钢渣基低碳胶凝材料活化与改性技术研究进展

摘要

钢渣作为钢铁工业产生的重要固体废弃物，因其富含CaO、SiO2、Fe2O3等活性组分而具有潜在胶凝性能，是制备低碳胶凝材料的重要原料之一。然而，由于钢渣矿物结晶度高、活性组分利用率低以及游离CaO和MgO引起的体积稳定性问题，其高值化利用受到一定限制。近年来，围绕钢渣活性提升与性能优化，研究人员开展了大量活化与改性研究。本文系统综述了钢渣基低碳胶凝材料活化与改性技术的研究进展，重点分析了钢渣胶凝活性的来源及限制因素，阐述了机械活化、化学活化和复合活化等技术对钢渣反应活性的促进机理；总结了干法碳化、半干法碳化和湿法碳化等碳化改性技术的发展现状，探讨了碳化过程中矿物转化、CO2矿化固定以及微观结构演化规律；进一步介绍了柠檬酸钠强化碳化、超声辅助碳化等强化碳化技术及其在提高固碳效率和改善胶凝性能方面的作用机制。研究表明，活化技术能够有效促进钢渣中活性矿物溶解和水化反应，提高胶凝活性；碳化改性不仅能够显著改善钢渣体积稳定性，而且能够实现二氧化碳资源化利用和永久封存；活化与碳化协同作用已成为钢渣高效利用的重要发展方向。最后，对钢渣基低碳胶凝材料未来研究方向进行了展望，以期为钢渣资源化利用及低碳建材开发提供参考。