專利名稱：代砂用鋼渣砂安定性的檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼廠固體廢棄資源的利用，具體指代砂用鋼渣砂的安定性的檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
鋼渣是鋼廠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的主要廢渣之一，其排放量約占鋼產(chǎn)量的15-20％，數(shù)量非常巨大，對(duì)鋼渣的綜合利用無(wú)論在資源利用還是在節(jié)約能源及保護(hù)環(huán)境等方面都有著重要的意義。近年來(lái)科技工作者正在積極探索鋼渣新的綜合利用途徑，例如將磨細(xì)的鋼渣粉用于水泥中制成鋼渣礦渣水泥，或?qū)撛庸こ杉?xì)集料用于混凝土中，或代替部分甚至全部黃砂用于水泥砂漿中。但由于煉鋼工藝和鋼渣處理工藝的不同，鋼渣的成份和性能差異較大，特別是鋼渣砂中含有一定量的游離氧化鈣，在遇水后期會(huì)因化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生體積膨脹甚至崩裂，導(dǎo)致制件的強(qiáng)度降低，即存在鋼渣砂安定性不良的問(wèn)題，制約了鋼渣砂的進(jìn)一步利用。
目前對(duì)鋼渣砂安定性的檢測(cè)還沒(méi)有相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。GB13590-92《鋼渣礦渣水泥》規(guī)定對(duì)鋼渣礦渣水泥的安定性采用GB1346《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》中的雷氏夾沸煮法或試餅沸煮法進(jìn)行檢測(cè)。
所謂雷氏夾沸煮法是將水泥按標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量分別制成凈漿，將凈漿裝滿雷氏夾帶夾養(yǎng)護(hù)24+2h后放在沸煮箱內(nèi)加熱至沸騰，并恒溫3h±5min，然后放掉箱中熱水，待箱溫降至室溫時(shí)，取出試件，測(cè)量雷氏夾的膨脹值(即煮后試件雷氏夾指針尖端間增加的距離)，膨脹值不大于5mm時(shí)為安定性合格，反之為不合格。
所謂試餅沸煮法是將水泥按標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量分別制成凈漿后做成直徑70-80mm、中心厚約10mm、邊緣漸薄、表面光滑的試餅，經(jīng)24±2h養(yǎng)護(hù)后放入沸煮箱內(nèi)加熱至沸騰，并恒溫3h±5min，然后放掉箱中熱水，待箱溫降至室溫時(shí)，取出試件，經(jīng)肉眼觀察末發(fā)現(xiàn)裂紋、用直尺檢查無(wú)彎曲時(shí)為安定性合格，反之為不合格。
但發(fā)明人通過(guò)采用沸煮法和壓蒸法(1.0MPa，6h)對(duì)用寶鋼轉(zhuǎn)爐水淬渣、轉(zhuǎn)爐滾筒渣和電爐鋼渣制成的鋼渣砂砂漿試件分別進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用二種不同的方法進(jìn)行安定性檢測(cè)，有并不完全相同的結(jié)果。如對(duì)代砂率為0、15％、20％、30％、40％的轉(zhuǎn)爐水淬渣砂為例進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，當(dāng)采用雷氏夾沸煮法試驗(yàn)時(shí)，代砂率小于30％時(shí)，安定性均合格；而經(jīng)1.0MPa，6h的壓蒸試驗(yàn)后，除代砂率為0和15％的試件無(wú)破碎和開裂外，其余試件壓蒸后均呈顆粒狀粉末或粉末狀。由此可見，以沸煮法來(lái)評(píng)價(jià)代砂用鋼渣砂的安定性的可信度不足。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，僅以肉眼觀察試件表面有無(wú)裂紋和變形，也較難客觀地判斷安定性是否良好。因?yàn)橛械脑嚰赫艉髲耐庥^看并無(wú)裂紋或變形，但因體積膨脹其內(nèi)部已產(chǎn)生裂縫，并導(dǎo)致試件強(qiáng)度下降。所以有必要建立一種新的代砂用鋼渣砂安定性檢測(cè)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種代砂用鋼渣砂安定性的檢測(cè)方法，通過(guò)對(duì)代砂用鋼渣砂的水泥試件的壓蒸試驗(yàn)，在試件外觀合格的前提下，進(jìn)一步根據(jù)試件壓蒸前后的強(qiáng)度變化，對(duì)代砂用鋼渣砂的安定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
本發(fā)明的一種代砂用鋼渣砂的安定性檢測(cè)方法，其步驟為1.試件制備(1)將同批粒徑小于5mm的待測(cè)鋼渣砂根據(jù)不同的鋼渣砂代砂率與黃砂均勻混合成細(xì)骨料。
(2)按質(zhì)量比，將1份強(qiáng)度等級(jí)為32.5的普通硅酸鹽水泥、3份上述細(xì)骨料和半份水拌和，制成3條規(guī)格為40mm×40mm×160mm的棱柱體的試件，然后將試件帶模放入養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)24d±3h后取出脫模，然后放入水槽中養(yǎng)護(hù)27d±8h，至試件齡期滿28d±8h。試件齡期從水泥加水?dāng)嚢栝_始時(shí)算起。
(3)用電動(dòng)抗折試驗(yàn)機(jī)分別將3條試件棱柱體從長(zhǎng)度中心折斷成2塊試塊，每條試件中的一塊用于壓蒸前的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，另一塊用于壓蒸后的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。
2、壓蒸試驗(yàn)(1)壓蒸將用于壓蒸的3塊試塊置入壓蒸釜內(nèi)，在1.0±0.05MPa的壓力(相當(dāng)于釜內(nèi)蒸汽溫度為185℃)下保持6h以上，然后卸壓、降溫，待降至室溫后取出試塊。
(2)外觀檢查用肉眼觀察壓蒸后的試塊外觀有無(wú)裂紋或嚴(yán)重變形，如3塊試塊中有任1塊出現(xiàn)裂紋或嚴(yán)重變形，則判該代砂率的鋼渣砂批安定性不合格，不再進(jìn)行步驟3的強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)；如所有試件外觀檢查均合格，則進(jìn)行步驟3的強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)。
3、壓蒸前、后抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)(1)壓蒸前強(qiáng)度試驗(yàn)取3塊未壓蒸的棱柱體試塊，分別在抗壓試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，并記錄3塊試件的壓蒸前抗壓強(qiáng)度值。
(2)壓蒸后強(qiáng)度試驗(yàn)取3塊經(jīng)壓蒸試驗(yàn)的棱柱體試塊，分別在抗壓試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，記錄3塊試件的壓蒸后抗壓強(qiáng)度值。
4.結(jié)果計(jì)算與評(píng)定(1)試件壓蒸后和壓蒸前的強(qiáng)度比計(jì)算按下式分別計(jì)算每一試件壓蒸后和壓蒸前的強(qiáng)度比，計(jì)算結(jié)果精確至1％Pr＝(R/R0)×100％(式1)式中Pr-試件壓蒸后和壓蒸前的強(qiáng)度比，％；R-試件壓蒸后的強(qiáng)度，MPa；R0-試件壓蒸前的強(qiáng)度，MPa。
(2)結(jié)果判定當(dāng)3條試件的強(qiáng)度比(Pr)都≥95％時(shí)，判定該代砂率的鋼渣砂批安定性合格，反之為不合格。
本發(fā)明的檢測(cè)方法，是在飽和水蒸氣條件下提高溫度和壓力使鋼渣砂中的游離氧化鈣在較短的時(shí)間內(nèi)絕大部分水化，使其體積膨脹提前表現(xiàn)出來(lái)，如果膨脹過(guò)大試件產(chǎn)生裂紋和變形，導(dǎo)致試件強(qiáng)度下降。本發(fā)明通過(guò)在1.0MPa壓力下、6h和8h壓蒸對(duì)比試驗(yàn)，證明6h壓蒸與8h壓蒸的結(jié)果相同，表明采用1.0MPa壓力壓蒸6h得出的結(jié)果是安全可靠的。
本發(fā)明的有益效果在于可定量檢測(cè)代砂用鋼渣砂的安定性，從而確定鋼渣砂的安全代砂率，為鋼渣砂的開發(fā)利用提供安全可靠的依據(jù)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1稱取黃砂750g、同批粒徑小于5mm的滾筒鋼渣砂750g均勻混合成細(xì)骨料。稱取水泥500g與上述細(xì)骨料及250g水均勻拌和，裝入三聯(lián)試模中制成3條規(guī)格為40mm×40mm×160mm的棱柱體試件。將試件帶模放入養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)24d±3h后取出脫模，然后放入水槽中養(yǎng)護(hù)27d+8h，至試件齡期滿28d±8h。用電動(dòng)抗折試驗(yàn)機(jī)分別將3條試件從長(zhǎng)度中心折斷成2塊棱柱體，一塊用于壓蒸前的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，另一塊用于壓蒸后的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，共3對(duì)。將用于壓蒸的3塊試塊置入壓蒸釜內(nèi)，在1.0±0.05MPa的壓力(相當(dāng)于釜內(nèi)蒸汽溫度為185℃)下保持6h以上，然后卸壓、降溫，待降至室溫后取出試塊。用肉眼觀察壓蒸后的試塊外觀無(wú)裂紋或嚴(yán)重變形，所有試件外觀檢查均合格。取3塊未壓蒸的棱柱體試塊，分別在抗壓試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，并記錄3塊試件的壓蒸前抗壓強(qiáng)度值；取3塊經(jīng)壓蒸試驗(yàn)的棱柱體試塊，分別在抗壓試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，記錄3塊試件的壓蒸后抗壓強(qiáng)度值。將試驗(yàn)結(jié)果填入表1，按式1計(jì)算強(qiáng)度比，由于3條試件的強(qiáng)度比均大于95％，因此判定代砂率為50％的該鋼渣砂批安定性合格。
表1

實(shí)施例2按膠砂比1∶3、鋼渣砂代砂率100％的配比，稱取500g水泥、1500g滾筒鋼渣砂和250g水均勻拌和，裝入三聯(lián)試模中制成3條規(guī)格為40mm×40mm×160mm的棱柱體試件，然后按實(shí)施例1的方法進(jìn)行試件養(yǎng)護(hù)和安定性檢測(cè)。試驗(yàn)結(jié)果見表2，由于3號(hào)試件的強(qiáng)度比＜95％，所以代砂率為100％的該鋼渣砂批安定性不合格。
表2

實(shí)施例3按膠砂比1∶3、鋼渣砂代砂率100％的配比，稱取500g水泥、1500g電爐鋼渣砂和250g水均勻拌和，裝入三聯(lián)試模中制成3條規(guī)格為40mm×40mm×160mm的棱柱體試件，然后按實(shí)施例1的方法進(jìn)行試件養(yǎng)護(hù)和安定性檢測(cè)。試驗(yàn)結(jié)果見表2，由于3條試件的強(qiáng)度比均大于95％，因此判定代砂率為100％的該鋼渣砂批安定性合格。
表2

權(quán)利要求
1.一種代砂用鋼渣砂的安定性檢測(cè)方法，其步驟為步驟1試件制備(1)將同批粒徑小于5mm的待測(cè)鋼渣砂根據(jù)不同的鋼渣砂代砂率與黃砂均勻混合成細(xì)骨料。(2)按質(zhì)量比，將1份強(qiáng)度等級(jí)為32.5的普通硅酸鹽水泥、3份上述細(xì)骨料和半份水拌和，制成3條規(guī)格為40mm×40mm×160mm的棱柱體的試件，然后將試件帶模放入養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)24d±3h后取出脫模，然后放入水槽中養(yǎng)護(hù)27d±8h，至試件齡期滿28d±8h。試件齡期從水泥加水?dāng)嚢栝_始時(shí)算起。(3)用電動(dòng)抗折試驗(yàn)機(jī)分別將3條試件棱柱體從長(zhǎng)度中心折斷成2塊試塊，每條試件中的一塊用于壓蒸前的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，另一塊用于壓蒸后的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。步驟2壓蒸試驗(yàn)(1)壓蒸將用于壓蒸的3塊試塊置入壓蒸釜內(nèi)，在1.0±0.05MPa的壓力(相當(dāng)于釜內(nèi)蒸汽溫度為185℃)下保持6h以上，然后卸壓、降溫，待降至室溫后取出試塊。(2)外觀檢查用肉眼觀察壓蒸后的試塊外觀有無(wú)裂紋或嚴(yán)重變形，如3塊試塊中有任1塊出現(xiàn)裂紋或嚴(yán)重變形，則判該代砂率的鋼渣砂批安定性不合格，不再進(jìn)行步驟3的強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)；如所有試件外觀檢查均合格，則進(jìn)行步驟3的強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)。步驟3壓蒸前、后抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)(1)壓蒸前強(qiáng)度試驗(yàn)取3塊未壓蒸的棱柱體試塊，分別在抗壓試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，并記錄3塊試件的壓蒸前抗壓強(qiáng)度值。(2)壓蒸后強(qiáng)度試驗(yàn)取3塊經(jīng)壓蒸試驗(yàn)的棱柱體試塊，分別在抗壓試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，記錄3塊試件的壓蒸后抗壓強(qiáng)度值。步驟4結(jié)果計(jì)算與評(píng)定(1)試件壓蒸后和壓蒸前的強(qiáng)度比計(jì)算按下式分別計(jì)算每一試件壓蒸后和壓蒸前的強(qiáng)度比，計(jì)算結(jié)果精確至1％Pr＝(R/R0)×100％ (式1)式中Pr——試件壓蒸后和壓蒸前的強(qiáng)度比，％；R——試件壓蒸后的強(qiáng)度，MPa；R0——試件壓蒸前的強(qiáng)度，MPa。(2)結(jié)果判定當(dāng)3條試件的強(qiáng)度比(Pr)都≥95％時(shí)，判定該代砂率的鋼渣砂批安定性合格，反之為不合格。
全文摘要
一種代砂用鋼渣砂的安定性檢測(cè)方法，通過(guò)對(duì)代砂用鋼渣砂的水泥試件的壓蒸試驗(yàn)，在試件外觀合格的前提下，進(jìn)一步根據(jù)試件壓蒸前后的強(qiáng)度變化，對(duì)代砂用鋼渣砂的安定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，其步驟為(1)試件制備；(2)壓蒸試驗(yàn)，將試塊置入壓蒸釜內(nèi)，在1.0±0.05MPa的壓力(相當(dāng)于釜內(nèi)蒸汽溫度為185℃)下保持6h以上；(3)壓蒸前、后抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)；(4)結(jié)果計(jì)算與評(píng)定。本發(fā)明可定量檢測(cè)代砂用鋼渣砂的安定性，從而確定鋼渣砂的安全代砂率，為鋼渣砂的開發(fā)利用提供安全可靠的依據(jù)。
文檔編號(hào)G06F19/00GK101082619SQ20061002715
公開日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2006年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者顧文飛, 李國(guó)斌, 徐莉, 唐歐靖 申請(qǐng)人:上海寶鋼綜合開發(fā)公司