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磁选排渣对水泥及混凝土性能的影响研究

摘要:磁选排渣是钢铁冶金企业产出的一种固体废弃物,其化学成分与普通矿渣相似,通过熟料中掺入不同掺量的磁选排渣混合粉磨,可生产符合标准要求的P·O42.5水泥和P·C32.5R水泥,同时其所制备的混凝土各项性能均符合相应规范要求.


关键词:磁选排渣水泥制备粉磨配合比设计抗渗性能


随着经济社会的发展,钢铁生产企业也越来越多,产能不断扩大,从而造成钢铁生产企业每年的工业废渣越来越多.在国家大力倡导可持续发展、节能减排、发展循环经济的形势下,开发磁选排渣作为水泥生产的一种绿色资源,能减少土地堆放,降低污染排放,具有良好的社会效益和经济效益[1].磁选排渣即为钢铁厂钢渣经磁选生铁后排出的废渣,水分较高可达15~20%,因此在现有情况下磁选排渣在水泥生产中难以利用.福建罗源湾北工业区每年排放上百万吨工业废渣,其中的矿渣、镍渣目前均已实现了资源综合利用,而磁选排渣排放量相对较少,目前主要处理方法为堆场废弃处理.为充分开发利用废渣以节约成本,本文针对罗源湾某钢厂磁选排渣对水泥及混凝土性能影响进行试验分析,探索磁选排渣对水泥及混凝土的影响,并提供经济可行的废渣利用方法.


1试验材料与方法


1.1试验材料


熟料:铜陵上峰海螺熟料;磁选排渣:取自钢铁厂磁选场经晒干后备用,其化学成分CaO为43.55%,SiO2为27.42,MgO为9.13%,Fe2O3为6.15%,Al2O3为6.92%,水分13.25%;石膏:华能福州电厂脱硫石膏低温烘干;砂:闽江中砂Mx=2.4,含泥量1.7%石:碎石,公称粒级5-31.5mm;外加剂:聚羧酸高效减水剂,减水率18%.


1.2试验方法


采用熟料加适量的石膏掺加不同掺量的磁选排渣混合制备成一定的比表面积的水泥试样,其掺入比例见表1.水泥粉体制备方法为采用实验室标准小磨球机Ф500mm×500mm进行粉磨制备,其研磨体的平均球径为45.28mm,球锻比例1.382,装载量103kg[2].通过调整在小磨中的粉磨时间,所制得的水泥比表面积控制在350~360m2/kg,按照GB/T1345-2005《水泥细度检验方法筛析法》,通过45μm筛余试验,其细度约为4-8%.试验按GB17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》进行强度试验,按GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量凝结时间、安定性试验方法》进行标准稠度用水量和凝结时间试验,试验结果见表1.


选用编号1、3、5、7的水泥进行混凝土试验,试验按JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》进行C30P6混凝土配合比设计,其砂率为39%,水灰比为0.46;按GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》和GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行拌合物性能试验以及力学性能试验,按GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行抗水渗透试验,其试验结果见表2.