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钢渣是钢铁厂炼钢过程中产生的废渣,其主要化学组分和矿物相与硅酸盐水泥熟料类似,具有潜在的胶凝性能,被称为劣质的水泥熟料。但早期活性低、安定性差等因素限制其进一步开发利用。我国较发达国家对冶金渣的资源化利用技术起步晚、发展慢,其中对于钢渣的利用问题尤为突出。由于对钢渣性质研究不足、资源化利用途径较少等问题,现综合利用率不足25%,大量钢渣堆积,造成巨大的资源浪费及严峻的环境压力。本论文主要研究了钢渣、矿渣的胶凝性能,重点对与钢渣及钢渣-矿粉复掺的力学性能及相关的水化机理进行了分析与比较,为钢渣作为水泥混合材提供理论基础。课题以转炉钢渣为研究对象,采用物理激发手段对钢渣进行活性激发,参考国标GB 175-2007,分析了不同掺量下钢渣、钢渣-矿粉复合粉用作水泥混合材的相关性能,结果表明:(1)钢渣单掺做水泥混合材,掺比应控制在15%内,其中掺比5%时,钢渣水泥胶砂试块的3d、7d、28d龄期强度达到相应龄期纯水泥基准组强度的90.2%、93.7%、96.8%。(2)钢渣-矿粉复掺,两者能起到优势叠加效应,有助于水泥强度发展,其总掺比应控制在50%内,掺50%水泥、25%钢渣、25%矿粉试验胶砂试块,其3d、28d龄期抗折、抗压强度分别为4.3MPa、21.2MPa、8.5MPa、55MPa,满足52.5级矿渣硅酸盐水泥强度要求。(3)经扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析得,钢渣-矿粉水泥复合微粉与水泥的水化产物种类相似,结构存在差异,水化产物均为层叠状Ca(OH)2、絮凝状硅酸钙凝胶(C-S-H)、针棒状钙矾石(AFt)晶体,水化铝酸钙(C-A-H)等水化产物。(4)大掺量钢渣(60%以上)造成水泥安定性不良。当掺量控制在25%内,钢渣可以作为水泥混合材应用于水泥生产中。