钢渣的物理性质和化学组成

钢渣

钢

渣

钢渣堆场

Steel Slag Yard

钢渣是一种由多种矿物和玻璃态物质组成的集合体，由于化学成分及冷却条件不同造成钢渣外观形态、颜色差异很大。碱度较低的钢渣呈灰色，碱度较高的钢渣呈褐灰色、灰白色。渣块松散不粘结，质地坚硬密孔隙较少。渣坨和渣壳结晶细密、界限分明、断口整齐。自然冷却的钢渣堆放一段时间后发生膨胀风化，变成土块状和粉状。

钢渣的含水率与焖渣方式和冷却条件决定了钢渣性能的多样性及其利用的多种途径，钢渣通常含水率为3~8％。平炉钢渣比重略小，孔隙稍多，稳定性要好一些。钢渣利用处理后的钢渣一般呈灰黑色，硬密实，含碱量高时呈浅白色。由于钢渣含铁较高，因此比高炉渣密度高，一般为3.1~3.6 g/cm ³ 。钢渣容重不仅受其密度影响，还与粒度有关。通过80目标准筛的渣粉，平炉渣为2.17~2.2 g/cm ³ ，电炉渣为1.62 g/cm ³ 左右，转炉渣为1.74 g/cm ³ 左右。由于钢渣致密且含有较多的铁，因此较耐磨。易磨指数：标准砂为1，高炉渣为0.96，而钢渣为0.7，钢渣比高炉渣要耐磨。

钢渣的主要化学成分与硅酸盐水泥熟料和高炉矿渣的化学成分基本相似，钢渣破碎其含量依炉型、冶炼钢种的不同而异，化学成分主要为CaO、SiO ₂ 、MgO、Fe ₂ O ₃ 、MnO、Al ₂ O ₃ 和P ₂ O ₅ 等。此外，钢渣内还含有少量其他氧化物和硫化物，如TiO ₂ 、V ₂ O ₅ 、CaS和FeS等。CaO是钢渣的主要成分之一。SiO ₂ 的含量决定了钢渣中硅酸钙矿物的数量。Al ₂ O ₃ 也是决定钢渣活性的主要成分，在钢渣中一般形成铝酸钙或硅铝酸钙玻璃体，对钢渣活性有利。MgO的存在形式主要有三种：即化合态(钙镁橄榄石、镁蔷薇辉石等)、固溶体(二价金属氧化物MgO、FeO、MnO的无限固溶体，即RO相)和游离态(方镁石晶体)。以化合态存在的氧化镁不会影响钢渣水泥的长期安定性。P ₂ O ₅ 含量较低时，可以促进硅酸盐矿物的生成；P ₂ O ₅ 含量过高时，会与氧化钙和氧化硅反应生成钠盖斯密特石(7CaOP ₂ O ₅ -2SiO ₂ )，阻碍胶凝性矿物C ₃ S和C ₂ S等的生成。

钢渣的矿物组成和硅酸盐水泥熟料的矿物组成关系。钢渣矿物相主要是C ₃ S和C ₂ S，其次为RO相，即MgO、FeO、MnO和f-CaO等组成的完全固融体。矿物组成主要取决于它的化学成分，尤其受碱度R的影响较大。钢渣因为含有大量的C ₃ S和C ₂ S等矿物，使其具有良好的胶凝性，为钢渣在水泥和混凝土方面的综合利用，创造了良好的条件。