碳化养护对冶金渣-熟石灰砂浆性质的影响.pdf

第 3 6卷第 4期 2 0 1 4年 8月 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 J o u r n a l o f Ci v i l ．Ar c h i t e c t u r a l En v i r o n me n t a l En g i n e e r i n g Vo I ． 3 6 NO ． 4 Aug ． 2 01 4 d o i 1 0 ． 1 1 8 3 5 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 4 4 7 6 4 ． 2 0 1 4 ． 0 4 ． 0 1 5 碳化养护对冶金渣一 熟石灰砂 浆性质的影响 曹伟达 ， 杨全兵 同济大学 材料科 学与工程 学院； 先进 土木 工程材料教 育部重点 实验 室，上海 2 0 0 0 9 2 摘要 主要研究了碳化养护对冶金渣一 熟石灰 S mS S L 砂浆性质的影响 ， 并通过 X R D、 真孔隙率 和 D T A／ T G研 究了影响机理和 S mS S L砂浆的环保效果。实验结果表明 碳化养护 可提 升 S mS - S L砂 浆的 强度 ， 改善 它 的 体 积 稳 定 性 和 安 定 性 。 随 着 复合 微 粉 中钢 渣 比 例 的提 升 ， 碳 化 养 护 对 S mS S L砂 浆 的增 强 效 果 逐 渐 提 升 ， 而 对 体 积 稳 定 性 的 改 善 效 果却 逐 渐 减 弱 。 以钢 渣 为 原 料 的 S mS S L砂 浆 的环保 效 果较 为显著 ， 其钢 渣利 用率 达到 2 7 ． 8 ， 固碳 率达 到 6 ． 4 。 关键词 砂 浆； 冶金渣； 碳化养护； 环保效果 中图分 类号 X7 5 7 文献标 志码 A 文 章编 号 1 6 7 4 4 7 6 4 2 0 1 4 0 4 0 0 9 2 ～ 0 6 Efle e t o f t he Ca r b o n a t i o n o n t h e S t e e l ma ki ng S l a g - S l a ke d Li me M o r t a r Oao Wei d a，Y an g Ou a n bi n g Ke y La b or a t or y o f Ad va n c e d Ci vi l En gi ne e r i ng M a t e r i a l s o f t he M i ni s t r y o f Edu c a t i on； S c h o o l o f Ma t e r i a l S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g ，To n g j i Un i v e r s i t y ，S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2，P．R．C h i n a Abs t r a c t The e f f e c t o f t h e c a r b on a t i o n on t h e pr o p e r t i e s o f t he s t e e l ma ki n g s l a g s l a ke d l i me Sm S SL m o r t a r a nd i t s m e c h a ni s m we r e ma i n l y i nv e s t i ga t e d ． Fu r t he r mo r e ，t he e nv i r o nme nt a l be ne f i t s o f t he Sm S - SL mo r t a r we r e d i s c us s e d a s we l 1 ．Re s u l t s i nd i c a t e d t ha t c a r bo n a t i o n c o ul d s t r e n gt he n t he SmS - SL mor t a r ， r e d u c e i t s d r y i n g s h r i n k a g e a n d i mp r o v e i t s s o u n d n e s s ． W i t h t h e i n c r e a s e i n t h e s t e e l s l a g c o n t e n t ，t h e s t r e n gt h e n i ng e f f e c t o f c a r bo na t i o n o n t he SmS S L mor t a r i s e n ha nc e d， bu t i t s dr y s hr i nk a ge r e du c t i o n e f f e c t i s we a ke ne d ． The SmS SL mor t a r us i n g s t e e l s l a g e x hi b i t s s i gn i f i c a n t e nv i r o nme nt a l be ne f i t s ． I t s CO2 s e q ue s t r a t i on e f f i c i e nc y a nd s t e e l s l a g r e c yc l e e f f i c i e nc y r e s p e c t i ve l y r e a c he s 6． 4 a n d 2 7． 8 ． Ke y wo r d s mo r t a r ；s t e e l ma k i ng s l a g；c a r b o na t i o n；e nv i r o nm e nt a l be ne f i t s 钢铁行 业 是 C O 排放 大户 。2 0 1 1年 ， 中国钢 铁 行 业 排 放 C O 1 0 ． 5 亿 t ， 约 占 全 国 总 排 量 的 1 5 l_ 1 ] 。据 研究 [ 2 ] ， 钢 铁行 业 排 放 的 C O 大 多通 过 废气排出， 废气 中 c O 的浓度为 1 O ～3 5 。显 然 ， 减少废气中的 C O 。是实现钢铁行业减排的有效 技术措施之一。另一方面， 钢铁行业也是冶金渣 包 括矿 渣 和钢渣 排 放 大 户 。据 统计 L 1 ] ， 2 0 1 1年 ， 中 国 矿渣和钢渣的排放量分别达到 1 ． 2亿 t 和 0 ． 8亿 t 。 其 中， 矿渣 已在 中 国得 到广 泛地应 用 ， 然 而 由 于活 性 低且 具 有 安 定 性 问题 ， 中 国钢 渣 的 利 用 率 还 不 到 1 O [ 3 ] 。根据 研 究[ 4 。 ] ， 碳 化 能 够 改 善 冶 金 渣 的性 能， 同时还可将 C O 永久 固定于冶金渣 中。如果能 够 利用 废气 中 的 C O 和 冶 金 渣 通 过 碳 化 反 应 制 备 出一种 建筑材 料 ， 那无 疑将 大大 降低 钢铁 行业 的 c O。 排放 ， 同时大大提高冶金渣 的利用率 。 2 0 0 2年 ， Ta k a h a s h i 等人[ 8 在该方 面进行 了探 收 稿 日期 2 0 1 4 0 1 1 8 基金项 目 “ 十一五” 国家科技 支撑计划 2 0 0 6 B AF 0 2 A2 4 作者简介 曹伟 达 1 9 8 5 一 ， 男 ， 博士生 ， 主要从事低碳建筑材料研究 ， E ma i l d a s ． v i d a f o x ma i l ． c o rn。 杨全 兵 通信作者 ， 男 ， 博士 生导 师， E ma i l q b y a n g t o n g j i ． e d u ． c n 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4 期 曹伟达， 等 碳化养护对冶金渣一 熟石灰砂浆性质的影响 索。他们通过碳化钢渣， 制备出一种与环境相容性 好的填海砌块 。2 0 0 9年， Wu等[ g 运用加 速碳化技 术处理矿渣一 钢渣材料 ， 制备 出一种强度 高， 安定性 好的碳化冶金 渣建筑 材料。2 0 1 0年 ， 丁亮[ 1 叩将 钢 渣 、 砂和石子等原料压制成型后 ， 运用高压高纯 C O 碳化， 制备出一种性能优 良的渗水路 面砖 。这些碳 化建材制品的研发为 C O 减排和冶金渣高效 利用 提供 了新的技术途径 。然而 ， 由于这些建材 制品的 制备大多需要高压成型和高纯 C O。 养护 ， 它们的减 排效果受到了极大的限制 。根据研究[ 1 ， 熟石灰能 够激 发 冶金渣 ， 并 且熟 石 灰本 身 也 是 固定 C O 。的理 想材料。因此 ， 我们 以冶金渣和熟石灰为原材料， 以 及废气中常见的 C O 。 浓度 2 0 ， 通过碳化养护制 备出一种新 型 的建筑 材料 “ 冶金 渣一 熟石灰 S mS S L 碳化砂浆” 。在工程应用之前 ， 相关的机理研究 是必 须 的 。鉴 于碳 化养 护是 制 备 S mS S L碳 化 砂浆 的重要步 骤 ， 本 文 重 点 研 究 碳 化 养 护 对 S mS S L砂 浆强度 、 体积稳定性和安定性的影响 ， 分析了相关的 作用机理和 S mS S L砂浆的环保效果。 1 实验 1 ． 1 原 材料 钢渣 由上海宝钢提供 ， 比表面积 4 5 0 m ／ k g ， 密 度 3 2 9 0 k g ／ m。 ； 矿 渣 由宝 田新 型 建 材 有 限 公 司提 供 ， 比表面积 4 2 0 m ／ k g ， 密度 2 8 7 0 k g ／ m。 ； 熟石灰 由制碱工业副产品水解制得 ， 含固量 5 0 。它们 的 化学成分见表 1 。骨料为河沙 ， 细数模度 2 ． 1 6 ， 堆积 密度 1 1 4 0 k g ／ m。 。 试验使用由 A i r l i q u i d 公司提供的纯度为 9 9 ． 9 9 ， 6 的 C 0 2 。碳化养护时， 通过 c O 2 传感器控制碳化养护 C O 2 浓度 在 2 0 2 ， 用 于模拟废气 的碳化环境 。 表 1原料化学成分 原料 S i Oz Al z 03 C a O Mg O Ti O 2 * 以 于 重量 计 1 ． 2 配 合 比 采用熟石 灰／ 复合微 粉 比 0 ． 2 ， 水 ／ 胶凝材料 熟石 灰复合微粉 比 0 ． 5 ， 砂／ 胶凝材料 比 2 ． 0 ， 复合微粉 构成 为 1 0 0 0, 4矿 渣 、 2 5 矿 渣一7 5 钢 渣 、 5 O 矿 渣一 5 o 钢渣 、 7 5 矿 渣一2 5 ％钢 渣 、 1 0 0 钢 渣 的 5种 配 合 比 表 2 研究碳 化养 护对 S mS - S L砂浆 的影 响 。采 用 S m S - S L净 浆试样 研究 碳化 养护 的作 用机 理和 S mS - S L砂浆的环保效果 ， 净浆配合比见表 2 。 表 2 S mS - S L砂浆试样和净 浆试样 配合比／ k g n i * 以干重量计 1 ． 3样 品 制备 试样按照 GB ／ T 1 7 6 7 1 1 9 9 9 的要求 ， 常规 搅拌后 浇注成 型 ， 尺 寸 为 4 0 mmX 4 0 mm1 6 0 mm。 试样 在湿 度 6 0 5 r h ， 温度 2 0 5℃ 的环境 中放 置 7 2 h 后脱模 ， 随后在 5 0℃下蒸 养 2 4 h 。冷却 晾干 后 ， 试样 被分 成两 组 。一组 放人 C O z 浓 度 2 O 2 ， 湿度 6 O 1 r h ， 温度 2 0 1℃的碳化设备中进行碳 化养护 ， 碳化完全后制得 S mS - S L碳化砂浆试样 ； 另 一 组放 人湿 度 6 O - - 5 r h ， 温度 2 O - - 5℃ 的密 闭容 器 内养护相 同的时间， 制得对 比砂浆试样。 净浆 试样 采用 相 同 的制 备 和处理 方 法 。 1 ． 4 测 试 及表征 试样 的强度和干缩率按照 G B T 2 5 4 2 2 0 0 3 口 进 行测 试 ； 试 样 的 安定 性 按 照 GB ／ T 7 5 0 1 9 9 2 _ 】 进 行测 试 。 S mS S L砂 浆 的 固碳 率 通 过 S mS - S L碳 化 净 浆 试样的 D T A／ T G曲线按照式 1 I 】 明 计算得出。 E 一 R 1 。 ／ E 1 一Rl 1 S ] 1 式中 E 为 S mS S L碳化砂浆的固碳率 ， 9 ／ 6 ； R 为 S mS S L碳化净浆试样 中碳酸盐特征 吸热峰对应 的 质量损失率 ， ； S 为砂／ 胶凝材料比。 S mS S L砂浆的冶金 渣利用率 按照式 2 _ 1 计 算得 出 。 E 一 1 ／ E 1 R 1 1 S ] 2 “ O 0 加 驰 如 ∞ 订 乱 L ∞ 弛 L * 渣渣灰 钢矿石 熟 o O 胛 L 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 9 4 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 第 3 6 卷 式中 E 为 S mS S L砂浆的冶金渣利用率 ， ； R。 为熟石灰／ 复合微粉比。 S m S - S L净浆试 样 的 X R D和热 分 析运 用 B r u k e r A X S D 8 A D V A NC E 粉 晶X 射 线 衍 射 仪 和 N E T Z S C H S T A4 4 9 C同步热分析仪进行测试。S INS - S L净浆试样的真孔隙率按照 I S O 5 0 1 7 1 9 9 8 l 1 进行 测试 。 2结果与讨论 2 ． 1 力学性 能 S mS S L碳化砂浆试样和对 比砂浆试样 的力学 性能见 图 1 ， 结果表明， 随着复合微粉 中钢渣 比例的 提高 ， 对比砂浆试样的力学性能显著下降， 而碳化砂 浆 的力 学 性能 却 未有 明显 变 化 。此 外 ， 由图 1还 可 看 出 ， 碳化 砂浆 试 样 的 力 学性 能 要 高 于 对 比砂 浆试 样 。例 如 ， 碳 化 砂 浆 试 样 A、 C、 E 的 抗 压 强 度 为 2 0 ． 8 、 1 9 ． 2和 2 O ． 2 MP a ， 分 别 是 对 比砂 浆 试 样 的 1 1 4 9 ／ 6 、 1 9 0 ％ 和 3 8 1 。可 见 ， 碳 化 养 护 可 以 增 强 S mS S L砂浆 ， 且随着复合微粉 中钢渣 比例 的提高 ， 增强效果逐渐提升 。 复合微粉中钢渣比例， ％ 注 对 比 砂 浆 { 蓑 嚣凄碳 化 砂 浆 { 羹 畿囊 图 1 S mS - S L碳化砂浆试样和对比砂浆试样的力学性能 2 ． 2干缩 率 S mS S L碳 化砂 浆试 样 和对 比砂 浆试 样 的干 缩 率见 图 2 ， 结果 表 明 ， 随 着复 合 微粉 中钢 渣 比例 的提 高 ， 碳 化砂 浆试 样 和 对 比砂浆 试 样 的干 缩 率 逐 渐 降 低。由图 2还可看 出， 碳化砂浆试样 的干缩率小于 对比砂浆试样 。例如， 碳化砂浆试样 A、 c、 E的干缩 率为 0 ． 0 4 5 、 0 ． 0 4 1 和 0 ． 0 3 4 ， 分别是对 比砂浆 的 3 5 ， 4 1 和 4 9 。可 见 ， 碳 化养 护 可改 善 S mS - S L砂 浆 的体积 稳 定 性 ， 然 而 随着 钢 渣 比例 的提 高 ， 改善效果却逐渐减弱。 2 ． 3安 定性 S mS S L碳 化砂浆 试 样 和 对 比砂 浆 试 样 的压 蒸 安 定性 测试 结 果 见 表 3 ， 结 果 表 明 ， 压 蒸 测 试 后 ， 随 着复合微粉中钢渣 比例的提高， 对 比砂浆试样 的破 蓬 褂 好 复合微粉 中钢渣比例， ％ 注 一 a } 比砂浆 一 砂浆砂浆 图 2 S mS - S L碳化砂浆试样和对 比砂浆试样 的干缩率 坏程度 加剧 ， 安定 性 问题变 得严 重 。与 之相 比 ， 碳 化 砂浆试样则 却全 部完 好， 且 它们 的膨 胀率 均 达到 G B ／ T 7 5 O 一1 9 9 2 E 中的要求 ≤ 0 ． 0 8 ， 即碳 化砂 浆试样安定性合格 。 表 3 S mS - S L碳 化 砂 浆 试 样 和 对 比 砂浆试样的压蒸安定性测试结果 2 ． 4 固碳率和冶金渣利用率 S mS S L碳化净浆试样 AP 、 C P和 E P的 DTA／ T G曲线如图 3所示 ， 结果可见 ， 碳化净浆试样 AP、 C P和 E P均在 7 5 0 ～8 5 0℃ 的位 置 出 现 吸 热 峰 ， 这 是 由 C a C O 。 脱 碳 分 解 所 引 起 的l_ 】 。 由 T G 曲线 得 出碳 化净 浆试 样 A P、 C P和 E P中 因 C a C O 。分解 所 造成的失重率分别为 1 0 ． 0 9 ／ 6 、 1 2 ． 5 和 1 6 ． 2 。由 公 式 1 计 算 得 出 ， 配 合 比为 A、 C和 E 的 S mS S L 砂 浆 的固碳 率分 别为 3 ． 7 O 、 4 ． 7 6 和 6 ． 4 4 。可 见 ， 随着复合微粉 中钢渣 比例的提高 ， S mS S L砂浆 的固碳 率 逐 渐 提 升 。其 中 ， 以 钢 渣 为 原 料 的 S InS S L砂 浆 配 合 比 E固碳 率 最 高， 每 吨 可 固定 C O 6 4 ． 4 k g 。此 外 ， 需 要注 意 的是 ， 由于 S mS S L砂 浆 E的冶金渣组分为钢渣， 它还可实现对钢渣 的高 效利 用。 由式 2 计 算 出， 它 的 钢 渣 利 用 率 为 2 7 ． 8 ％ 。 2 ． 5碳化 养护 的作 用机理 分析 由上述 试 验 结 果 可 见 ， 碳 化 养 护 可 改 善 S mS S L砂浆强度 、 体积稳定性和安定性。然而 ， 随着冶 金渣 组分 不 同 ， 碳 化 养 护 的 改 善 效 果 也 有 所 不 同。 为 了研究碳 化 养 护对 S mS - S L砂 浆 的作 用 机 理 ， 分 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4 期 曹伟达， 等 碳化养护对冶金渣一 熟石灰砂浆性质的影响 图 3 S mS - S L碳化 净浆试样 的 D T A ／ T G分析 别 运 用 X R D 和 I S O5 0 1 7 1 9 9 8 l 1 中 的 方 法 分 析 测 试 S mS S L碳 化净浆 试样 和对 比净浆 试 样 的矿 相 和 真 孔 隙率 。 2 ． 5 ． 1 X R D 冶金 渣 、 S mS - S L碳 化 净 浆 试 样 和对 比净浆试样的 X R D图谱如图 4所示， 结果表明， 矿渣 的主要成分为玻璃相 ， 活性较高 ； 钢渣 的主要成分为 无活性的铁氧化物 ， 活性成分如 C 2 s和玻璃相的含量 很少 ， 活性较低 。另 外 ， 需要 特别注 意 的是 ， 钢 渣含有 一 定量的 f - C a O， 表明它可能存在安定性问题l 1 。 在 对 比净 浆试 样 中 图 4 b ， C a OH 是 其 主 要 成分 ， 并 且 随 着 复 合 微 粉 中 钢 渣 比例 的 提 高 ， C a OH 衍射 峰逐 渐增 强 。此外 ， 值得 注意 的是 ， 在 对 比净 浆试样 AP和 c P中出现 明显 的 C S H 衍 射 峰 ， 可 见 ， 与钢 渣 相 比 ， 矿 渣更 易 于被 熟 石 灰 所 激 发 。 碳 化养护 后 图 4 c ， 试样 中 C a OH 和 C S H 的衍 射峰 消 失 ， 而方 解 石 的衍射 峰显 著 增 强 ， 碳 化净 浆试样 AP和 C P中 出现 球霰 石 的衍 射 峰 ， 可 见 ， C a OH 和 C S H 在 碳 化 后 均 转 变 成 了 C a C O。晶 体 ， 并 形 成 了 不 同 的 晶 型。此 外 ，由 图 4 c 还 可 看 出 ， 随 着 复 合 微 粉 中 钢 渣 比例 的 提 高 ， 碳化净浆试样中方解石的衍射峰逐渐增强。 2 ． 5 ． 2 真孔隙率 S mS S I 碳化净浆试 样与对 比 净浆试样 的真孔隙率计算结果如表 5所示 ， 结果表 明， 随着复合微粉中钢渣 比例的提高 ， 对比净浆试样 的真孔隙率逐渐提高 ， 而碳化净浆试样 的真孔 隙率 却 基本 不变 。此外 ， 由表 5 还 可看 出 ， 碳化 净 浆试 样 的真孔隙率要小于对比净浆试样。 2 o ／ 。 1 ． C 2 S ； 2 ．C a O H a 3 C A C 0 3 ；4 ． F e O ； 5 ．F m O 4 ； 6 f - C a O ； 7 ．玻璃相 a冶金渣 2 0 ／ 。 1 ． C 2 S ； 2 ． C a O H 2 3 C a 03 4 ． F e f 5 ．F mO4 ； 6 ． C a s iO 7 C S H b对 比净浆 斌样 2 0 ／ 。 1 ． C a 方懈石 ； 2 C 2S ； 3 F e O ； 4 ．c a 3 球霰石 t2 碳 化净浆试样 图 4冶 金 渣 、 S mS - S L碳 化 净 浆试 样 和 对 比净 浆 试 样 的 XRD 图谱 表 5 S mS - S L碳 化 净 浆试 样 和 对比净浆试样 的真孔隙率计 算结果 ％ 2 ． 5 ． 3 讨论综合分析结果可以得出 与矿渣相比， 钢渣活性较 低 ， 经过 熟 石 灰激 发 后 ， 钢渣 生 成 的 c S H 较少 ， 消耗 的 C a O H 也较 少 。 因此 ， 随着 复 合微 粉 中钢渣 比例 的提 高 ， S mS - S L砂 浆 中 的 C S H 含 量 逐 渐 减 少 ， 而 C a 0H 含 量 则 逐 渐 增 加 图 4 b 。 由于 C s H是砂浆的主要胶凝成分 ， 同 时也是引起砂浆体积稳定性问题的主要因素口 ， 因此 随着复合微粉中钢渣比例的提高 ， 对 比砂浆试样的强 O 75 2 O 7 5 2 0 7 5 2 喜 霞 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 第3 6 卷 度和干缩率逐渐降低 图 1 、 2 。 碳化养 护后 ， S mS - S L砂 浆 中的 C a O H 全部转 变成方解石型 C a C O a 。由于方解石型 C a C 0 3的自身 强度高于 C a OH ， 且其摩尔体积大于 C a OH z ， 高 出约 l 1 ． 8 9 ／ 5 [ 2 ， 因此 ， 方解石型 C a C O 3 将逐步填充砂 浆 中 的孔 隙 ， 进 而提高砂浆 的密实 度 和强度 。而另一 方 面 ， 碳化养 护会 使 C S H 分解成球霰 石型C a C O 3 和硅胶 _ 2 弛 ] 。 由于 CS H 是 砂 浆 的 主 要 胶 凝 成 分 ， 它 的分 解 必然会 降低 砂浆 的强 度 。可 见 ， 取 决 于 砂浆 中 C a OH 。和 C S H 的 含 量 ， 碳 化 养 护 对 S mS - S L砂 浆的强度会有 两种截然 相反 的影响 。 由于 随着复合微粉中钢渣 比例 的提高， 砂浆 中 CS H 含量逐 渐降低 ， C a OH 含量逐渐增 加 ， 因此 ， 碳 化养 护后 ， 砂 浆中生成 的方 解 石型 C a C O 。增加 ， 而分 解 的 C S H 减少 图 4 c ， 这 使得碳化养护对 S mS - S L砂 浆 的增强效果逐渐 提升 图 1 。 如前所述 ， 碳化养护后 ， 体积稳定性差 的 cs H 将 分 解 成 C a C O。 球 霰 石 型 和硅 胶 。虽 然 硅 胶 也会 引起 收缩 ， 但 它 的含 量 要 比体 积稳 定性 高 的 C a C O 。 包括 方 解 石 型和 球 霰 石 型 少 很 多 。 因此 ， 与对 比砂浆相 比， 碳化砂浆具有更为优 良的体积稳 定性 图 2 。显 然 ， S mS S L砂 浆 中的 CS H 含 量越高， 碳化后 ， 分解的 C S H就越多 ， 砂浆体积 稳定性 的改善效 果也 就越 明显 。这 很好 的解 释 了随 着复合 微 粉 中 钢 渣 比例 的 提 高 ， 碳 化 养 护 对 S mS s I 砂浆体积稳定性 的改善 效果逐渐减 弱 的原 因。 此外 ， 由于 f C a 0 会 与 C O 反 应 形 成 C a C O。 ， S mS S I 砂 浆 的安 定 性 问题 也 在 碳 化 养 护 后 得 到 了改 善 表 3 。 3 结 论 1 碳 化养 护 可 以提 升 S mS S L砂 浆 的 强度 ， 改 善它 的体 积稳定 性 和安定 性 。 2 随着 复 合 微 粉 中钢 渣 比例 的 提 高 ， S mS S L 对 比砂浆 试样 的强 度 和 干缩 率 降 低 ， 安 定 性 问题 变 得严重 ； S InS S L碳化砂 浆试样 的强度未 有明显变 化 ， 干缩率下降且安定性均合格。 3 与矿渣相 比 ， 钢渣 生成 的 C S H 较少 ， 消耗 的 C a OH 较少， 因此随着复合微粉 中钢渣 比例的 提高 ， 碳化对 S mS - S L砂浆的增强效果逐渐增 强， 而 对体积稳定性的改善效果则逐渐减弱。此外， 由于钢 渣 中的 { - C a O在碳化后 转变成 了 C a C O a ， 碳 化还 可 以 改善 S mS - S L砂浆 的安定性 问题 。 4 以钢渣为原料 的 S mS - S L砂浆环保 效果较 为显 著， 其固碳率和钢渣利用率分别达到 6 ． 4 和 2 7 ． 8 ％。 参 考 文献 [ 1]中国 国家 统计局．中国统计年 鉴 2 0 1 1 一 主要 工业 产 品 产量E M] ．北京 中国统计 出版社 ， 2 0 1 2 ． [ 2]C h e mi c a l I n d u s t r y V i s i o n 2 0 2 0 T e c h n o l o g y P a r t n e r s h i p ． C a r b o n d i o x i d e s e p a r a t i o n t e c h n o l o g yRb - D n e e d s f o r t h e c h e mi c a l a n d p e t r o c h e m i c a l i n d u s t r i e s[ E B ／ O L ] ． 2 0 0 7 0 5 、． h t t p t w ．Ch e mi c a l v i s io n 2 0 2 0 ． o r g ／ p d f s ／ C 02 一 Se pa r a t i o n _Re po r tV2 0 2 0一f i n - a 1 ． pd f ． [3] u J X， Yu Q J ， We i J X， e t a 1 ． S t r u c t u r a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d h y d r a t i o n k i n e t i c s o f mo d i f i e d s t e e l s l a g E J ] ． C e me n t a n d C o n c r e t e Re s e a r c h ， 2 0 1 1 ， 4 1 3 32 4 ． [ 4]Hu ij g e n W J J ，Wi t k a mp G J ， C o ma n s R N J ．Mi n e r a l C O2 s e q u e s t r a t i o n b y s t e e l s l a g c a r b o n a t i o n [ J ] ． E n v i r o n me n t a l S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y ，2 0 0 5，3 9 2 4 9 67 6 ． [ 5]E l o n e v a S ， Te i r S ， S a l mi n e n J ，e t a 1 ．F i x a t i o n o f C O 2 by c a r bo na t i ng c a l c i u m d e r i v e d f r o m bl as t f ur na c e s l a g E J 3 ．E n e r g y ， 2 0 0 8 ， 3 3 9 1 4 6 1 ． [6 ]L e k a k h S N，R a wl i n s C H，R o b e r t s o n V L，e t a 1 ． Ki n et i c s of a q ue o us l e a c hi ng a n d c a r b on i z a t i on of s t e e l ma k i n g s l a g [ J ] ． Me t a l l u r g i c a l a n d Ma t e r i a l s Tr a n s a c t i o n s B，2 0 0 8，3 9 1 1 2 5 ． [7] B o n e n f a n t D，Kh a r o u n e L， S a u v 6 S ， e t a 1 ． C O2 s e q ue s t r a t i on p o t e nt i al of s t e e l s l a gs a t a mb i e n t pr e s s u r e a n d t e mp e r a t u r e [J] ． I n d u s t r i a l 8 L E n g i n e e r i n g Ch e mi s t r y Re s e a r c h ，2 0 0 8，4 7 2 0 7 6 1 0 ． [8] T a k a h a s h i T， Ya b u t a K．N e w a p p l i c a t i o n s f o r i r o n a n d s t e e l ma k i n g s l a g[ J ] ．NKK T e c h n i c a l R e v i e w，2 0 0 2 ， 873 8 44 ． [9] wu H Z ， C h a n g J ， P a n Z Z， e t a 1 ． C a r b o n a t e s t e e l ma k i n g s l a g t O ma n u f a c t u r e b u i l d i n g ma t e r i a l s[ J ] ． Adv a n c e M a t e r i a l s Re s e a r e h，20 09，7 9 8 219 43 一 l 9 46 ． [ 1 O ] 丁亮．碳 化养护钢渣制 备渗水 路 面砖 E D] ．济 南 济南 大 学 ，2 0 1 0 ． [ 1 1 ] S h i C，Q i a n J ．Hi g h p e r f o r ma n c e c e me n t i n g ma t e r i a l s f r o m i n d u s t r i a l s l a g s a r e v i e w[J] ． R e s o u r c e s ， Co n s e r v a t i o n a n d Re c y c l i n g ，2 0 0 0，2 9 3 1 9 5 ． [ 1 2 ] GB ／ T 1 7 6 7 1 1 9 9 9 水泥胶砂强度检验方法 [ s ] ． [ 1 3 ] GB T 2 5 4 2 2 0 0 3 砌墙砖试验方法 [ s ] ． [ 1 4 ] GB ／ T 7 5 O 一1 9 9 2 水 泥压蒸安定性试 验方法E s ] ． E 1 5 ] 曹伟达 ， 杨全兵．钢渣一 熟石灰 碳化砖 的特性I- J ] ．硅酸 盐学报 ， 2 0 1 3 ， 4 1 1 0 1 3 9 5 1 4 0 0 ． Ca o W D， Ya n g Q B ． C h a r a c t e r i s t i c s o f c a r b o n a t e d s t e e l s l a g s l a k e d l i me b r i c k[ J ] ．J o u r n a l o f t h e C h i n e s e Ce r a mi c S o c i e t y ，2 0 1 3，4 1 1 0 1 3 9 5 - 1 4 0 0 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4 期 曹伟达， 等 碳化养护对冶金渣一 熟石灰砂浆性质的影响 9 7 [ 1 6 ]I S O 5 0 1 7 D e n s e s h a p e d r e f r a c t o r y p r o d u c t s - D e t e r mi n a t io n o f b u l k d e n s i t y ，a p p a r e n t p o r o s i t y a n d t r u e p o r o s i t y E s 3 ． 1 99 8 ． [ 1 7 ]陈 国玺．矿物 热分 析粉 晶分 析相 变 图谱手 册[ M3 ．成 都 四川科学 技术 出版社 ， 1 9 8 9 ． E 1 8 3