用于水泥和混凝土中的硅锰渣粉冶金行业标准.doc

用于水泥和混凝土中的硅锰渣粉冶金行业标准编制说明硅锰渣是工业废弃物，堆放占用大量的场地，并污染环境。综合利用这些废渣生产水泥，不仅有利于减少污染，减少矿物资源开采量，保护环境，维护生态，还能降低水泥生产成本，提高水泥质量，增强产品的市场竞争能力具有显著的社会效益和经济效益。硅锰渣大多用水淬处理，供水泥厂作水泥混合材使用。曾有硅锰渣作铸石制品或作土壤改良剂、碎石、建筑用砖等。但都没形成大规模推广使用。根据国家发展和改革委员会发改办工业20071415号文的要求，将用于水泥和混凝土中的硅锰渣粉等标准列于行业标准项目计划中，由中冶建筑研究总院有限公司固体废弃物处理与利用研究室负责标准的制定工作。标准制定小组接到任务后对硅锰渣的性质及利用情况进行了文献查阅，并联系了一些铁合金厂，大致了解了其硅锰渣的生产使用情况。为了进一步加深对铁合金渣的认识以及渣的利用情况，标准制定小组对硅锰渣的产量较大的吉林铁合金厂进行考察，并到锦州铁合金厂进行了座谈。标准制定小组将取到的渣样进行了试验分析，参照相关的标准及对应参考文献，制定出用于水泥和混凝土中的硅锰渣粉标准的草案稿，并与5月 日标准制定小组对草案稿进行讨论修改，形成初步的征求意见稿。现就本标准修订的主要内容简要说明如下：1 关于范围硅锰渣的主要处理方法为水淬法，各铁合金厂的水淬渣一般可达到70%以上，其余的硅锰渣为风淬渣。硅锰渣主要用作水泥或混凝土掺合料使用，因此，本标准的主要适用范围是用于水泥和混凝土中硅锰渣粉的生产和检验。2 规范性引用文件本标准试验方法中硅锰渣比表面积的测定按照GB/T 8074水泥比表面积测定方法（勃氏法）进行；含水量按照GB/T 18046用于水泥和混凝土中的钢渣粉附录B进行；三氧化硫含量的测定按照GB/T 176水泥化学分析方法进行；活性指数按照采用GB/T 17671水泥胶砂强度检验方法（ISO法）中所规定的试验用仪器，试件的制备、养护和试验方法规定进行，比对水泥符合GB 8076-1997混凝土外加剂附录C中规定的基准水泥；流动度试验按GB/T 2419水泥胶砂流动度测定方法的规定进行；计算结果按GB/T 8170数值修约规则的规定修约。取样应按GB 12573水泥取样方法规定进行；包装袋应符合GB 9774水泥包装袋的规定。3 术语和定义本标准中硅锰渣粉的定义是在YB/T804-xxx钢铁渣处理利用术语及定义标准中对硅锰渣定义的基础上进行定义。其它术语和定义参照相关标准及产品的定义。4 技术要求4.1关于比表面积硅锰渣粉能配制高性能混凝土，除渣粉本身所具有的潜在水硬活性外，其重要的原因是渣粉经机械激发后，具有较大细度及良好的粒度分布和颗粒形貌。渣粉达到一定细度时才能充分进行水化。除细度外，还与颗粒粒径有关。大于60微米的颗粒属于惰性粒子，对强度无积极作用。对强度起主导作用的是30微米以下的粒子，其含量应控制在70%以上。小于10微米的粒子含量多时对早期强度有利。表1 应用单位所用的细度使用地区用途细度所摘文献比表面积，m2/kg0.08mm筛筛余辽阳、锦州混凝土450小于2%硅锰渣微粉末C60混凝土研究及应用甘肃使用石灰石、硅锰渣、镍渣、煤矸石、无烟煤进行配料生产熟料，将粉煤灰作为混合材生产普通硅酸盐水泥。小于6%硅锰渣生产普通硅酸盐水泥为找出合适的硅锰渣粉的细度，我们做了硅锰渣粉的细度与活性的关系的试验：试验选取了比表面积为347、444、542、657m2/kg四种硅锰渣，仍按GB12957-91方法，测定其活性指数。试验结果见表2。表2硅锰渣活性试验试验样品名称比表面积，m2/kg抗压强度，MPa28天活性指数，%7 d28 d对比样品30050.162.6100试验样品134729.348.577.5试验样品244432.956.189.6试验样品354233.256.890.7试验样品465733.459.895.5从表3试验结果可知，随着比表面积提高，风淬硅锰渣粉的活性随之增大。比表面积在450m2/kg以上时，活性能充分发挥，具有很好胶凝性。但是随着渣粉比表面积提高，其粉磨功耗急剧增加，当比表面积为444m2/kg时，功耗为0.28kWh/kg,比表面积为542 m2/kg时,功耗为0.50kWh/kg,增加了78.5%。由此可见硅锰渣粉的比表面积应控制在450m2/kg左右比较合适，因此时活性已经激发出来，同时能耗也经济合理。 4.2 关于含水量根据硅锰渣的处理工艺不同，硅锰渣本身的自然含水率也不同。如水淬渣的自然含水率为11.5%，风淬渣自然含水率为0.4%，目前硅锰渣的主要处理工艺为水淬，所以自然含水率较大，必须经过烘干。作为产品出售的硅锰渣粉必须控制一定的含水量，参照用于水泥和混凝土中的钢渣粉将硅锰渣粉的含水量定为不大于1.0%。4.3 关于流动度比流动度比是试验样品的流动度和对比样品的流动之比。从试验结果可知，掺入硅锰渣粉后，流动度增大。参照GB/T18046用于水泥和混凝土中的钢渣粉中对于流动度比的要求为90%，由于硅锰渣的流动度要好于钢渣粉，在进行的试验中流动度比均可超过100%，所以将硅锰渣粉的流动度比定为不小于100%， 将硅锰渣样品进行流动度试验，结果列于表3。表3 硅锰渣粉流动度比样品名称比表面积，m2/kg流动度， mm流动度比， %比对样品340237100水淬硅锰渣441261110风淬硅锰渣448263111吉林硅锰渣452240101锦州硅锰渣450242102由试验结果可以看出，在实际试验中硅锰渣粉的流动度比均可满足此指标要求。4.4 关于活性指数硅锰渣中活性物质较少，活性较低，因此试验样品中水泥和渣粉的质量比按7：3组成。为确定活性指数我们做了大量的试验，对比样品采用符合GB175规定的强度等级52.5硅酸盐水泥。试验结果见表4。表4 硅锰渣粉活性试验样品名称比表面积，m2/kg抗压强度，MPa活性指数，%7 d28 d7 d28 d对比样品30050.162.6100100水淬渣样品44132.849.165.578.4风淬渣样品44534.555.868.989.1试验结果表明，风淬和膨化硅锰渣的7天活性指数大于60%，28天活性指数大于80%，水淬渣的7天活性指数大于60%，28天活性指数为78.4%。由于硅锰渣粉的活性比钢渣粉的活性差，因此将硅锰渣粉的活性指数分别定为7天大于60%，28天大于70%。4.5关于三氧化硫硅锰渣中本身的SO3的含量很小，在0.1%-0.7%之间，不会影响水泥和混凝土质量，但是为了避免在生产硅锰渣粉的过程中掺入其他物质如石膏而增加了SO3的含量，所以规定最终硅锰渣粉产品中SO3的含量应不大于4.0%。5 检验规则 硅锰渣粉检验分为出厂检验和型式检验。出厂检验项目为比表面积、含水量、流动度比和活性指数。检验批次考虑到各个铁合金厂硅锰渣粉的产生量相差较大，