渣粉可增大混凝土的坍落度。
&&& (5 )钢渣粉与矿渣粉复合制成双掺粉，等量取代水泥，可提高混凝土28天强度，改善流动度，是钢铁渣高价值利用的重要途径。
&&& 参 考 文 献
&&& 1 朱桂林& 孙树杉，中国钢铁渣利用的现状和发展方向，冶金渣处理与利用国际研讨会论文集，中国金属学会，-14
&&& 2 朱桂林等，利用钢渣制造水泥的研究，地球环境与钢铁工业国际研讨会论文集，中国金属学会，4-268.
&&& 3 朱桂林& 孙树杉，炼钢炉渣在建筑材料工业中应用，台湾工业废弃物资源比技术国际研讨会文集，1999.4，第四分册P1-14
&&& 4 朱桂林等，钢渣道路水泥，中国科学技术协会第二届青年学会会议论文集，中国技出版社，1995.6, P397-402
&&& 5 朱桂林& 孙树杉& 赵群，冶金渣资源化利用的现状和发展趋势, 2001年冶金能源环保技术会议文集，中国金属学会，2001.6. P234-246
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1.1项目由来 1
1.2编制依据 2
1.3评价指导思想和重点 3
1.4评价范围 3
1.5环境保护目标 3
1.6评价标准 4
1.7评价因子筛选 6
1.8评价等级确定 6
2项目所在地自然环境和社会环境简况 8
2.1自然环境简况 8
2.2社会环境概况 9
2.3***市城西工业新城规划 9
2.4***市市政污水处理厂简介 12
2.5教育、文化、文物保护 12
3 工程分析 13
3.1项目名称、规模、建设地点和总投资 13
3.2公用工程 13
3.3工作制度及所需人员 14
3.4主要生产设备 14
3.5 工艺流程 20
3.6主要原辅材料消耗 28
3.7主要物料平衡 30
3.8用水和水平衡 30
3.9项目污染因素分析 32
4 环境质量现状监测与评价 37
4.1周围主要工业污染源调查 37
4.2项目所在地区域环境质量监测及评价 37
5环境影响预测 42
5.1施工期的工程分析、污染防治及影响分析 42
5.2营运期环境影响预测与评价 46
5.3项目卫生防护距离计算 71
5.4 景观生态影响及其保护措施 72
5.5营运期生态影响 75
6 事故风险评价 76
6.1风险特征分析 76
6.2事故风险影响分析 76
6.3风险事故控制对策 78
7清洁生产、污染防治措施和总量控制分析 85
7.1实施清洁生产措施 85
7.2项目污染防治措施 88
7.3总量控制分析 103
8物流运输扬尘影响分析与防治对策 104
8.1物流运输扬尘对
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20万吨不锈钢带钢工程建设项目环境分析评估报告(优秀环境分析评估报告）.doc127页
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2.2社会环境概况 9
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3.1项目名称、规模、建设地点和总投资 13
3.2公用工程 13
3.3工作制度及所需人员 14
3.4主要生产设备 14
3.5 工艺流程 20
3.6主要原辅材料消耗 28
3.7主要物料平衡 30
3.8用水和水平衡 30
3.9项目污染因素分析 32
4 环境质量现状监测与评价 37
4.1周围主要工业污染源调查 37
4.2项目所在地区域环境质量监测及评价 37
5环境影响预测 42
5.1施工期的工程分析、污染防治及影响分析 42
5.2营运期环境影响预测与评价 46
5.3项目卫生防护距离计算 71
5.4 景观生态影响及其保护措施 72
5.5营运期生态影响 75
6 事故风险评价 76
6.1风险特征分析 76
6.2事故风险影响分析 76
6.3风险事故控制对策 78
7清洁生产、污染防治措施和总量控制分析 85
7.1实施清洁生产措施 85
7.2项目污染防治措施 88
7.3总量控制分析 103
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1.5环境保护目标 3
1.6评价标准 4
1.7评价因子筛选 6
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2项目所在地自然环境和社会环境简况 8
2.1自然环境简况 8
2.2社会环境概况 9
2.3***市城西工业新城规划 9
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2.5教育、文化、文物保护 12
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3.1项目名称、规模、建设地点和总投资 13
3.2公用工程 13
3.3工作制度及所需人员 14
3.4主要生产设备 14
3.5 工艺流程 20
3.6主要原辅材料消耗 28
3.7主要物料平衡 30
3.8用水和水平衡 30
3.9项目污染因素分析 32
4 环境质量现状监测与评价 37
4.1周围主要工业污染源调查 37
4.2项目所在地区域环境质量监测及评价 37
5环境影响预测 42
5.1施工期的工程分析、污染防治及影响分析 42
5.2营运期环境影响预测与评价 46
5.3项目卫生防护距离计算 71
5.4 景观生态影响及其保护措施 72
5.5营运期生态影响 75
6 事故风险评价 76
6.1风险特征分析 76
6.2事故风险影响分析 76
6.3风险事故控制对策 78
7清洁生产、污染防治措施和总量控制分析 85
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7.2项目污染防治措施 88
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金川%2f酒钢“双渣”提铁炼钢新工艺的的研究.pdf85页
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Y《53789 西安建筑科技大学硕士论文 金I[I／酒钢“双渣”提铁炼钢新工艺研究‘ 专 业：冶金物化 研究生：贺
师：兰新哲教授 摘 要 本文在概括了国内外冶金炉渣综合利用方法的基础E，针对金川闪速炉渣和酒钢转炉
渣的特点，实验研究了用熔融还原法从上述“双渣”中熔融还原铁、镍、钴、铜、锰等有
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关键词：金川；酒钢：闪速炉渣；炼钢转炉渣；熔融还原；低合金铁；资源综合利用X
?基金项目：本项目受国家自然科学基金委重点项目资助，项目编号：座机电话号码 +i， 西安建筑科技人学硕士论文 fromtheMixed andSteel Processfor Iron New Making and of Flash Furnace Smelting Jiugang SlagJinchuan Steel
Converter+ Making ：№tallurgicalPhysicalChemistry Speciality Xin Postgraduate：lie Tutor ：LanXinzhe
__一一 ABSTRACT On basesof the metheds of summarizingcomprehensive utiliziagmetallurgical anew t0 dealswith methodmakeferrouslow slag．thispooer alloybyrecovering thevaluable mixed from fr伽the flash Fe，Ni，Co,Ql。Mn slag Jinchuau smelting furnaceand
steel And makingconverterby
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