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Influence of steel slag fineness on the hydration of cement-steel slag composite pastes

北京交通大學土木工程學院、建筑材料工業技術信息研究所、清華大學土木工程系。、

這篇文章探討了鋼渣細度對水泥-鋼渣復合漿體水化的影響。以下是文章的核心內容概述：

**摘要**:

- 鋼渣有潛力用作礦物摻合料，但其廣泛的應用受到低活性的限制。磨細可能增加渣的水化活性。然而，關于超細鋼渣在復合水泥漿中的作用知之甚少。本研究調查了含磨細鋼渣樣本的水化、微觀結構和宏觀性能。結果表明，大多數含超細鋼渣的漿體具有更長的凝結時間。此外，大多數砂漿的抗壓強度在含有超細鋼渣時會降低，而不是增加。進一步的調查揭示了隨著細度的增加，鋼渣漿體產生更多的水化熱和更高含量的Ca(OH)2，而復合漿體則顯示出相反的趨勢。這表明，盡管更細的鋼渣本身表現出更高的反應性，但它們在復合漿體中抑制了水泥的水化。在大多數樣品中，這種抑制作用占主導地位，而填充效應和增加的渣活性在復合漿體中似乎不太重要。

**1. 引言**:

- 鋼渣是煉鋼過程中產生的副產品，其產量占粗鋼的15-20%。中國每年排放約1億噸鋼渣，但利用率不到30%。因此，提高鋼渣的利用率是必要的。鋼渣的化學成分主要是CaO, Fe2O3, SiO2, MgO, MnO, 和 Al2O3。主要礦物相是C3S, C2S, C2F, 和RO相。由于其類似水泥的化學成分和相，鋼渣被視為低等級的“水泥"。鋼渣的低水化活性顯著限制了其在基于水泥的材料中的適用性。

**2. 實驗**:

- 使用了普通波特蘭水泥和來自中國不同地區的10種鋼渣。通過超細球磨機和三乙醇胺(TEA)作為研磨劑進行研磨，生產出不同細度的鋼渣樣品。

**3. 結果**:

- 實驗結果表明，大多數含超細鋼渣的復合漿體的凝結時間延長，抗壓強度降低。

**4. 討論**:

- 選取具有代表性的鋼渣樣品A、C和D進行進一步研究。實驗結果表明，更細的鋼渣具有更高的水化活性，但在復合漿體中，鋼渣抑制了水泥的水化，并且隨著細度的增加，這種抑制作用變得更加明顯。

**5. 結論**:

- 鋼渣的細度可以有效地提高其水化活性，但在水泥-鋼渣復合漿體中，鋼渣抑制了水泥的水化，這種抑制作用隨著細度的增加而增強。超細鋼渣在水泥水化中起到的抑制作用占主導地位，而通過研磨提高的鋼渣水化活性則顯得不那么重要。因此，大多數含超細鋼渣的樣品顯示出延長的凝結時間和降低的抗壓強度。超細鋼渣還表現出更好的物理填充效應，可以在一定程度上改善水泥水化中的抑制作用。

- 包含了水泥和鋼渣的粒徑分布曲線、原材料的化學成分、礦物相、不同年齡的熱重分析(TGA)和差熱分析(DTA)曲線、純水泥和復合漿體在120小時內的水化熱累積、以及三乙醇胺(TEA)的含量等詳細信息。