| Состав | Контрольный образец | Шлак из EAF (необработанный) | Шлак из EAF (с тепловой обработкой) |
| OPC % (включая гипс) | 50 | 50 | 50 |
| GGBS % | 50 | 30 | 30 |
| EAF % | | 20 | 20 |
| Вода стандартной консистенции | 29.5 | 26.5 | 26.5 |
| Время схватывания (в минутах) Начальное/конечное | 120 210 | 130 220 | 120 220 |
| Прочность при сжатии (мПа) при 27°C 1 день 2 дня 3 дня 4 дня | 14.1 32.2 47.0 58.6 | 13.8 28.0 45.0 58.0 | 14.1 31.0 44.8 61.0 |
Одним из наиболее впечатляющих свойств введения стального шлака является заметное снижение потребности в объеме воды, необходимом для получения стандартной консистенции. Не наблюдалось никакого существенного изменение времени схватывания для контрольного образца, содержащего только GGBS и никакого шлака из EAF. Хотя и имелось незначительное уменьшение прочности на ранней стадии твердения по истечении семи дней, прочность доходит до прежнего значения по истечении 28 дней. Образец, содержащий обработанный шлак из EAF, превосходит по параметрам контрольный образец по истечении 28 дней. Ожидается, что прочность этих образцов, содержащих шлак из EAF, превзойдет прочность контрольных образцов при сроках, превышающих 28 дней.
Параметры расширения и прочности кладки
Одним из основных ограничений, которые препятствуют использования стального шлака в качестве заполнителя, является его размерная нестабильность.7 Изменение объема происходит, по большей части, из-за присутствия несвязанной извести и несвязанного магния в виде периклаза. Хотя содержание несвязанного магния в шлаке из EAF, который рассматривается в настоящей работе, составляет менее 1%, нет возможности привести точные цифровые данные для несвязанного магния в образце. В условиях отсутствия надежного химического метода определения содержания несвязанного магния обычно для его обнаружения используется XRD. В данном исследовании наличие периклаза не может быть точно установлено на основе анализа пиков в XRD из-за того, что пики накладываются друг на друга. Для осуществления оценки параметров расширения и объемной стабильности были проведены некоторые укоренные испытания.4 У стандартного 50-мм куба, отлитого как описано выше, из цемента для кладочных растворов, при постоянном водоцементном отношении 0.5:1 были значительно более высокие параметры прочности, чем у стандартного кварцевого песка той же размерности.
Заключение
Осуществлялась характеристика шлака из электродуговой печи, полученного с интегрированного сталелитейного предприятия, с точки зрения его физико-химических и минералогических свойств. Шлак классифицируется как шлак с реактивностью от низкой до средней на основе данных о химическом составе (щелочности) и фазовом составе.
Обработка с быстрым охлаждением расплава в печи с графитовой футеровкой не дала увеличения содержания стекла. Наблюдается тенденция отделения железа в виде зернистой массы с оседанием на основании и боковых стенках печи с графитовой футеровкой. При уровне замещения 20% для GGBFS в составе портлендского шлакового цемента, шлак из EAF дает сопоставимую прочность по истечении 28 дней по сравнению с контрольным образцом, и дает более высокую способность подвергаться обработке. Шлак из EAF, который подвергся тепловой обработке, превосходит по прочности контрольный образец по истечении 28 дней. Тем не менее, имеется некоторое незначительное снижение прочности на ранней стадии твердения.
Строительные цементные растворы, приготовленные из размолотого шлака из EAF, демонстрируют хорошую объемную стабильность по оценкам с помощью стандартного автоклавного испытания и испытания на расширение Ле Шателье. Размолотый и фракционированный песок из EAF дает более высокую прочность по сравнению со стандартным песком, используемым в строительном растворе для каменной кладки.
Исследование подтверждает потенциал шлака из EAF как ценного цементирующего вяжущего материала. Размолотый и фракционированный песок из EAF является идеальным заменителем песка в строительных растворах для каменной кладки, особенно, там, где ограничена доступность хорошего качественного песка.
Благодарность
Автору выражают благодарность г-ну Санджеву Парасрамприа, Исполнительному Директору компании Indorama Cement Ltd. за его поддержку и спонсорскую помощь при реализации данного исследования в Индийском институте технологий, Бомбей, где проводилась часть работы. Авторы также благодарят компанию M/S. Ispat Industries Ltd. за полезное сотрудничество в ходе выполнения данной работы.
Ссылки
1. Shi Caijun and Qian Jueshi "High Performance cementing materials from industrial slags -A review". Resources, Conservation and Recycling 29, 2000 p195-207.
2. World Steel Review "Iron & Steel Industry Production Reports from ISSB". October 2006.
Atul Kumar, Tata Energy Research Institute (TERI) "Preliminary analysis of Sector-based Proposal-Case Study for India"- Presented at Dialogue on Future International Actions to Address Global Climatic Change" Lima, Peru, 13 October 2005.
4. Bureau of Indian Standards Specification IS-4031 Part 3,1988 "Methods of Physical Tests for Hydraulic Cement-Determination of Soundness".
5. Bureau of Indian Standards Specification IS-4031 Part 7. 1988 "Determination of CCS of Masonry Cement".
6. Rojas Frias Moises, Rojas de Sanchez M I, "Chemical assessment of the electric arc furnace slag as construction material: Expansive comounds", Cement and Concrete Research, 34, 2004, p1881-1888.
7. L. M. Jukes "The Volume Stability of Modern Steel Making Slags" Mineral Processing and Extractive Metallurgy" Transactions of the Institute of Minerals and Metallurgy C, 112, 2003, p177-196.
8. H. Motz, J. Geiseler, "Products of Steel Slags an Opportunity to Save Natural Resources" Waste Management, 21, 2001, p285-293.
9. Shi Caijun, "Steel Slag - Its Production, Processing Characteristics and Cementitious Properties". Journal of Materials in Civil Engineering, 16, 2004, p230-236.
10. A. K. Chatterjee, "Steel Slags in Cement-Making- the current Status of Development"” Proceedings of International Symposium on Sustainable Development of Cement and Concrete, ACI-SP-202, 2001.
11. D. Venkateswaran, C. Ghoroi, S. Vitta "Influence of Glass Content on the Pozzolanic Activity of Class-F Fly Ash”" Proceedings of International Seminar on Fly Ash - Fly Ash India, New Delhi VI-17.1 toVI-17.8, 2005.
С анализом российского рынка металлургических и топливных шлаков Вы можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок шлаков в России».
Д. Венкатесваран, Д. Шарма Л. Махмуд, С. Витта Indorama Cement Ltd.,
Индийский институт технологии
www.newchemistry.ru
