改性脱硫灰矿渣粉煤灰制备生态型胶凝材料

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钢铁行业是国家重要的基础产业,同时又是高能耗、高排放、增加环境负荷源头的行业。其中,烧结工艺过程排放的SO2量约占钢铁企业生产系统的60%,因此,控制烧结机生产过程SO2的排放,是钢铁企业SO2污染控制的重点。 目前,烟气脱硫工艺可分为湿法、干法和半干法,湿法脱硫产物称之为脱硫石膏;干法和半干法脱硫产物均称为脱硫灰。随着这三种脱硫工艺的发展,脱硫副产物的产生量将会越来越多,如果只是简单地堆放,不但将占用大量的土地,还会对环境造成严重的二次污染。因此,对脱硫副产物的综合利用研究成为当前急需解决的问题。 现有研究表明,钢铁烧结行业湿法脱硫产物—脱硫石膏已经得到了利用,它的利用途径很广泛,在水泥、建筑等领域都有应用,尤其在新型建筑材料方面,石膏制品有着特殊的地位。干法脱硫灰由于比半干法脱硫灰易于处理,因此,现已有将干法脱硫灰用做水泥混合材的研究报道。虽然半干法烟气脱硫技术(SDFGD)既具有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点,又具有干法无污水和废酸排出、脱硫后产物易于处理的优点,但半干法脱硫灰鉴于其特殊性质的原因,目前尚没有其综合利用的研究成果。 本文就是以钢铁行业半干法烧结烟气脱硫灰为研究对象,运用粒度分布、化学分析等方法对其进行分析后,通过正交及单因素优化实验研究其在制备生态型胶凝材料中的最适宜条件。同时,为了降低生产成本,本文采用少熟料水泥体系,即用大量的固体废弃物代替水泥熟料。由于矿渣具有潜在的水硬活性,用来制备水泥时可起到与水泥熟料相同的作用,且它也是钢铁行业产生的固体废弃物之一,因此,为了有效利用它,本研究采用矿渣代替水泥熟料。按照最新标准《通用硅酸盐水泥》(GB175—2007),矿渣硅酸盐水泥P·S·B(矿渣掺量>50%且≤70%)的材料为符合GB/T203或GB/T18046的活性混合材料,其中允许用不超过水泥质量8%的粉煤灰代替部分矿渣,因此,本研究中也掺入了一小部分粉煤灰。 最后,鉴于水泥制品使用时间较长,本文又对研制出的最优配比试样的耐久性进行了研究,通过测定其长期强度、抗硫酸盐性和抗冻性三个指标得出,改性脱硫灰与矿渣粉煤灰复掺后制备的生态胶凝材料耐久性能良好。
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