水淬电炉钢渣制备高强度复合水泥研究成功

　　一种由钢铁企业产生的废渣———水淬电炉钢渣与粉煤灰、石灰石组成的高强度复合水泥在湖北黄石秀山集团研究成功。

　　当地钢铁企业在电炉炼钢工序中有水淬电炉钢渣（灰白色粉末）排出，经过对该废渣进行化学成分分析及矿物组成研究以后，水淬电炉钢渣在电炉炼钢过程中为去除硫、磷等杂质，净化钢种，加入高品位萤石及优质石灰，废渣中含有较高的氧化钙、二氧化硅，出炉时经过水急冷（水淬），使其保持了较高的潜在物理化学活性。该废渣的主要矿物组成为硅酸二钙、氟铝酸钙、方镁石等，尚含有一定数量的铝酸一钙、二铝酸一钙、氧化亚铁等。其中氟铝酸钙系快凝、快硬高早强矿物，具有溶解度大、溶解速度快的特性。铝酸一钙为快硬不快凝高强矿物。两种矿物均对水泥水化过程产生显著的促凝促硬效果，对提高水泥的早期强度有益。此外，适量的氧化镁在水泥水化后期仍持续缓慢水化生成氢氧化镁凝胶，并产生一定的微膨胀应力，可显著增加水泥内部微观结构的敛密性。同时，废渣中的主要矿物硅酸二钙对水泥28天及以后强度的发挥贡献较大，上述因素复合后，提高了水泥的后期及长期强度。

　　工业生产过程中，采用的水淬电炉钢渣比例在20%以上，水泥成品细废控制在3.0%以下，水泥中的SO3含量在2.5%~2.7%，制备的32.5级水泥3天抗折、抗压强度≥3.9/18.5MPa，28天抗折/抗压强度≥7.8/38.0MPa；42.5级水泥3天抗折/抗压强度≥5.8/24.1MPa，28天抗折抗压强度≥8.3/47.7MPa。已达到早强型复合水泥标性要求，解决了单搭粉煤灰做混合材时水泥早期强度偏低的弊端。

　　该复合水泥早期强度高、凝结硬化快、后期强度持续增长，具有良好的施工性能和微膨胀和自密实功能，适用于大体积水下工程及潮湿环境中混凝土的配置。同时，该水泥碱含量低（<0.50%）、水化热低、抗裂及抗干缩能力强，能有效防止碱骨料反应，提高混凝土的密实性及耐久性。

　　以年产20万吨水泥厂为例，生产水淬电炉钢渣复合水泥相对于生产矿渣水泥而言，每年可增加效益360万元，大量综合利用工业废渣，并在净化环境的同时，具有巨大的潜在社会效益。