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钢渣的表面改性研究

赵国  
【摘要】:随着工业的发展,人们对钢铁的需求越来越大,随之带来大量钢渣的排放, 占用了大量的土地,给环境造成巨大的污染。这就需要人们对钢渣进行综合利用, 以变废为宝。当前钢渣主要用来生产水泥和作建筑集料,为了拓展其应用途径, 有必要对钢渣进行深入研究。近来,粉体表面改性研究是粉体深加工的重要手段。 但对钢渣粉体的表面改性研究还少有报道。 本实验就是通过使用表面活性剂与钢渣在行星磨中共同粉磨进行表面改性, 对改性效果进行表征,研究改性后钢渣的特性,探索钢渣应用的新的途径。并用 经硬脂酸改性后的钢渣填充改性 PP,研究复合材料的拉伸、弯曲、热变形温度、 冲击等物理、力学性能。同时通过净浆小试体实验观察改性后钢渣的胶凝性能。 粒度、密度分析表明所选的活性剂对钢渣产生了良好的助磨效果。随着时间 的延长粉磨过程分明显的三个阶段:大颗粒的破碎、细化,细小颗粒所占比重迅 速增加;细小颗粒之间发生团聚,颗粒粗化;粉磨过程达平衡阶段。扫描电镜分 析表明,加入改性剂后,钢渣的表面形貌发生了显著变化,由不规则形状变得更 加规整,小颗粒含量增多。随着粉磨时间的延长,钢渣颗粒的规整度进一步提高。 通过硬脂酸对钢渣颗粒进行表面改性发现,改性后钢渣的活化指数随粉磨时间、 硬脂酸用量的变化有规律变化。要达到最佳的改性效果粉磨时间、硬脂酸用量有 最佳值。红外光谱分析表明,钢渣与硬脂酸的作用是通过化学键合作用实现。X 射线分析发现,随着粉磨时间的延长,衍射峰强度发生弱化甚至消失,钢渣颗粒产 生了结构缺陷和晶格畸变,产生非晶化现象,最终非晶化与再结晶达到动态平衡。 将钢渣用硬脂酸进行表面改性处理后填充到 PP 材料中,测试复合材料的力 学性能发现,随着改性钢渣用量的增加复合材料的拉伸、缺口冲击强度下降,弯 曲强度在小掺量时(小于 30%)比纯 PP 提高,热变形温度提高显著。 在用改性后钢渣进行净浆实验发现,改性剂作用明显。 经减水剂MM改性后 的钢渣可减少水灰比,随着水灰比的减少小试体强度提高。但过多的减水剂 MM 添加量使得小试体的抗压强度减小,在水灰比为 0.28 时 28 天强度减少 4.19 倍。 用早强剂 LYF 与钢渣共同粉磨改性,改性后钢渣净浆小试体的早期抗压强度明显 I WP=4 提高,比同条件下的未加 LYF 的钢渣小试体增加 1.64 倍,同时后期强度也有增 长。可见,所选改性不仅起到助磨作用,同时还起到了自身作为混凝土外加剂时 的作用效果。


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