中國鐵合金網訊:近10年來,硅錳合金的產量不斷增長,每年約有300萬t的硅錳渣產生,大量排放的硅錳渣不僅占用土地資源,而且還造成了嚴重的環境污染,因此研究其在建筑材料中的資源化利用具有重要的現實意義。
通過對硅錳渣理化特性進行了較充分研究,并對硅錳渣在建筑材料中的利用分別開發了用于水泥混凝土摻合料、堿激發膠凝材料和路面混凝土集料三條途徑,同時探索了熱活化和調質熱活化兩條技術途徑來提高塊狀硅錳渣摻合料活性。
研究主要得出以下結論:
- 錳渣主要含有CaO(25%~27%)和SiO2(35%~37%)等成分,質量系數和堿性系數分別約為1.0和0.8。塊狀硅錳渣主要含有CaSiO3、CaAl2O4、Ca2Al2SiO7、Ca2MgSi2O7、MgSiO3等礦物成分。顆粒狀硅錳渣主要由非晶體和少量的硅酸鋁和石英等礦物組成。塊狀硅錳渣和顆粒狀硅錳渣水泥膠砂的28d抗壓強度比分別為82.6%和93.3%,可用作水泥混凝土摻合料和堿激發膠凝材料等。
- 硅錳渣摻合料的摻入會降低水泥凈漿、膠砂和混凝土的早期強度,但摻量在10%~20%左右時水泥基材料的后期強度和混凝土耐久性得到提高,摻合料越細其增強效果越好,且顆粒狀硅錳摻合料優于塊狀硅錳渣摻合料。
- 熱活化和調質熱活化工藝提高塊狀硅錳渣早期活性約50%,熱活化塊狀硅錳渣后期活性有所降低,而調質熱活化塊狀硅錳渣后期活性與未處理塊狀硅錳渣相當。煅燒1050℃后急冷的塊狀硅錳渣顆?;钚宰罡?,以CaO作為調質劑調質硅錳渣質量系數到1.48并經1050℃煅燒后急冷的調質熱活化塊狀硅錳渣活性最好。
- 無水硫酸鈉、氫氧化鈉和水玻璃作為顆粒狀硅錳渣膠凝材料激發劑時最佳摻量分別為3%、4%和5%。水玻璃激發效果最好,其摻量為5%時堿激發顆粒狀硅錳渣膠凝材料的28d抗壓強度和抗折強度分別達到64.1MPa和9.5MPa。
- 塊狀硅錳渣粗集料按照適當比例級配后適用于各類路面混凝土。塊狀硅錳渣粗集料取代率超過50%以后,路面混凝土的力學性能和耐磨性能分別提高了10%和30%、干燥收縮值降低了15%。塊狀硅錳渣作為粗集料應用于路面混凝土中時可以完全取代天然粗集料,使得塊狀硅錳渣在混凝土中的利用率達到100%。
上述研究表明:硅錳渣在水泥混凝土、堿激發膠凝材料和路面混凝土等建筑材料領域的利用不僅能夠減少硅錳渣的環境污染,還能獲得性能優良的建筑材料,可以廣泛的加以推廣應用。
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