Influence of steel slag fineness on the hydration of cement-steel slag composite pastes

北京交通大学土木工程学院、建筑材料工业技术信息研究所、清华大学土木工程系。、

这篇文章探讨了钢渣细度对水泥-钢渣复合浆体水化的影响。以下是文章的核心内容概述：

**摘要**:

- 钢渣有潜力用作矿物掺合料，但其广泛的应用受到低活性的限制。磨细可能增加渣的水化活性。然而，关于超细钢渣在复合水泥浆中的作用知之甚少。本研究调查了含磨细钢渣样本的水化、微观结构和宏观性能。结果表明，大多数含超细钢渣的浆体具有更长的凝结时间。此外，大多数砂浆的抗压强度在含有超细钢渣时会降低，而不是增加。进一步的调查揭示了随着细度的增加，钢渣浆体产生更多的水化热和更高含量的Ca(OH)2，而复合浆体则显示出相反的趋势。这表明，尽管更细的钢渣本身表现出更高的反应性，但它们在复合浆体中抑制了水泥的水化。在大多数样品中，这种抑制作用占主导地位，而填充效应和增加的渣活性在复合浆体中似乎不太重要。

**1. 引言**:

- 钢渣是炼钢过程中产生的副产品，其产量占粗钢的15-20%。中国每年排放约1亿吨钢渣，但利用率不到30%。因此，提高钢渣的利用率是必要的。钢渣的化学成分主要是CaO, Fe2O3, SiO2, MgO, MnO, 和 Al2O3。主要矿物相是C3S, C2S, C2F, 和RO相。由于其类似水泥的化学成分和相，钢渣被视为低等级的“水泥”。钢渣的低水化活性显著限制了其在基于水泥的材料中的适用性。

**2. 实验**:

- 使用了普通波特兰水泥和来自中国不同地区的10种钢渣。通过超细球磨机和三乙醇胺(TEA)作为研磨剂进行研磨，生产出不同细度的钢渣样品。

**3. 结果**:

- 实验结果表明，大多数含超细钢渣的复合浆体的凝结时间延长，抗压强度降低。

**4. 讨论**:

- 选取具有代表性的钢渣样品A、C和D进行进一步研究。实验结果表明，更细的钢渣具有更高的水化活性，但在复合浆体中，钢渣抑制了水泥的水化，并且随着细度的增加，这种抑制作用变得更加明显。

**5. 结论**:

- 钢渣的细度可以有效地提高其水化活性，但在水泥-钢渣复合浆体中，钢渣抑制了水泥的水化，这种抑制作用随着细度的增加而增强。超细钢渣在水泥水化中起到的抑制作用占主导地位，而通过研磨提高的钢渣水化活性则显得不那么重要。因此，大多数含超细钢渣的样品显示出延长的凝结时间和降低的抗压强度。超细钢渣还表现出更好的物理填充效应，可以在一定程度上改善水泥水化中的抑制作用。

- 包含了水泥和钢渣的粒径分布曲线、原材料的化学成分、矿物相、不同年龄的热重分析(TGA)和差热分析(DTA)曲线、纯水泥和复合浆体在120小时内的水化热累积、以及三乙醇胺(TEA)的含量等详细信息。