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钢渣中游离氧化钙、游离氧化镁的测定及其安定性研究

作　者: 王博
导　师: 刘家祥
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 钢渣乙二醇 TG-DTA 碘-乙醇游离氧化钙游离氧化镁安定性
分类号: X757
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

钢铁工业是我国的主要支柱经济产业,我国2009年钢产量接近5亿吨,居世界第一。钢渣是钢铁企业的主要固体废物,经过高温冶炼后淬冷而形成,每年有数千万吨的钢渣产生。钢渣中含有硅酸二钙、硅酸三钙以及少量游离氧化钙、游离氧化镁等,因此,具有一定的胶凝性能,但钢渣中的少量游离氧化钙、游离氧化镁水化缓慢,应用在建筑材料中时会由于后期水化,使建筑开裂,影响建筑的安定性,所以钢渣在应用前要解决安定性问题。本文为了研究钢渣的安定性问题,首先对钢渣中游离氧化钙、游离氧化镁含量的测定方法进行了研究,然后结合钢渣中游离氧化钙、游离氧化镁含量和胶砂实验对钢渣的安定性进行了研究。用乙二醇-TG法测定钢渣中游离氧化钙含量。先分别用乙二醇对纯氧化钙、纯氧化镁、纯氢氧化钙以及钢渣进行滴定,再用TG-DTA法分别对比表面积为400m2／kg和500m2／kg不同水化龄期的钢渣和具有不同掺量氢氧化钙的钢渣进行分析。结果表明：乙二醇可以准确测定钢渣中的游离总钙含量(游离氧化钙和氢氧化钙含量),TG-DTA法可以准确测定钢渣中的氢氧化钙含量,两者之差为游离氧化钙的含量。因此,乙二醇结合TG法可以测定钢渣中真实的游离氧化钙的含量,准确率在95%以上。将该方法用于测定新余钢铁厂热泼钢渣和热闷钢渣,得到游离氧化钙含量分别为3.10%和6.61%。用乙二醇-碘乙醇法测定钢渣中游离氧化镁的含量。实验中研究了催化剂碘乙醇的最佳用量和K-B混合指示剂的最合适配比。结果表明：催化剂碘-乙醇的添加量在I2:MgO的质量比为7.5：1,指示剂中酸性铬蓝K和萘酚绿B的比值为1：1.4时,用乙二醇-碘乙醇法测定游离氧化镁,滴定终点变色明显,滴定结果准确。在钢渣中加入纯氢氧化镁测定的平均回收率为96.53%。表明乙二醇-碘乙醇法可以较准确地测定出钢渣中游离氧化镁的含量。用该方法对新余热闷钢渣及其尾渣中游离氧化镁的含量进行测定,平均含量分别为1.84%和4.93%。采用快速蒸煮法对不同龄期钢渣胶砂抗压强度进行对比,并对不同比表面积钢渣游离氧化钙和游离氧化镁分解速度进行比较。实验表明：在胶砂试块高温养护后掺量超过30%的试块强度下降快,试块掺量为40%和50%的试块出现裂纹,钢渣的掺量必须在30%以内。可以采用高温快速养护检验在胶砂试块中的钢渣掺量是否过多,钢渣的掺入是否会对试块的安定性造成危害。同时,测定钢渣中游离氧化钙和游离氧化镁含量可以成为一种判断其安定性的方法。

全文目录

学术论文数据集  4-5
摘要  5-7
ABSTRACT  7-14
第一章绪论  14-26
  1.1 钢渣的性质  14-15
  1.2 钢渣的矿物组成与胶凝性能  15-16
  1.3 钢渣的处理工艺  16-17
  1.4 影响钢渣利用的主要因素  17-19
    1.4.1 影响钢渣利用因素  17-18
    1.4.2 钢渣的膨胀机理  18-19
  1.5 钢渣在国内外的利用情况  19-20
  1.6 钢渣的应用  20-22
    1.6.1 钢渣在冶金领域中的应用  20-21
    1.6.2 钢渣在建筑领域的应用  21-22
    1.6.3 钢渣制备微晶玻璃等陶瓷  22
  1.7 研究内容  22-23
  1.8 课题的目的和意义  23-26
第二章实验部分  26-30
  2.1 试验目的  26
  2.2 技术路线  26-27
  2.3 试验原理及仪器  27-28
  2.4 本课题难点分析  28-30
第三章新余钢渣的基本性能  30-36
  3.1 新余钢渣化学成分分析  30
  3.2 新余钢渣矿物组成分析  30-31
  3.3 新余钢渣粉磨后粒度测定和SEM分析  31-32
  3.4 钢渣比表面积对钢渣胶凝材料胶凝性能的影响  32-35
  3.5 本章小结  35-36
第四章游离氧化钙和游离氧化镁的测定  36-54
  4.1 f-CaO含量的测定  36-46
    4.1.1 f-CaO含量测定方法及原理  36
    4.1.2 乙二醇法测定游离总钙  36-38
    4.1.3 TG-DTA法测定钢渣中的氢氧化钙  38-44
    4.1.4 热泼、热闷钢渣中游离氧化钙含量的测定  44-46
  4.2 f-MgO含量的测定  46-52
    4.2.1 f-MgO含量的测定方法及原理  46-47
    4.2.2 乙二醇-碘乙醇法实验条件的确定  47-49
    4.2.3 乙二醇-碘乙醇法准确性验证  49-51
    4.2.4 新余钢渣中游离氧化镁含量的测定  51-52
  4.3. 本章小结  52-54
第五章掺钢渣胶砂安定性的评价方法  54-60
  5.1 蒸煮快速养护法评价胶砂安定性  54-58
  5.2 钢渣净浆中的游离氧化钙和游离氧化镁含量  58-59
  5.3 本章小结  59-60
第六章结论及展望  60-62
  6.1 结论  60
  6.2 展望  60-62
参考文献  62-66
致谢  66-68
研究成果及发表学术论文  68-70
作者和导师简介  70-72
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  72-73

钢渣中游离氧化钙、游离氧化镁的测定及其安定性研究

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