《钢渣复合料及其在混凝土中的应用》

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该项目属于环境科学技术领域,涉及建材及冶金工业废物处理与综合利用技术领域。

钢渣是钢铁企业主要固体废弃物,中国钢渣有效综合利用率不足30%,多数仍处于简单堆存状态,浪费资源,占用土地,污染环境。钢渣中游离氧化钙(f-CaO)、氧化镁(f-MgO)遇水膨胀导致钢渣的稳定性差,影响了其大量使用。通常钢渣用作建材是将钢渣磨成粉,作为水泥或混凝土的掺合料;另一种使用是将钢渣陈化消解后作为集料使用。制约钢渣大量用于建材的技术瓶颈是磨粉能耗大或陈化稳定时间长。

为解决上述钢渣应用技术瓶颈问题,项目单位从基础实验、理论研究入手,开展大量半工业化试验研究和生产实践验证,最终攻克了钢渣不需磨粉、不需陈化,可直接利用颗粒钢渣作为胶结材关键技术,形成一套利用钢渣生产钢渣复合料及其在混凝土中的应用技术体系。

主要创新成果包括:1)首创颗粒钢渣作为胶结材的主要组成。通过与复合剂共同使用,使选铁后的尾渣无需干燥、无需粉磨、无需陈化,可直接作为钢渣复合料胶结材的组成材料。2)自主研发了钢渣复合料特种复合激发剂。以钢渣和矿渣相互作用为基体,通过碱性钢渣和酸性矿渣粉等相互激发、水化合成及钢渣自身水化等反应,解决了钢渣用于混凝土的安定性不良问题。3)研制了适用于不同使用条件的钢渣复合料胶结材,其中钢铁渣的数量占85-95%,大幅度的提升了钢铁渣的资源化利用;替代水泥可配制高强高性能混凝土,节约资源、能源和减排CO2的效果突出。

4)研制了钢渣免烧陶粒、钢渣砌块等钢渣复合料系列钢渣高值化产品,拓宽了钢铁渣在建材、环境等领域的应用范围,节约天然资源、实现了钢渣高附加值综合利用。

项目成果形成国家标准1部,申报发明专利7项(2项授权);国内外发表论文10余篇,并于2016年通过湖北省科技厅组织的成果鉴定,达到国际先进水平。

该项目成果已先后应用在武钢厂区、武汉市政,并推广到广西柳钢、湖南湘潭、河北迁安等地的道路工程,各项指标良好,三年累计创效达1.62亿元,节省水泥71.1万吨,减排二氧化碳37.7万吨,环境及经济效益显著。武汉市政府已大力宣贯《钢渣复合料》标准,并给予资助和优惠政策。该项目提升了钢渣资源化利用技术水平,实现钢渣大宗、高附加值的利用,推动了钢铁工业节能减排和环保,对行业的绿色发展和湖北省的生态文明建设做出积极贡献。

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