钢渣作为一种冶金工业废渣，随着钢铁工业的发展，大量的钢渣被排放和堆积，不仅占用土地，而且污染周围环境。钢渣组分中含有C3S、C2S等活性矿物组分，具有一定胶凝活性性，水化后具有与水泥类似的水化产物[1-3]。因而，可以用钢渣作水泥和混凝土掺合料。然而，钢渣的生成温度一般在1600℃以上，高于硅酸盐水泥熟料的生成温度1450℃，其矿物结晶致密、晶粒较大，被称为“过烧水泥熟料”，是一种具有潜在活性的胶凝材料试验中使用的硅酸盐水泥熟料由陕西盛威建材集团有限公司提供；所用钢渣由陕西龙门钢铁有限公司提供；石膏是商业上可获得的工业石膏；化学活化剂是一种市售分析纯普通试剂。原材料的化学成分见表1。本次试验钢渣为转炉钢渣，碱度系数为2.17，属于硅酸二钙渣。通过XRD分析实验钢渣的矿物组成，如图1所示。其矿物成分主要是蒙脱石、钙铁橄榄石、菱锰矿，RO相以FeO、硅酸二钙为主，还有少量氢氧化钙、游离氧化钙和氧化镁。钢渣的SEM图如图2所示，从中可以看出有更多的类圆形C2S颗粒。。钢渣的活性问题制约着它的发展与应用，因此钢渣的建材资源化利用必须经过活化处理工艺。钢渣的活性激发手段主要有物理激发法、化学激发法以及复掺硅质胶凝材料激发法等，试验在机械激发的基础上研究了不同化学激发剂对钢渣的活化处理，分析不同激发剂的激发效果，为制备钢渣绿色胶凝材料打下了基础。
1试验原材料及方案
1.1测试原材料
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1.2试验方案1.2测试计划
利用实验球磨机将钢渣粉磨到一定的比表面积，通过分析确定钢渣的最佳比表面积。采用化学激发剂对钢渣进行活化，测试其制备的钢渣胶凝材料的机械强度，并计算其胶凝活性。根据《水泥和混凝土用钢渣粉》(GB/T20491-2006)中规定的方法，钢渣的胶凝活性用砂浆强度总活性(A)来表征。总活动包括7天和28天，计算公式如下:
在这个公式中，A & mdash钢渣粉的总活性，%;Rt & mdash测试砂浆在相应龄期的强度，单位为兆帕(MPa)；R0 & mdash比较相应龄期的砂浆强度，单位为兆帕(MPa)。2测试结果和分析
2.1机械激励测试
研究了不同研磨时间对钢渣比表面积的影响，测试结果见表3。检测钢渣的总活性，测试结果如图3所示。从表3可以看出，随着球磨时间的增加，钢渣的比表面积逐渐增大。球磨时间从30分钟到60分钟迅速增加，90分钟后增长趋势缓慢。利用现有设备，增加球磨时间，比表面积没有明显增加，一定程度上是球磨后粉体团聚造成的。从图3可以看出，随着钢渣比表面积的增加，总活性(A)呈增加趋势。总活性与比表面积的关系类似于钢渣球磨时间与比表面积的关系。钢渣达到一定比表面积后，随着比表面积的增加，总活性增长速度变慢。综合考虑各方面因素，选择球磨时间60分钟、比表面积480 m2/kg、总活性80%钢渣作为推广应用的参数较为合理。
2.2化学激发试验选择常用的化学激发剂如硅酸钠、碳酸钠、硫酸钠和自制的复合激发剂进行探索性实验。
2.2.1单体水玻璃激发
激发剂选用市售单体水玻璃，模数为2.44，掺量为胶凝材料的1%~5%。根据《水泥砂浆强度试验方法(ISO法)》(GB/T17671-1999)将水泥砂浆样品成型，并检测其7天和28天的砂浆强度，还检测其总活性A。测试结果如图4所示。当水玻璃掺量为1%时，可以很好地激发钢渣的胶凝活性。但随着掺量的增加，钢渣的总活性逐渐降低。因此，认为单体硅酸钠的最佳用量为1%左右。
