钢渣RO相组成结构与溶解性能研究

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钢渣作为辅助胶凝材料应用于水泥混凝土中,是解决钢渣堆积量大的一种有效手段。为解决钢渣活性低的问题,对钢渣中的RO相进行分析和研究是十分必要的。本论文以钢渣中的RO相为研究对象,探索了RO相的组成结构和溶解性能,并建立RO相组成结构与钢渣活性和其自身溶解性之间的联系,最后对RO相的溶解性能进行优化研究,为钢渣建材资源化利用提供理论基础。  研究了RO相组成结构对钢渣活性的影响。选用三种产地不同的钢渣对其进行强度和溶解性测试,用于表征钢渣活性;用扫描电子显微镜(SEM)背散射电子(BSE)结合能量色散X射线(EDX)以及X射线衍射仪(XRD)分析了三种产地不同的钢渣中RO相形貌、组成和结构,探索RO组成结构对钢渣活性的影响。结果表明:三种产地不同的钢渣活性大小依次为LG>HG>JG,RO相是由FeO、MgO、CaO和MnO四种氧化物结合形成的固溶体,呈现面心立方结构,这种组成结构不易溶解和水化,对钢渣活性有不利的影响。  提取了钢渣中的RO相,研究了原始钢渣中RO相的溶解性能,建立了RO相组成、结构与其溶解性的关系。研究表明:水杨酸-乙醇(SAE)溶液能够代替水杨酸-甲醇(SAM)溶液溶解钢渣中的硅酸盐相,并得到SAE溶液溶解钢渣中硅酸盐相的最佳试验条件;钢渣先经过SAE溶液溶解硅酸盐矿物相,后经过氢氧化钾-蔗糖(KOSH)溶液溶解铁酸盐矿物相,最终能够得到较为纯净的RO相。RO相的溶解性能比钢渣的溶解性能差,RO相中固溶的MgO含量越多,RO相的体积变化率越大,溶解率越大,有利于RO相的溶解。  对RO相的溶解性进行了优化研究。在实验室烧制了不同MgO/FeO比例的RO相,从溶解量、离子电导率、pH值和各元素离子浓度四个方面对RO相的溶解性能进行评价。研究结果表明:不同MgO/FeO比例的RO相的溶解性不同,MgO/FeO比例越大,溶解性能越好。增大溶液碱度和掺加络合剂TEA都能够促进RO相的溶解,使RO相的溶解率变大,溶液的电导率提高,能够提升溶液中Mg和Fe离子的浓度,具有一定的增溶效果。
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