殷素紅　高凡　郭輝,2　楊旭

(1.華南理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院， 廣東 廣州 510640； 2.長江水利委員會(huì)長江科學(xué)院， 湖北 武漢 430010)

?

石灰重構(gòu)鋼渣過程中的物相變化*

殷素紅1高凡1郭輝1,2楊旭1

(1.華南理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院， 廣東 廣州 510640； 2.長江水利委員會(huì)長江科學(xué)院， 湖北 武漢 430010)

以石灰作為單一調(diào)節(jié)材料高溫重構(gòu)鋼渣，利用X射線衍射、巖相分析、掃描電子顯微鏡研究了重構(gòu)過程中鋼渣的礦物組成及RO相的變化，并測定了重構(gòu)鋼渣的安定性和活性指數(shù).結(jié)果表明：RO相在CaO作用下優(yōu)先發(fā)生分解反應(yīng)，其中的FeO隨CaO摻量增加依次生成Fe3O4、CF(鐵酸一鈣)、C2F(鐵酸二鈣)及Ca2(AlFe)O5(鐵鋁酸鈣)、C4AF(鐵鋁酸四鈣)，其中的MgO部分以MgO晶體存在，部分固溶在硅酸鹽相和液相中；當(dāng)CaO/SiO2摩爾比不夠大時(shí)，原鋼渣中的C3S(硅酸三鈣)在重構(gòu)過程中分解成C2S(硅酸二鈣)；由于CaO優(yōu)先與含量較高的鐵元素反應(yīng)，CaO/SiO2摩爾比達(dá)到3時(shí)仍沒有C3S生成，只有當(dāng)與鐵反應(yīng)完全后多余的CaO才會(huì)與C2S反應(yīng)生成C3S；石灰重構(gòu)鋼渣不會(huì)產(chǎn)生安定性不良且膠凝活性明顯提高.

鋼渣重構(gòu)；石灰；礦物組成；RO相；膠凝活性；物相變化

鋼渣的化學(xué)成分與水泥熟料類似[1- 3]，但鋼渣礦物組成中活性礦物硅酸三鈣(C3S)含量少，RO相(主要由FeO、MgO等二價(jià)金屬氧化物形成的無限固溶體)多，f-CaO多，晶體尺寸大缺陷少，致使其存在膠凝活性低、安定性不良等缺點(diǎn)，阻礙了鋼渣在水泥、混凝土工業(yè)中的廣泛應(yīng)用[4- 6].

Monshi和Tsakiridis等[7- 8]采用鋼渣、礦渣和石灰煅燒生產(chǎn)硅酸鹽水泥，提高了熟料的力學(xué)性能，但利用的鋼渣量較少.鋼渣出爐時(shí)溫度高達(dá)1 650～1 680 ℃，在排渣過程中加入調(diào)節(jié)材料，在高溫下發(fā)生反應(yīng)，調(diào)整鋼渣的化學(xué)成分與礦物組成，增加C3S含量，降低RO相含量，提高其膠凝活性，這種在線重構(gòu)的方法理論上不僅能將鋼渣轉(zhuǎn)變?yōu)槔^高爐礦渣后鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)的第2種建材資源[9- 12]，而且可以實(shí)現(xiàn)鋼渣的大規(guī)模利用.其中，以石灰作為單一調(diào)節(jié)材料是一種簡單有效的方法.

但是，以石灰為調(diào)節(jié)材料時(shí)，在高溫重構(gòu)過程中RO相分解與生成C3S的反應(yīng)如何進(jìn)行，隨著石灰摻量(以CaO摻量表示)的增加，即堿度增加時(shí)，重構(gòu)鋼渣的礦物組成有何變化，這些都對(duì)提高鋼渣的膠凝活性有一定的影響.

文中利用X射線衍射、巖相分析、掃描電子顯微鏡對(duì)石灰重構(gòu)鋼渣的礦物組成變化及RO相演變進(jìn)行研究，以期為轉(zhuǎn)爐鋼渣在線重構(gòu)提供一定的理論基礎(chǔ).

1　實(shí)驗(yàn)

轉(zhuǎn)爐鋼渣來源于柳州鋼鐵公司和武漢鋼鐵公司，分別記為LG鋼渣和WG鋼渣，經(jīng)球磨機(jī)粉磨至比表面積400kg/m2.以粉狀分析純CaO作為調(diào)節(jié)材料，因在線重構(gòu)將直接使用石灰，故文中稱其為石灰.水泥采用廣州珠江水泥廠生產(chǎn)的PⅡ 42.5R越秀牌水泥.

鋼渣的化學(xué)組成見表1，鋼渣X射線衍射(XRD)譜見圖1，由圖1可見：LG鋼渣的主要晶相為C3S、硅酸二鈣(C2S)、鎂薔薇輝石(C3MS2)、二鐵鋁酸六鈣(C6AF2)、石英(SiO2)、氫氧化鈣和RO相；WG鋼渣的主要組成為C3S、C2S、石英、氫氧化鈣、CaCO3和RO相.

圖1　鋼渣的XRD譜圖

2　結(jié)果與分析

2.1石灰重構(gòu)鋼渣過程中礦物組成的變化

根據(jù)鋼渣和石灰的化學(xué)成分計(jì)算得出重構(gòu)鋼渣的理論化學(xué)成分，見表2.

表2　重構(gòu)鋼渣化學(xué)成分

1)5%、15%、25%為對(duì)應(yīng)鋼渣中CaO的摻量.

圖2　重構(gòu)鋼渣的XRD譜圖

重構(gòu)鋼渣的XRD譜圖如圖2所示，隨著CaO摻量逐漸增大，變化最明顯的是Fe元素的存在狀態(tài)和C3S的含量.

原鋼渣中Fe元素主要以RO相存在.當(dāng)LG鋼渣中CaO摻量只有5%時(shí)，重構(gòu)鋼渣中Fe元素主要以Fe3O4存在，有部分與CaO化合形成鐵酸一鈣(CF)，同時(shí)有MgO晶體存在，說明RO相被分解.與原鋼渣相比，重構(gòu)鋼渣中C3S的特征峰消失，說明原鋼渣中的C3S在重構(gòu)過程中發(fā)生分解；通過配料計(jì)算得到原鋼渣CaO/SiO2摩爾比為2.13，摻5%CaO的重構(gòu)鋼渣CaO/SiO2摩爾比為2.43，仍屬于硅酸二鈣渣，重構(gòu)條件下有利于充分反應(yīng)，所以原鋼渣中C3S在重構(gòu)過程中發(fā)生分解.當(dāng)CaO摻量為15%時(shí)，重構(gòu)鋼渣礦物以C2S、鐵酸鈣為主，F(xiàn)e元素以鐵酸二鈣(C2F)、鐵鋁酸鈣(Ca2(AlFe)O5)存在，此時(shí)重構(gòu)鋼渣CaO/SiO2摩爾比為3.15，C3S仍沒有形成，表明CaO優(yōu)先與Fe元素化合成鐵酸鈣；當(dāng)CaO摻量為25%時(shí)，LG重構(gòu)鋼渣中有大量C3S、C2S存在，F(xiàn)e元素全部與CaO化合生成C2F和鐵鋁酸四鈣(C4AF)，此時(shí)CaO/SiO2摩爾比為4.03，屬于高堿度渣；WG鋼渣摻入25%CaO后，CaO/SiO2摩爾比為4.11，堿度更高，硅酸鹽礦物全部轉(zhuǎn)變?yōu)镃3S，F(xiàn)e元素全部與CaO化合生成C2F和C2(AlFe)O5;同時(shí)可以看到,摻CaO的重構(gòu)鋼渣中均有MgO晶體存在.

XRD譜圖還顯示，摻入CaO時(shí)，RO相在CaO作用下優(yōu)先發(fā)生了分解及反應(yīng)，其中FeO隨CaO摻量的增加，依次生成Fe3O4、CF、C2F及Ca2(AlFe)O5、C4AF，MgO部分以MgO晶體存在.待此反應(yīng)結(jié)束后，多余的CaO再與C2S反應(yīng)生成C3S，如果CaO足夠多，C2S可全部轉(zhuǎn)變?yōu)镃3S.

柳鋼重構(gòu)鋼渣的巖相照片如圖3所示，當(dāng)CaO摻量為5%時(shí)，B礦固溶量大，表面粗糙，類似腦狀，液相中固溶物較多；當(dāng)CaO摻量為15%時(shí)，B礦固溶量減少，表面光滑，邊棱清晰，液相中固溶物減少.以上兩者B礦的顆粒大小都在10～30μm之間，未見A礦.當(dāng)CaO摻量為25%時(shí)，重構(gòu)鋼渣礦物組成良好，可以看到長柱狀和六方板狀的A礦，顆粒尺寸在20～40μm之間，B礦呈圓粒狀，邊棱清晰，顆粒尺寸在20～30μm之間，A、B礦分布均勻，且液相量較多.結(jié)合理論計(jì)算化學(xué)組成分析，當(dāng)CaO摻量從5%增加到15%時(shí)，重構(gòu)鋼渣的CaO/SiO2摩爾比從2.43增大至3.15，前者屬于硅酸二鈣渣，后者為硅酸三鈣渣，但由于重構(gòu)渣中存在著大量的Fe元素，CaO優(yōu)先與Fe2O3化合，導(dǎo)致CaO/SiO2摩爾比為3.15時(shí)仍未出現(xiàn)C3S.CaO摻量為25%時(shí)重構(gòu)鋼渣CaO/SiO2摩爾比足夠高，達(dá)4.03，此時(shí)有C3S生成，主要礦物為C2S、C3S.

圖3　重構(gòu)鋼渣巖相照片

武鋼重構(gòu)鋼渣的巖相照片如圖3(d)所示，摻25%CaO的重構(gòu)鋼渣的CaO/SiO2摩爾比為4.11，巖相照片中幾乎全為A礦，顆粒尺寸為10～40μm，液相量較多.這一方面是因?yàn)閾?5%CaO的柳鋼重構(gòu)鋼渣CaO/SiO2摩爾比低于摻25%CaO的武鋼重構(gòu)鋼渣的CaO/SiO2摩爾比，其生成A礦更少；另一方面是由于柳鋼鋼渣的Fe2O3含量高，消耗的CaO量多，使得與Fe2O3反應(yīng)完后只剩余更少量的CaO繼續(xù)與C2S反應(yīng)生成C3S.

巖相觀察直觀地證實(shí)了摻入CaO時(shí)，優(yōu)先與其發(fā)生反應(yīng)的是RO相，其中的Fe元素與CaO化合形成鐵酸鈣和鐵鋁酸鈣后，多余的CaO才開始與C2S發(fā)生反應(yīng)生成C3S.這也表明，采用石灰重構(gòu)法來提高鋼渣的膠凝活性具有一定的局限性，由于原鋼渣中Fe含量較多，且優(yōu)先與摻加的CaO反應(yīng)，要使RO相分解生成以C2F、C4AF為主、且具有一定活性的鐵酸鹽礦物，并使C3S含量增加，勢必要加入較大量的CaO作為調(diào)節(jié)組分，這會(huì)導(dǎo)致鋼渣在混合料中所占比例減小，不利于在線重構(gòu)，故筆者在此基礎(chǔ)上提出還原鐵法以重構(gòu)鋼渣，在重構(gòu)過程中加入含還原組分的調(diào)節(jié)材料，將鋼渣中鐵氧化物還原成金屬鐵，同時(shí)形成“類礦渣”以提高膠凝活性，實(shí)現(xiàn)“鐵、渣、熱”的三效利用[13].

2.2石灰重構(gòu)鋼渣過程中RO相的變化

鋼渣中RO相是FeO、MgO、MnO等的固溶體，關(guān)于重構(gòu)過程中RO相的轉(zhuǎn)變，筆者所在課題組已進(jìn)行了相關(guān)研究[14].從前文分析亦可知：摻入CaO后，RO相中的FeO隨CaO摻量的增加，依次生成Fe3O4、CF、C2F及Ca2(AlFe)O5、C4AF；RO相中的MgO部分以MgO晶體存在.文中通過掃描電子顯微鏡背散射電子像(SEM-BEI)及能譜分析，就石灰重構(gòu)鋼渣過程中RO相的變化進(jìn)行進(jìn)一步研究.

重構(gòu)鋼渣SEM-BEI照片見圖4，對(duì)圖中標(biāo)記的點(diǎn)進(jìn)行能譜分析，結(jié)果見表3.

圖4　重構(gòu)鋼渣的SEM-BEI照片

由于Mg原子序數(shù)低，故在背散射電子像中呈黑色圓粒的可能為MgO.進(jìn)一步通過EDS分析CaO摻量為5%、15%、25%時(shí)重構(gòu)鋼渣中黑色圓粒物質(zhì)M1-M4的元素成分，結(jié)果表明其主要元素為Mg和O，同時(shí)還含有少量Fe元素，可以推斷其為原鋼渣中RO相演變而來，以MgO為主，固溶少量的鐵[15]，且隨著CaO摻量的增加，F(xiàn)e/Mg呈現(xiàn)明顯的減少趨勢，最終變成純的MgO晶體，這直接證明了RO相在CaO作用下發(fā)生了分解，其中的FeO與CaO發(fā)生反應(yīng),MgO部分以MgO晶體存在.

表3重構(gòu)鋼渣背散射電子相圖中點(diǎn)掃描元素分析

Table3ElementanalysisofpointscanningontheBEIphotographsofreconstructedsteelslag

圖4中點(diǎn)元素百分比/%摩爾比CaSiOFeMgMnAlCaO/SiO2FeO/MgOB131.0316.0051.830.850.291.94M10.1237.455.2055.821.410.09L126.134.4246.4315.270.542.644.57B222.7411.0248.336.687.142.141.952.06M228.271.9968.741.000.03L233.192.9329.8823.201.074.655.08A336.8812.7445.494.410.482.90B330.9014.3250.593.260.932.16M334.8965.110.00L328.551.9940.6418.821.983.304.72A440.5213.3645.250.873.03L432.611.0530.6624.431.992.217.05M431.1668.840.00

SEM-BEI照片顯示，隨CaO摻量增加，重構(gòu)鋼渣中黑色圓粒MgO的數(shù)量及晶體尺寸均有減小的趨勢.其原因可能是：①CaO摻量大，重構(gòu)鋼渣中MgO含量相對(duì)變小；②硅酸鹽相和液相中固溶的MgO量增加，這從表3中B1、L1，到B2、L2再到B3、L3中Mg元素含量的變化可以得到證實(shí)，故MgO晶體含量相對(duì)減少.這表明RO相分解后，其中MgO不一定全部以MgO晶體存在，有部分MgO固溶在硅酸鹽相和液相中，故隨CaO摻量的增加，RO相分解生成MgO晶體的含量不一定增加.

SEM-BEI照片還顯示，長柱狀的A礦尺寸在20～50μm之間，圓粒狀的B礦尺寸在10～30μm之間.對(duì)B1-B3及A3-A4物質(zhì)的能譜分析結(jié)果顯示,B礦和A礦的CaO/SiO2摩爾比分別接近2和3，進(jìn)一步證實(shí)了摻5%和15%CaO的柳鋼重構(gòu)鋼渣的硅酸鹽礦物主要為C2S，摻25%CaO的柳鋼重構(gòu)鋼渣主要礦物為C3S和C2S，摻25%CaO的武鋼重構(gòu)鋼渣主要礦物為C3S.

2.3石灰重構(gòu)鋼渣的安定性與活性指數(shù)

重構(gòu)鋼渣由于摻加了石灰，可能導(dǎo)致殘留f-CaO，同時(shí)RO相分解生成游離的MgO，當(dāng)重構(gòu)鋼渣作為水泥混合材時(shí)，這些都可能會(huì)導(dǎo)致水泥安定性不良.

由表4可見：重構(gòu)鋼渣中游離氧化鈣含量很低，不會(huì)影響其安定性；雖然重構(gòu)鋼渣中MgO晶體含量較高，但按30%等質(zhì)量取代水泥后，其MgO含量均小于3%，且壓蒸安定性合格，因此重構(gòu)鋼渣用作水泥混合材和混凝土摻合料時(shí)，摻量控制在30%以內(nèi)可以安全使用.

表4　重構(gòu)鋼渣的安定性

原鋼渣與重構(gòu)鋼渣按工業(yè)廢渣使用，取代30%水泥測定其膠砂活性指數(shù)，結(jié)果見圖5.純水泥28d抗壓強(qiáng)度為62.6MPa.柳鋼原鋼渣活性指數(shù)為65%，武鋼原鋼渣活性指數(shù)為66%，采用石灰重構(gòu)后，重構(gòu)鋼渣活性指數(shù)均有明顯提升，且隨CaO摻量的增加，重構(gòu)鋼渣活性指數(shù)不斷提升；CaO摻量為25%時(shí)，柳鋼與武鋼重構(gòu)鋼渣28d活性指數(shù)很高，分別達(dá)到100%和94%.以上說明采用石灰重構(gòu)法能大幅度提高重構(gòu)鋼渣的膠凝活性.

圖5　鋼渣與重構(gòu)鋼渣的膠砂活性指數(shù)

3　結(jié)論

文中采用多種分析手段研究了石灰重構(gòu)鋼渣過程中的物相變化，得出以下主要結(jié)論：

(1)采用石灰作為單一調(diào)節(jié)材料重構(gòu)鋼渣，RO相在CaO作用下優(yōu)先發(fā)生了分解及反應(yīng)，其中的FeO隨CaO摻量的增加，依次生成Fe3O4、CF、C2F及Ca2(AlFe)O5、C4AF；其中的MgO部分以MgO晶體存在，部分固溶在硅酸鹽相和液相中，故隨CaO摻量的增加，RO相分解生成MgO晶體的含量不一定增加.

(2)實(shí)驗(yàn)室重構(gòu)條件下有利于充分反應(yīng)，當(dāng)CaO/SiO2摩爾比不夠大時(shí)原鋼渣中C3S在重構(gòu)過程中分解成C2S；由于CaO優(yōu)先與含量較高的鐵元素反應(yīng)，故CaO/SiO2摩爾比達(dá)到3時(shí)仍沒有C3S生成,只有當(dāng)與鐵反應(yīng)完全后多余的CaO才與C2S反應(yīng)生成C3S，如果CaO足夠多，C2S可全部轉(zhuǎn)變?yōu)镃3S.

(3)將重構(gòu)鋼渣用作水泥混合材和混凝土摻合料，當(dāng)摻量控制在30%以內(nèi)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生安定性不良的問題；隨CaO摻量從5%增加到25%，其28d活性指數(shù)在80%～100%之間，膠凝活性明顯提高.

(4)以石灰作為單一調(diào)節(jié)材料重構(gòu)鋼渣來提高其膠凝活性，不同來源的鋼渣只要摻加不同量的石灰即可，其工藝簡單，但摻量較大將不利于在線重構(gòu).

[1]王玉吉,葉貢欣.氧氣轉(zhuǎn)爐鋼渣主要礦物相及其膠凝性能的研究 [J].硅酸鹽學(xué)報(bào),1981,9(3):302- 308.

WANGYu-ji,YEGong-xin.Astudyofthemineralphaseofoxygenconverterslagandtheircementiousproperties[J].JournaloftheChineseCeramicSociety,1981,9(3):302- 308.

[2]歐陽東,謝宇平,何俊元.轉(zhuǎn)爐鋼渣的組成、礦物形貌及膠凝特性 [J].硅酸鹽學(xué)報(bào),1991,19(6):488- 493.

OUYANGDong,XIEYu-ping,HEJun-yuan.Compositionmineralmorpheologyandcementitionsspropertiesofconverterslag[J].JournaloftheChineseCeramicSociety,1991,19(6):488- 493.

[3]徐光亮,錢光人,賴振宇,等.低堿度鋼渣基油井及地?zé)峋z凝材料的研究——Ⅰ低堿度鋼渣的化學(xué)成分、礦物組成和礦相特征 [J].西南工學(xué)院學(xué)報(bào),2000,15(1):10- 14.

XUGuang-liang,QIANGuang-ren,LAIZhen-yu,etal.Studyoflow-alkalinitysteelslagblendedoilwellcementandgeothermalcementI:chemicalcomposition,mineralphasesandmineralcharacteristicoflow-alkalinitysteelslag[J].JournalofSouthwestChinaInstituteofTechno-logy,2000,15(1):10- 14.

[4]唐明述,袁美棲,韓蘇芬,等.鋼渣中MgO、FeO、MnO的結(jié)晶狀態(tài)與鋼渣的體積安定性 [J].硅酸鹽學(xué)報(bào),1979,7(1):35- 46.TANGMing-shu,YUANMei-qi,HANSu-fen,etal.ThecrystallinestateofMgO,FeOandMnOinsteelslagandthesoundnessofsteelslag[J].JournaloftheChineseCeramicSociety,1979,7(1):35- 46.

[5]張同生,劉福田,王建偉,等.鋼渣安定性與活性激發(fā)的研究進(jìn)展 [J].硅酸鹽通報(bào),2007,26(5):980- 984.

ZHANGTong-sheng,LIUFu-tian,WANGJian-wei,etal.Recentdevelopmentofsteelslagstabilityandactivatingactivity[J].BulletinoftheChineseCeramicSociety,2007,26(5):980- 984.

[6]SHICai-jun.Steelslag:itsproduction,processing,chara-cteristics,andcementitiousproperties[J].JournalofMaterialsinCivilEngineering,2004,16(3):230- 236.

[7]MONSHIAhmad,ASGARANIMasoudKasiri.ProducingPortlandcementfromironandsteelslagsandlimestone[J].CementandConcreteResearch,1999,29:1373- 1377.[8]TSAKIRIDISPE,PAPADIMITRIOUGD,TSIVILISS,etal.UtilizationofsteelslagforPortlandcementclinkerproduction[J].JournalofHazardousMaterials,2008,152(2):805- 811.

[9]朱苗勇.現(xiàn)代冶金學(xué) 鋼鐵冶金卷 [M].北京:冶金工業(yè)出版社,2005:194.

[10]余其俊,李建新,韋江雄,等.用于對(duì)鋼渣進(jìn)行高溫活化處理的性能調(diào)節(jié)材料及其應(yīng)用:ZL200910039605.0 [P].2011- 05- 18.

[11]艾德林格A.由渣生產(chǎn)生鐵或鋼以及水泥熟料的方法:WO96/24696 [P].1996- 08- 15.

[12]LIJian-xin,YUQi-jun,WEIJiang-xiong,etal.Structuralcharacteristicsandhydrationkinetiesofmodifiedsteelslag[J].CementandConcreteResearch,2011,41:324- 329.

[13]殷素紅,郭輝,余其俊,等.還原鐵法重構(gòu)鋼渣及其礦物組成 [J].硅酸鹽學(xué)報(bào),2013,41(7):966- 971.

YINSu-hong,GUOHui,YUQi-jun,etal.SteelslagreconstructionexperimentbyreductionFeOxanditsmine-ralcomposition[J].JournaloftheChineseCeramicSociety,2013,41(7):966- 971.

[14]李建新,余其俊,韋江雄.鋼渣高溫重構(gòu)中RO相的轉(zhuǎn)變規(guī)律 [J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào),2012,34(5):19- 24.

LIJian-xin,YUQi-jun,WEIJiang-xiong.TransformationofROphaseinsteelslagduringmodificationprocessathightemperature[J].JournalofWuhanUniversityofTechnology,2012,34(5):19- 24.

[15]侯貴華,李偉峰,郭偉,等.轉(zhuǎn)爐鋼渣的顯微形貌及礦物相 [J].硅酸鹽學(xué)報(bào),2008,36(4):436- 443.

HOUGui-hua,LIWei-feng,GUOWei,etal.Microstructureandmineralphaseofconverslag[J].JournaloftheChineseCeramicSociety,2008,36(4):436- 443.

SupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(51372088)

PhaseChangeofSteelSlagDuringReconstructionbyLime

YIN Su-hong1GAO Fan1GUO Hui1,2YANG Xu1

(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,Guangdong,China;2.ChangjiangRiverScientificResearchInstitute,ChangjiangWaterResourcesCommission,Wuhan430010,Hubei,China)

Steelslagwasreconstructedbyusinglimeasthesinglecontrollingmaterialatahightemperature,andXRD,petrographicanalysisandSEMtechniqueswereadoptedtodeterminethemineralcompositionofthemodifiedsteelslagaswellasthetransformationoftheROphaseinthemodificationprocess.Moreover,thestabilityandtheactivityindexofthemodifiedsteelslagweretested.Theresultsdemonstratethat(1)theROphaseprimarilyreactswithCaO,inwhichFeOphaseisdecomposedintoFe3O4,CF(calciumferrite),C2F(dicalciumferrite),Ca2(AlFe)O5andC4AF(tetracalciumalumino-ferrite)successivelywiththeincreaseofCaOcontent,andapartofMgOphaseexistsintheformofMgOcrystal,andtheothersbehaveasthesolidsolutioninthesilicateandliquidphases; (2)whentheCaO/SiO2moleratioisnotlargeenough,C3S(tricalciumsilicate)intheoriginalsteelslagisresolvedintoC2S(dicalciumsilicate)inthemodificationprocess; (3)noC3SgeneratesevenwhentheCaO/SiO2moleratioreaches3becauseCaOprimarilyreactswithhigh-contentiron; (4)onlywhentheironreactscompletely,maytheredundantCaOreactwithC2StoproduceC3S;and(5)boththestabilityandthecementitiousactivityofthesteelslagsignificantlyimproveafterthemodificationbylime.

steelslagreconstruction;lime;mineralcomposition;ROphase;cementitiousactivity;phasechange

2015- 11- 09

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51372088)；中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)目(CKSF2013042/JC)

殷素紅(1971-)，女，博士，教授,主要從事水泥、混凝土材料和固體廢棄物資源化利用研究.E-mail:imshyin@scut.edu.cn

1000- 565X(2016)06- 0047- 06

TQ172.9；TF09

10.3969/j.issn.1000-565X.2016.06.008