论文总字数：26964字

摘 要

近几年我国钢铁行业快速发展，2006年钢产量达3亿多吨 ,位居世界第一位。钢渣是炼钢工业生产的副产品, 经过高温冶炼后淬冷而形成，数量约为钢产量的10 %～ 15 %。据文献报道，我国钢渣利用途径有回炉烧结利用、筑路工程、回填料工程、配制水泥和其他建材等，然而按资源性和有效性评定，我国钢渣实际利用率仅1O％左右。大量钢渣堆放不仅占用土地， 还对渣场周围环境造成严重污染。钢渣是在较高的温度下形成的，使之具有潜在的水化活性，相反因为形成温度高，保温时间短，使其能够形成活性产物的物质结成了晶体，难以被活化。

钢渣的矿物组成包括硅酸二钙 、硅酸三钙以及少量游离的CaO、游离的MgO等 ，钢渣的矿物组成决定了其具有一定胶凝性。发生的主要水化反应为硅酸二钙和硅酸三钙生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙。因此，采取一定的活化处理工艺后，钢渣可以被高价值利用。采用合适的早强剂和激发剂对其进行处理，激发其活性，不仅可以解决环境问题，还可节约资源，降低能耗。

本文利用取自浙江嘉兴炼钢厂的钢渣，按照425普通硅酸盐水泥生料率值计算方法及范围，掺入石灰、偏高岭土，配置以钢渣-石灰-偏高岭土为基材，氢氧化钠为激发剂的地聚物。测定该地聚物在SM=2~2.4，IM=1.2~1.6，KH=0.9~0.94下，地聚物的标准稠度和养护龄期分别为7天、14天、28天下的无侧限抗压强度，从而找到其各物质组成对强度形成的影响。

关键词：钢渣、地聚物、激发剂、无侧限抗压强度试验

Abstract

In recent years, Chinese steel industry has a rapid development. The product of steel has exceeded 300 million T in 2006,standed at the first. Steel slag is a byproduct of steel industry production, and it

quench and form after a high temperature smelting. The quantity is about 10%~15% of steel production. According to the reports, we take use of steel slag in many ways, such as road construction, engineering back packing, mixed cement, and other building materials. However, according to the recourse effectiveness evaluation, the actual steel slag utilization take only 10% in our country. A large amount of steel slag piling up not only occupied the land, but also caused serious pollution around the slag field. In addition, it is a wasted of resources. Steel slag form in a high temperature, which make it has the potential of hydration activity. On the contrary , it make them to form the substance of the active products into crystal , at the result of high temperature and long forming time,

The mineral composition of steel slag including dicalcium silicate, tricalcium silicate and a small amount of free CaO, free MgO style, etc. The mineral composition of steel slag determines the gelation of steel slag. The main hydration reaction of dicalcium silicate and tricalcium silicate generating hydrated calcium silicate gel and calcium hydroxide. The steel slag is a kind of rescouse with a potential development, because of its similar mineral composition with cement, as well as its hydration activity. According to the processing, we can take full use of the potential development of steel slag, and the high value-added utilization is the direction of steel slag utilization in the 21^st century. So will be the development and utilization of steel slag as the secondary resource is subject to be solved.

In my paper, we use the steel slag from Zhejiang Jiaxing steel plant , camparing with the standards of 425 ordinary Portland cement , mixing with lime and metakaolin , making samples according to the normal consistency.

Key words：steel slag、geopolymer、exciting agent、the unconfined compressive strenth

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 １

1.1研究背景 １

1.1.1钢渣的分选 １

1.1.2 pH值对水泥凝结时间的影响 １

1.1.3早强剂对钢渣活性的影响 ２

1.1.4水泥标准稠度需水量 ３

1.1.5偏高岭土对钢渣聚合物的影响和水玻璃对钢渣的激发作用 ３

1.1.6养护条件对钢渣水化性的影响 ４

1.1.7早强剂对钢渣活性的影响 ４

1.2地聚合物的提出 ５

1.2.1 “碱激发”理论 ５

1.2.2反应机理 ５

1.2.3地聚物的主要性能 ７

1.2.4地聚物材料的应用领域 ７

1.3地聚物的国内外研究现状 ８

1.3.1国外地聚物的发展与研究现状 ８

1.3.2国内地聚物的发展与现状 ８

1.4本文课题的提出 ９

1.5本文研究内容 ９

第二章 钢渣矿物成分分析说明 １１

2.1含水率测试 １１

2.2电子显微镜、能谱分析和X衍射分析 １１

2.2.1电子显微镜与能谱分析 １１

2.2.2 X衍射分析 １５

2.3 主要结论 １６

第三章 试验方案和试验内容 １７

3.1试验原料 １７

3.2试验方案 １７

3.3 试验内容 １９

3.3.1 标准稠度需水量测试 １９

3.3.2制样 ２０

3.3.3拆样 ２０

3.3.4无侧限抗压试验 ２１

3.4 碱激发钢渣-偏高岭土无侧限抗压强度试验结果分析 ２２

3.4.1 SM IM KH稠度与强度的回归分析 ２４

3.4.2 试验成分回归分析 ２７

不足与展望 ３１

参考文献 ３２

致谢 ３３

第一章 绪论

1.1研究背景

1.1.1钢渣的分选

近几年来，我国的钢铁产业得到了快速的发展，因而钢渣的排放量也不断增加。钢渣的用途很广泛，其中可回收的部分可以直接返炉继续炼钢，尾渣可以作为冶炼溶剂、钢渣水泥、混凝土掺合料，除此之外，还可作为预陈化处理的道路材料、化肥和酸性土壤改良剂等。只要对钢渣采用正确的处理方式，不仅可以产生巨大的经济效益，还可以起到改良环境、废物利用的事半功倍的用途。

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