鋼渣碳化技術研究進展_桂林礦機官方網站

鋼渣是(shì)煉鋼過程(chéng)中産生的(de)工業固體(ti)廢物，近10年(nian)我國累計(jì)鋼渣排放(fang)量達到了(le)7億t，但綜合(he)利用率較(jiao)低，僅有20%左(zuo)右，而國外(wai)發達國家(jiā)已超過90%。大(dà)量堆存的(de)鋼渣不僅(jin)會侵占❤️土(tu)地，浪費資(zī)源，如果排(pai)入水中還(hai)可🐕能會造(zào)成⛱️河流淤(yū)塞，周邊土(tǔ)壤堿化，其(qí)中📞的有害(hai)物質還會(huì)爲人類及(ji)其生存環(huan)境帶來嚴(yan)重危害。

全(quan)球氣候變(biàn)暖是全球(qiu)氣候變化(huà)的核心熱(re)點問題，化(huà)石燃料燃(ran)燒産生大(dà)量的CO2導緻(zhi)溫室效應(yīng)的發生，随(sui)着人類工(gōng)農業活動(dong)的不斷進(jin)行，CO2的排放(fang)量也逐年(nian)增加，2017年，全(quán)球碳排放(fàng)🍓增長了1.6%。這(zhe)不僅會威(wei)脅我們的(de)身心健康(kāng)，也會對人(ren)類的生☁️存(cun)環境帶來(lai)嚴重危害(hai)。

鋼渣碳化(huà)技術是将(jiāng)鋼渣置于(yu)CO2氣體環境(jìng)中，在一定(ding)溫度濕度(dù)及壓力條(tiao)件下進行(hang)碳化，CO2将會(hui)以礦物吸(xi)收形式固(gù)定儲存，因(yin)此鋼渣碳(tan)化技術不(bu)僅能固化(huà)大量的CO2，還(hái)能實現二(èr)次資源的(de)有效利㊙️用(yòng)，并由此制(zhì)備的磚、瓦(wǎ)🏒等建築材(cai)‼️料具有強(qiang)度高、價格(ge)低廉、穩定(ding)💞性好的優(yōu)點。在鋼渣(zhā)發生碳化(huà)作用的同(tong)時，新物相(xiàng)的生成具(ju)有把體系(xi)内的物質(zhì)結在一起(qǐ)的作用，因(yīn)而可以制(zhi)備出性能(neng)較好的鋼(gāng)渣碳化制(zhi)品。

研究者(zhě)針對此項(xiàng)技術進行(hang)了大量的(de)研究：鋼渣(zha)種類、粒度(dù)不同，碳化(huà)能力不盡(jìn)相同；碳化(hua)過程的環(huan)境🙇🏻條件不(bu)同，所得碳(tan)化鋼渣制(zhì)品的強度(du)也不同，其(qi)中溫度、pH值(zhí)及水化程(cheng)度成爲主(zhǔ)要研究對(duì)象。适宜的(de)環💘境，可以(yǐ)極大促進(jin)反👈應的發(fa)生，使得碳(tàn)化後的鋼(gang)渣性能更(gèng)加優越，從(cong)而更好實(shi)現固體廢(fèi)物資源化(hua)。本文主要(yao)針對以上(shàng)研究内容(róng)進行總結(jié)歸納，并針(zhēn)對現階段(duan)碳化反應(ying)🧡影響因👉素(sù)的研究進(jìn)展提出展(zhan)望及有待(dài)解決的問(wèn)題。

鋼渣的(de)基本性質(zhi)

目前，我國(guo)大部分鋼(gang)渣爲轉爐(lú)渣，在發達(dá)國家電爐(lú)鋼渣占據(ju)主導地位(wèi)，現階段大(dà)多數研究(jiu)者主要以(yi)轉爐鋼渣(zha)🔴爲研究對(dui)象。鋼渣的(de)化學組成(chéng)主要有CaO(34%～48%)、Fe2O3(7%～12%)、SiO2(9%～15%)、MgO(2.5%～10%)、Al2O3(0.9%～2.8%)，同(tóng)時還有少(shǎo)量MnO、TiO2等🏃氧化(hua)物，這樣氧(yang)化物主要(yao)以C2S、C3S、Ca2Fe2O5、ＲO相及f－CaO等(deng)㊙️礦物相形(xing)式存在于(yu)👅鋼渣中。鋼(gang)渣中大量(liàng)🤞的CaO、MgO等堿性(xìng)💜氧化物能(neng)夠有效的(de)固定🔞CO2，爲固(gù)碳技術的(de)實現提供(gòng)了物質條(tiáo)件。

3.1 碳化(huà)機理研究(jiu)

3.1.1 熱力學分(fèn)析

在CO2及一(yi)定濕度養(yǎng)護下，鋼渣(zha)中的化學(xue)成分主要(yao)發生下列(liè)反應：

鋼渣(zhā)碳化的吉(jí)布斯自由(yóu)能爲負值(zhí)，即是一個(ge)自發進行(hang)✍️的過程，隻(zhi)要提供适(shì)宜的環境(jìng)條件，這個(ge)反應就會(huì)📧自行發生(sheng)，常鈞🔴、塗茂(mào)霞等的試(shi)驗結論中(zhong)均證明了(le)此觀點。

塗(tu)茂霞等采(cǎi)用熱力學(xué)HSC軟件對鋼(gāng)渣碳化過(guò)程進行熱(re)🌈力❓學模拟(nǐ)計算，結果(guo)發現，以上(shang)各化學反(fǎn)應在700K以下(xia)自由能⛷️ΔG均(jun)爲負值，說(shuo)明😄鋼渣碳(tan)化反應在(zai)一般條件(jiàn)下可☎️自發(fa)進行；常鈞(jun1)等利用焓(hán)變等🈲熱力(li)學數據和(he)ΔH=∑Hp–∑Hr、ΔGT=∑GTp－∑GTr(下角p，r分别(bie)表示産物(wù)和反應物(wù))計算公式(shi)，計算反🔞應(ying)的自由能(neng)ΔG，所得結果(guo)爲負值，同(tóng)樣證實了(le)在一定條(tiáo)件下鋼渣(zha)的碳化反(fǎn)應可以自(zì)行發生。

以(yi)上的熱力(lì)學分析及(jí)計算，共同(tong)說明了鋼(gang)渣碳化反(fǎn)應✨在理論(lun)上的可行(háng)性與自發(fa)性，爲探索(suǒ)反應規律(lü)和機理奠(diàn)定了重要(yao)的理論基(jī)礎。

3.1.2 物相分(fèn)析

鋼渣主(zhu)要由C2S、C3S、C2F、Ca(OH)2、(Mg，Fe)2SiO4、f－CaO和ＲO相(xiang)組成。常鈞(jun1)等、BoPang等采用(yòng)XＲD對碳化前(qian)後的鋼渣(zhā)進🔴行⛹🏻‍♀️物相(xiang)分析，從分(fèn)析結果可(ke)以看出，鋼(gāng)渣碳化前(qián)後🈚C2S和C3S衍射(shè)峰🌈的強度(du)明顯弱化(huà)，Ca(OH)2和f－CaO的衍射(she)峰👌基本消(xiāo)失，并且出(chū)現了明顯(xian)的CaCO3及SiO2衍射(she)峰；梁曉傑(jie)進行能譜(pǔ)分析發現(xiàn)，在碳化前(qián)後✔️ＲO相及C2F的(de)衍🛀射峰的(de)強度基本(běn)無明顯變(biàn)化，這說明(míng)組成中的(de)ＲO相及C2F基本(běn)不發生碳(tan)化反應；房(fáng)延鳳等通(tong)過✨簡單分(fen)析發現β－C2S碳(tan)化所得CaCO3含(hán)量爲18.1%較低(di)于熱重♻️測(cè)試結果，猜(cai)測在500～800℃範圍(wei)内失🔞重的(de)是CaCO3且有少(shao)量結晶水(shuǐ)蒸發。

綜上(shang)所述，鋼渣(zha)碳化過程(chéng)中發生反(fǎn)應的主要(yao)化學🈲成分(fen)爲📐C2S、C3S、Ca(OH)2和🐆CaO，他們(men)均與CO2反應(yīng)生成CaCO3，且ＲO相(xiàng)及C2F基本不(bu)參與反應(ying)，這可能是(shì)因爲C2S、C3S等化(huà)合物先發(fa)生了水化(huà)反應生成(cheng)相應氫氧(yǎng)㊙️化物後繼(ji)續與CO2反應(ying)生🏃🏻成CaCO3和SiO2，而(ér)ＲO相中的金(jin)屬氧化物(wù)反應活性(xing)低，基本不(bú)發生水化(hua)反應，則無(wu)法參與碳(tàn)化反應。鋼(gang)渣的化學(xué)組成中含(han)Ca化合物将(jiang)作爲研究(jiu)的重點，這(zhè)些物質的(de)化學反應(yīng)✨行爲極大(da)影響着鋼(gāng)渣的碳化(huà)規律、特點(dian)，以及碳化(hua)所需最佳(jiā)條件。

3.1.3 熱重(zhòng)分析

利用(yòng)熱重分析(xī)儀可以得(de)到待測樣(yàng)品随溫度(dù)變化關系(xi)，以研究待(dai)測物質的(de)組分及熱(rè)穩定性。

梁(liáng)曉傑對鋼(gang)渣碳化前(qián)後進行了(le)熱重分析(xī)，得到它們(men)🐕的TG－DTG曲⚽線，經(jīng)計算确定(dìng)生成物爲(wèi)CaCO3。BoPang等熱重分(fèn)析結果表(biǎo)明⭕：鋼渣中(zhong)Ca(OH)2幾乎碳化(huà)完全，生成(chéng)産物爲CaCO3，同(tong)時産物CaCO3因(yīn)其有較高(gao)的活性而(er)被吸附，這(zhè)就導緻了(le)相反的結(jie)果：CaCO3的吸🧡附(fù)阻礙了Ca(OH)2與(yǔ)CO2的化學反(fan)應速率。他(tā)們同樣證(zhèng)實了鋼渣(zha)碳化産物(wu)爲❌CaCO3，且在反(fan)應過程中(zhong)固體顆粒(lì)的吸附常(chang)會導緻化(hua)學反應速(su)率的減慢(man)。

以上證明(ming)鋼渣中的(de)C2S、C3S發生水化(hua)反應生成(chéng)

Ca(OH)2，随之f－CaO、Ca(OH)2與CO2發(fā)生碳化反(fan)應生成CaCO3顆(kē)粒。顆粒狀(zhuàng)的CaCO3可以填(tián)🔆充🍓内部空(kong)👈隙，使體系(xi)内部排列(liè)更加緊湊(cou)，提高鋼渣(zha)🚶‍♀️試塊的力(lì)學性能，可(kě)在一定程(chéng)度上提高(gao)鋼渣制品(pǐn)🌈的強度和(he)穩定性；但(dàn)由此生成(chéng)的CaCO3殼又部(bu)分包裹與(yu)未反應物(wu)質外側，阻(zǔ)止了CO2的擴(kuò)散及進一(yī)步反應過(guo)程。

3.2 碳化反(fǎn)應的影響(xiǎng)因素研究(jiū)

除了反應(ying)物性質會(huì)影響碳化(hua)效果外，壓(yā)力、溫度、pH值(zhi)等環境因(yīn)素也會影(ying)響着反應(ying)的進行。經(jīng)大量研究(jiū)者研究發(fā)現，在碳化(huà)反應中，pH值(zhi)、碳化時間(jiān)及成型壓(ya)力爲主要(yào)的影響因(yin)素，也有研(yán)究者對水(shuǐ)化過程及(jí)外加劑等(deng)進行了相(xiàng)關試驗。

3.2.1 加(jia)水量及水(shuǐ)化時間

梁(liáng)曉傑對不(bu)同加水量(liàng)下的鋼渣(zhā)碳化效果(guo)進行了研(yan)究，結👉果表(biǎo)明當加水(shuǐ)量W水=3%～19%時，鋼(gang)渣碳化質(zhi)量增加率(lǜ)不斷提💋高(gāo)，碳化效果(guǒ)增加：當W水(shuǐ)=19%，碳化效果(guǒ)最好，但W水(shui)超過19%一直(zhi)到21%，碳化質(zhì)量曲線出(chu)現明☔顯下(xia)降，這是因(yīn)爲出現了(le)泌水結👣團(tuán)現象，積聚(jù)的水分将(jiāng)鋼渣包裹(guǒ)，不利于反(fǎn)應的進行(hang)，而且外層(ceng)反應生成(cheng)的CaCO3顆粒阻(zu)礙了鋼渣(zhā)的進一步(bù)碳化。

以上試驗(yan)結果均證(zhèng)明了在碳(tan)化前進行(hang)一定時間(jiān)的水🚶化對(dui)反應具有(yǒu)一定的促(cu)進作用，這(zhè)是因爲水(shui)化生成的(de)☔産物可以(yǐ)⚽作爲碳化(hua)反應的反(fǎn)應物發生(shēng)反應；但❄️水(shui)化時👣間較(jiao)長🧑🏾‍🤝‍🧑🏼，不僅對(duì)碳化反應(yīng)的促進效(xiào)果降低，又(you)會造成時(shi)☎️間及試驗(yan)設備的浪(làng)費與消耗(hao)。所以，探索(suǒ)最佳水化(hua)時間對于(yu)鋼渣碳化(huà)反應的實(shí)☎️際應用具(ju)有重要意(yi)義。

3.2.2 外加劑(ji)

在碳化反(fan)應中，外加(jiā)劑的加入(ru)可以促進(jìn)反應的進(jìn)行，激發鋼(gang)渣的反應(yīng)活性，使鋼(gāng)渣碳化制(zhì)品的性能(néng)得以改善(shàn)提高👨‍❤️‍👨。

通過(guò)設計外加(jiā)劑對鋼渣(zha)碳酸化影(yǐng)響的探究(jiū)試驗，向鋼(gāng)📐渣試樣中(zhōng)摻加CaSO4·2H2O、Na2CO3、NaHCO3、Na2SiO3、沸石(shí)、膠粉和羧(suō)甲基纖維(wei)素鈉七種(zhǒng)外加劑，養(yang)護2h，結果與(yǔ)不摻入外(wài)加劑試樣(yàng)組對比發(fa)現，摻入NaHCO3、Na2SiO3和(he)羧甲基🐪纖(xian)維素鈉的(de)鋼渣試樣(yang)碳化較好(hao)，将三種外(wài)加劑兩兩(liang)複摻，進一(yī)步探索得(de)到羧甲基(ji)纖維素鈉(na)和CaSO4、NaHCO3的加入(rù)🈲對碳化反(fǎn)應的促進(jìn)沒有明顯(xian)效果。這說(shuō)明外加劑(ji)的摻入對(duì)固碳效果(guo)的影♈響不(bu)是很大，且(qiě)很有可能(néng)⛷️會導緻鋼(gang)渣的結構(gou)向不利方(fang)向發生改(gai)變，從❓而影(yǐng)響碳化鋼(gāng)渣制🎯品的(de)性能。

3.2.3 溫度(dù)

在一定範(fàn)圍内，溫度(dù)升高可以(yi)促進分子(zǐ)熱運動，促(cù)🚩進鋼渣🐪内(nei)活性物質(zhì)與CO2的化學(xue)反應，但當(dang)溫度達到(dào)一定值後(hòu)，又碳化反(fǎn)應放熱，繼(ji)續升高溫(wen)度反而會(huì)抑制反應(ying)的進行，所(suo)以在應用(yòng)于工業🐪生(shēng)産時，控制(zhì)🏃‍♀️環境溫度(dù)具有重要(yào)意義。

柳倩(qian)分别對比(bǐ)了不同養(yǎng)護條件對(duì)鋼渣水泥(ní)基膠凝材(cái)料性🧡能的(de)影響，結果(guo)得到最佳(jia)的養護條(tiáo)件是💚60℃、碳化(hua)7h，高溫碳化(huà)養護❤️可以(yǐ)🥵提高其抗(kàng)壓強度，且(qiě)升高溫度(dù)可以提高(gao)水化進程(chéng)，進而促進(jìn)碳化反應(yīng)；郜效嬌等(deng)觀察❓分析(xī)不同溫度(dù)下鋼渣試(shì)樣碳化3d的(de)體積膨脹(zhang)率與力學(xué)強度，發現(xiàn)㊙️鋼渣體積(ji)膨脹率随(sui)碳化溫度(dù)的升高而(er)增大，并得(dé)出碳化3d力(li)學強度與(yu)碳化溫度(dù)的線🌂性方(fāng)程y=0.062x+33.04(y爲力學(xué)🐇強度值，單(dan)位MPa；x爲碳化(huà)溫度，單位(wei)℃)；姚星亮等(děng)通過儀器(qì)檢測及固(gu)碳公式的(de)計算得到(dào)：提高溫度(dù)，反應速✊率(lü)加快，但鋼(gāng)渣固碳率(lü)增大㊙️幅度(du)較小，且溫(wen)度超過一(yi)定值時，反(fan)應速率變(biàn)化不❗明顯(xian)。

3.2.4 pH值

鋼渣的(de)碳化反應(ying)主要是鈣(gai)離子與CO2生(sheng)成碳酸鈣(gai)化合物的(de)🌂過🛀程💛，其中(zhong)環境的pH值(zhí)會影響鈣(gai)離子的溶(róng)解，進而影(ying)響碳化反(fan)應🙇‍♀️的效果(guǒ)，則調節溶(róng)液的pH值對(dui)于🤞反應的(de)進行至關(guan)重要㊙️。

向鋼(gang)渣試樣中(zhōng)加入不同(tóng)pH值的溶液(ye)，分别養護(hù)2h、10h、1d、7d，碳化相同(tong)時間㊙️，結果(guo)表明強酸(suān)不利于碳(tàn)酸化反應(ying)，弱酸和強(qiang)堿環境均(jun)有利于鋼(gāng)渣試樣的(de)碳酸化反(fǎn)應，且随着(zhe)養護時間(jian)增長，鋼渣(zha)碳化效果(guǒ)提高，即在(zai)pH值=12.55、養護7d時(shi)，鋼渣試樣(yàng)碳酸化增(zēng)重率👌最高(gao)。

王日偉等(děng)利用固碳(tan)效率公式(shì)研究計算(suàn)堿與鋼渣(zha)不同㊙️的質(zhi)量百分比(bi)對鋼渣固(gu)定CO2的影響(xiang)，結果發現(xiàn)鋼渣🏒中加(jiā)入少量的(de)NaOH後，固碳量(liang)明顯增加(jiā)，且随着堿(jiǎn)增加，鋼🌂渣(zhā)固定CO2呈上(shang)升趨勢，在(zai)上述試驗(yàn)中得到堿(jiǎn)與鋼渣最(zuì)⁉️佳質量百(bǎi)分比爲8%，繼(ji)續增大比(bi)值時，固碳(tan)量呈下降(jiàng)趨勢。

潘凱(kai)通過試驗(yan)研究同樣(yang)證實了在(zài)鋼渣碳化(huà)過程🔞中🌈加(jiā)入低濃度(dù)堿溶液可(kě)以提高固(gu)碳效率；BonenfantD等(děng)研究了常(chang)溫常🏃‍♀️壓下(xià)鋼渣碳酸(suān)✊化固定CO2的(de)潛力，研究(jiū)發現強堿(jian)性及Ca(OH)2含量(liang)是鋼渣具(ju)有較高CO2固(gu)定潛力的(de)主要原因(yin)；其中有研(yan)究者❄️向鋼(gāng)渣中摻入(ru)消石灰以(yǐ)提高體系(xì)pH值，結果🍓發(fa)現摻入與(yǔ)鋼渣等量(liang)的消石灰(huī)，其固碳效(xiào)果最佳，可(ke)達到27.81%。

3.2.5 碳化(huà)時間

由于(yu)化學反應(yīng)在開始的(de)一段時間(jian)後，将會達(da)到平衡狀(zhuang)态☁️，繼續增(zeng)加反應時(shi)間不僅無(wu)任何促進(jìn)作用，還會(hui)📧浪費設備(bèi)資源。有學(xue)者提出，在(zài)鋼渣碳化(huà)反應♉前期(qī)，CaO的❌轉化速(su)率最快，且(qiě)有80%的CaO會與(yu)CO2發生反應(ying)，而之後的(de)反應時間(jian)裏，參與反(fǎn)應的物質(zhi)減少，速率(lǜ)變慢，反應(yīng)趨于平👣衡(héng)。常鈞對此(cǐ)作了研究(jiu)，得💞到最适(shi)合的碳化(hua)時間爲3h，其(qi)碳化增重(zhong)率爲10.79%，強度(du)可達40.81MPa。爲以(yǐ)後的探索(suǒ)研究試驗(yan)提供了一(yi)定的參考(kǎo)😄意義與依(yī)據。

3.2.6 成(cheng)型壓力

成(chéng)型壓力不(bu)同，鋼渣試(shi)塊内部孔(kong)隙率不同(tóng)，CO2的擴散速(sù)率✏️不同😘，其(qi)反應速率(lǜ)與碳化效(xiao)果也不盡(jin)相同。

P.DeSilva等研(yán)究發現在(zài)一定範圍(wei)内随着成(chéng)型壓力的(de)提高，試樣(yàng)的碳化效(xiao)率逐漸降(jiang)低；而在李(lǐ)勇的試驗(yan)研究中，設(she)計成型壓(ya)力範👅圍爲(wèi)0～14MPa，對碳化試(shì)樣進行SEM、TGA及(ji)XＲD分析💚得到(dao)，随着成型(xíng)壓力的增(zēng)加，碳化效(xiào)率先增加(jiā)後降低，且(qiě)碳化📐産物(wù)的形貌也(ye)發生了相(xiàng)應改變，由(you)典型的方(fang)解石晶體(tǐ)形貌變爲(wèi)橢球形的(de)方解石，這(zhè)說明成型(xing)壓力對碳(tàn)🤟化反應有(yǒu)着很📧大的(de)影響，成型(xing)壓力💋的改(gai)變導緻試(shi)樣内部的(de)保水能力(lì)不同、空隙(xì)率不同，則(zé)反應過程(cheng)中的速度(du)與碳化産(chan)物的形貌(mào)也不盡相(xiang)同。

3.2.7 其他因(yīn)素

EleanorJ等、塗茂(mào)霞等研究(jiū)發現鋼渣(zha)粒度、液固(gu)比、氣體流(liú)量及⭐流體(ti)😄通量對碳(tàn)化反應也(ye)有一定的(de)影響，且鋼(gāng)渣粒度📐越(yue)細越有利(lì)于鋼渣固(gu)碳；在李勇(yong)房延鳳等(deng)的研究結(jié)果中：碳化(huà)過程✂️中外(wai)來離子、CO2分(fen)🚩壓以及鋼(gāng)渣🏃‍♂️中的礦(kuàng)物組成同(tóng)樣影響碳(tàn)化反應的(de)進程。

鋼渣(zha)碳化反應(yīng)是一個較(jiao)爲複雜的(de)化學反應(ying)，影響因素(su)較多，但相(xiàng)對來說反(fǎn)應要求環(huán)境較爲容(rong)易達到，以(yi)上的研究(jiu)也爲鋼渣(zha)碳化制品(pin)的工業化(hua)生産⭐與應(yīng)用提供了(le)❤️一定的數(shù)據基礎。

鋼(gāng)渣碳化技(ji)術的應用(yòng)

從上文可(ke)見，已有大(da)量學者對(dui)鋼渣碳化(huà)技術進行(hang)了🏃🏻‍♂️機理🏃以(yi)🚶及水化時(shí)間、外加劑(ji)、溫度、pH值等(deng)因素對碳(tàn)🔞化過程影(yǐng)✂️響的試驗(yàn)🌍研究，這也(yě)爲此項技(jì)術的建材(cái)化應用提(ti)供了一定(dìng)的理論基(ji)礎。碳化後(hou)的鋼渣制(zhì)品強度高(gāo)🔆、性能優良(liang)、投入生産(chǎn)🌈成本低、且(qiě)應用途徑(jìng)較爲廣泛(fan)，具有高附(fù)加價值。而(er)在碳化制(zhì)品的應用(yòng)🏃🏻‍♂️中，通常也(ye)會摻✉️入其(qi)他成分以(yi)進一步提(tí)高産品的(de)優良性能(neng)。

依據現有(you)碳化制度(dù)及條件，史(shǐ)迪以首鋼(gang)鋼渣爲原(yuan)料，利☀️用堿(jiǎn)激發與CO2的(de)協同作用(yong)制成強度(du)較高的鋼(gāng)渣磚☂️，該學(xue)者選擇Na2CO3爲(wèi)🔞激發劑。試(shì)驗發現，當(dāng)摻入溶液(yè)态Na2CO3時，其碳(tàn)化效果要(yao)好🐪于固态(tai)Na2CO3，這是因爲(wèi)反應物之(zhī)間發生了(le)離子反應(ying)，而固體物(wu)質需溶解(jiě)後反應，這(zhe)就導緻了(le)固态的Na2CO3的(de)碳化速率(lǜ)不如Na2CO3溶液(ye)。進一步試(shì)驗發現，當(dang)激發劑Na2CO3的(de)摻入量爲(wèi)13.12kg/m3時，鋼渣碳(tan)化磚的抗(kang)⭐壓效果最(zuì)好。

除了Na2CO3溶(rong)液外，也可(ke)以以熟石(shí)灰爲激發(fā)劑，當加入(rù)到鋼渣與(yǔ)熟石灰質(zhì)量比爲0.20時(shi)，碳化磚強(qiang)度達到最(zui)佳值，且抗(kàng)壓和抗折(shé)強度爲對(dui)比磚(未加(jiā)熟石灰)的(de)4～5倍，摻入激(jī)發劑的碳(tàn)化磚在吸(xi)水率、幹燥(zao)收縮率及(ji)安定性方(fang)面👨‍❤️‍👨也達到(dào)了良好的(de)指标。

從上(shang)述試驗結(jié)果可以看(kan)出，在制備(bèi)鋼渣碳化(huà)磚的過程(chéng)中，摻入一(yi)定量的激(ji)發劑會使(shǐ)鋼渣的碳(tan)化速率以(yi)🚶及碳☀️化磚(zhuan)的性📱能得(de)到很大提(tí)高，但激發(fa)劑的⛹🏻‍♀️用量(liang)需适當，如(ru)果摻入💔量(liang)過多，不僅(jin)會造成原(yuan)料的🤩浪費(fèi)，而且有些(xie)種類的激(jī)發劑過量(liàng)使用還會(hui)減弱㊙️鋼渣(zhā)的碳化效(xiào)果。

此外，有(you)研究者向(xiang)鋼渣中摻(chan)入砂子和(he)石子等原(yuan)料，經碳化(huà)養護一定(dìng)時間後，制(zhi)備滲水路(lù)面磚，在進(jin)行增重✨率(lü)、透水系數(shù)、抗壓強度(dù)等實驗室(shì)測試後，發(fā)現該滲水(shui)路面磚滲(shèn)水性能、安(ān)定性等均(jun1)達到标準(zhǔn)，同📧時以此(ci)方法得到(dào)的滲水磚(zhuan)兼具強度(du)高、多孔結(jie)構🍉吸聲減(jian)噪、補充地(di)下水分且(qiě)美化城市(shì)環境等優(yōu)點。

也有學(xue)者基于此(ci)項碳化技(ji)術，向鋼渣(zhā)中加入一(yi)定量的膨(péng)💘脹珍珠岩(yan)制備得到(dao)牆體輕質(zhi)闆材，強度(dù)高且質量(liàng)輕⚽；摻入抛(pāo)光🏃‍♀️廢石粉(fen)制備得到(dao)人造大理(li)石，不僅可(ke)以節省原(yuán)材料，而且(qie)有🌐助于有(you)效解決空(kong)氣中粉塵(chén)污📧染的問(wèn)題；同時，碳(tan)化後的鋼(gāng)渣也可以(yi)代✉️替部分(fèn)水泥作爲(wei)吸聲材☁️料(liao)：在吸聲材(cái)🐅料中摻入(ru)30%～50%的🌍碳化鋼(gang)渣後進行(hang)吸聲性能(neng)的測試，結(jié)果表明，摻(chān)入的碳化(hua)鋼渣對材(cai)料的強度(du)和吸聲🈲性(xìng)能并無不(bu)利影響，而(ér)且減少了(le)部分水泥(ní)用量，這說(shuo)明鋼渣碳(tàn)化技術的(de)應用不僅(jin)可以綠色(sè)高效地利(li)用固體廢(fèi)棄物，同時(shi)也達到了(le)節約資源(yuan)、降低生産(chǎn)成本的效(xiào)果，實現環(huan)境效🏃🏻‍♂️益與(yǔ)經濟效益(yi)相統一。

碳(tan)化鋼渣技(ji)術可以廣(guang)泛應用于(yú)建築領域(yu)，作爲主要(yào)🔴原💃🏻料或👨‍❤️‍👨摻(chan)入料生産(chan)制備鋼渣(zhā)水泥、鋼渣(zha)磚、砌塊、牆(qiang)體材料、吸(xī)聲材料等(děng)，以上制品(pǐn)具有強度(du)高、安定性(xìng)好、耐磨損(sǔn)、耐腐蝕等(děng)優點，但🧡由(you)于鋼渣本(běn)身活性較(jiào)低，即使在(zài)最佳工藝(yi)條件下碳(tàn)化後，仍有(yǒu)部分鋼渣(zha)碳化不完(wán)全，這又降(jiàng)低了鋼渣(zhā)的利用率(lü)。

展望

目前(qian)，我國仍爲(wei)發展中國(guó)家，爲解決(jue)“雙剛性”矛(mao)盾，必須🔞要(yào)💜注❄️重資🌈源(yuán)的綜合利(li)用。現階段(duàn)，鋼渣仍是(shì)我國鋼鐵(tiě)行業的主(zhu)要固體廢(fèi)棄物之一(yī)，碳化技術(shù)的應用不(bú)僅🙇🏻可以緩(huǎn)✍️解溫室效(xiào)應，還可以(yi)解決鋼渣(zha)大量堆存(cún)、利用率低(di)的問題，實(shi)現資源的(de)綜合利用(yong)與開發。但(dàn)鋼渣碳化(hua)制品制備(bèi)技術目前(qian)仍處于實(shi)驗室階段(duan)，所以，爲了(le)這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用與開發(fā)，應對💋以下(xià)幾個方面(mian)進一步研(yan)究：

(1)對鋼渣(zha)的物質組(zu)成和化學(xué)性質進行(háng)深入研究(jiu)，鋼渣成🏒分(fen)的多變性(xìng)将會導緻(zhì)化學反應(yīng)的不穩定(ding)性及反✊應(ying)産物的多(duō)樣性，使得(dé)研究結果(guo)具有較大(dà)波動性和(he)差異性。因(yīn)此，進一步(bù)探索鋼渣(zhā)成分及性(xìng)能㊙️對研究(jiū)碳化機理(lǐ)、揭示反應(ying)規律具有(yǒu)重要意義(yi)。

(2)鋼渣的碳(tàn)化過程将(jiang)會受到很(hen)多因素的(de)影響，雖然(rán)已經有學(xue)🈚者對影響(xiǎng)因素進行(háng)了大量的(de)探索與研(yan)究，但仍缺(que)乏系統性(xìng)和深入性(xìng)，根據以上(shang)綜述，溫度(du)、pH值及水化(hua)程度三個(gè)影響因素(su)仍作爲主(zhǔ)要研究對(dui)象。而且在(zài)碳化反應(yīng)中，泌水結(jie)團現象及(jí)CaCO3殼的形成(cheng)🎯阻礙CO2的擴(kuo)散，從而阻(zǔ)礙反應的(de)進行，以☂️上(shang)問題有待(dai)進一步研(yán)究⛹🏻‍♀️解決。

(3)爲(wei)了使鋼渣(zha)碳化制品(pin)制備技術(shù)廣泛應用(yòng)于工業生(shēng)産🌈，我們仍(reng)需開發新(xīn)技術，研發(fa)新設備，爲(wèi)鋼渣的碳(tan)化提供穩(wěn)定良好💯且(qiě)投入低廉(lián)的環境，使(shi)鋼渣碳化(hua)技術真正(zheng)從實驗室(shì)階段進入(rù)到實🔅際生(sheng)産階段。使(shi)其在變廢(fèi)爲寶、保✏️護(hu)生态環境(jìng)的同時實(shi)現利益💋的(de)最大化，真(zhēn)正做到經(jing)濟📧、環境和(hé)社會🚶效益(yi)相統一。