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钢渣是在炼钢过程中排放的固体工业废渣,其排放量大,利用率低,造成环境污染。从化学组成来看,钢渣富含CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3等,与熟料相似;但是从胶凝活性来看,钢渣胶凝活性远低于熟料,导致钢渣的资源化利用受到限制。转炉钢渣作为最常见的钢渣,转炉钢渣排放量占钢渣排放量的70%左右,因此转炉钢渣的资源化利用具有重要意义。电解锰渣是在电解锰生产过程中排放的固体工业废渣,其排放量大,利用率低,长期堆存对土地、水和空气等自然资源造成污染。电解锰渣的主要化学组成为CaSO4·2H2O和SiO2等,并且富含硫酸钙等硫酸盐矿物,可以作为硫酸盐激发剂用来改善转炉钢渣胶凝材料的活性。因此将转炉钢渣和电解锰渣复合能够制备活性较高的胶凝材料,这有利于提高转炉钢渣和电解锰渣的利用率。本课题首先研究了电解锰渣热处理工艺条件对硫酸盐激发效果的影响,然后以转炉钢渣和在最佳热处理工艺条件下处理过的电解锰渣为主要原料,添加辅助激发剂如Ca(OH)2、CaSO4·2H2O和熟料,在前期大量探索试验的基础上,通过正交实验制备复合胶凝材料,分析了电解锰渣掺量、Ca(OH)2掺量、CaSO4·2H2O掺量和熟料掺量等因素对复合胶凝材料力学性能的影响,确定了复合胶凝材料的最优配合比。电解锰渣热处理实验结果表明:电解锰渣的最佳热处理工艺条件为在350℃温度下保温1h,在此条件下,电解锰渣中的可溶性硫酸盐含量较高,电解锰渣对转炉钢渣的活性激发效果较好。正交试验结果表明:复合胶凝材料的最优配合比为:基准水泥掺量∶电解锰渣(在350℃温度下保温1h)掺量∶转炉钢渣掺量∶Ca(OH)2掺量∶CaSO4·2H2O掺量∶熟料掺量=315∶25∶110∶6∶4∶12。复合胶凝材料的力学性能测试结果表明:与转炉钢渣的活性指数相比,最优配合比复合胶凝材料的7d活性指数为88.2%,提高15.1%;最优配合比复合胶凝材料的28d活性指数为89.5%,提高12.9%。通过XRD和SEM等现代测试手段分析了对照实验组和最优配合比复合胶凝材料实验组的不同龄期水化产物的矿物组成和微观形貌,初步探讨了复合胶凝材料的活性激发机理。与对照实验组相比,最优配合比复合胶凝材料的7d水化产物存在大量C-S-H和CH,同时含有一定量的AFt和AFm;28d水化产物中存在大量C-S-H和CH,同时存在一定量的AFm,几乎不存在AFt,并且其微观结构比较致密,这表明水化反应早期生成的AFt已经基本全部转变成AFm,28d水化反应比较充分。