钢渣-矿渣-粉煤灰制备高活性超细矿物掺合料及性能研究

随着我国工业化水平不断提高，产生的工业固废体量逐年增加，种类也越来越多，如冶炼金属工业产生的钢渣、锰渣、赤泥、烟道灰、矿渣等。大量工业固废多以原始、简单的堆填方式处置，容易对环境造成大面积污染，并诱发二次污染，不能发挥工业固废自身具有的潜在价值，不符合工业固废资源化发展的时代要求。

本试验选用大宗工业固废中的钢渣、矿渣、粉煤灰作为原材料，研究原材料配合比和细度对工业固废制备高活性超细矿物掺合料性能的影响。分析原料及超细矿物掺合料的形貌、组成、粒度粒形及活性指数等，并对工业固废超细矿物掺合料的制备工艺配方进行优化探索，为解决大宗工业固废制备难、活性低的问题提供思路和技术支撑。

1  试验

1.1  原材料

钢渣：热闷钢渣，如图1(a)所示，钢渣为质地坚硬的块体，易磨性差。矿渣：为广西区内某钢铁厂水淬工艺处理产生，如图1(b)所示，矿渣为块状的玻璃体，表面存在尖锐边缘的空洞。粉煤灰：如图1(c)所示，粉煤灰含有大量微珠。水泥为P.O 42.5普通硅酸盐水泥。水为自来水。使用ZSX PrimusⅡX射线荧光光谱仪(X-ray fluorescence spectrometer，XRF)，测得主要原料的化学组成见表1。

不同细度超细矿物掺合料对活性指数的影响如图8所示，随着超细粉体粒径的减小，7d活性指数的变化不明显，28d活性指数呈现下降趋势，在超细粉体平均粒径为3.95μm时的活性指数可以达到最大(103%)。粒径越小的超细粉体颗粒具有更大的比表面积，能增加水化反应的接触面积，有利于强度稳定发展和达到更高的后期强度。 工业固废超细化粉磨制备过程中，固废颗粒逐渐由粗大不规整形状变为细小类球颗粒，同时物料发生着晶体结构及表面物理化学性质的改变[11]。粉磨过程中一部分粉磨能量转变为内能和表面能，可以有效提高超细矿物掺合料的活性。