钢渣微粉混凝土重金属溶出及放射性能研究_倪俊.pdf
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1、 :钢渣微粉混凝土重金属溶出及放射性能研究倪俊,王文涛,王念(宝武环科武汉金属资源有限责任公司,武汉 )摘要:钢渣的磨细处理对其安定性以及混凝土力学性能的益处已经得到证实。论文采用钢渣微粉取代部分粉煤灰制备混凝土,从重金属溶出和放射性两方面进一步评估了其环境效益。结果表明,钢渣微粉混凝土对重金属有强固化作用,水体和土体重金属浸出实验结果均满足 标准中类地下水毒学标准;钢渣微粉混凝土天然放射性核素镭 、钍 、钾 的放射性比活度、皆低于。关键词:钢渣;钢渣微粉混凝土;重金属溶出;放射性 ,(,):,:;收稿日期:作者简介:倪俊(),工程师 :在混凝土中掺入矿物掺合料来降低混凝土的成本并改善其新拌性
2、能或者硬化混凝土的某些特性,是现代混凝土技术的一种既定方式。开发并评估更多类型的矿物掺合料可以实现可持续的混凝土设计以及更佳的环境效益。钢渣是将铁转化为钢的过程中产生的副产品,其常见的矿物相包括、相,这些矿物类似于水泥中的矿物成分,具有一定的水化反应的能力。目前,将磨细的钢渣粉用于混凝土中在国内外已经开展了大量的研究,但这多数是基于混凝土的力学性能以及耐久性能,研究已经发现钢渣微粉掺入量不高于 时,混凝土具有更佳的强度潜能以及抗渗性能,。然而,钢渣中存在的有害杂质,如重金属(、)、放射性元素等在混凝土中的稳定性需要进一步评估,。因此文中采用钢渣微粉按一定质量比取代粉煤灰制备钢渣微粉混凝土,以探
3、究其对周围水体和土壤的重金属浸出性能及其放射性能。实验原材料水泥为安徽海螺水泥股份有限公司生产的 水泥;矿粉来自武汉武新新型建材股份有限公司,为 矿粉;粉煤灰为鄂州电厂生产的级粉煤灰;钢渣微粉来自宝武环科武汉金属资源有限责任公司,比表建材世界 年第 卷第期面积为 ,其化学组成如表所示;细集料取自合力久盛混凝土有限公司,细度模数为、表观密度为 、堆积密度为 、含水率为;粗骨料取自合力久盛混凝土有限公司,颗粒级配 、吸水率为;减水剂由武汉凌博科技发展有限公司生产,减水效率为,含固量为。表胶凝材料的化学组成组成 水泥 矿粉 钢渣微粉 粉煤灰 样品制备设计 、两种标号的混凝土,以钢渣微粉按一定质量比取
4、代粉煤灰,实验配合比见表。为空白组,为钢渣微粉组。采用混凝土搅拌机进行样品制备,参照 普通混凝土拌合物性能试验方法标准 执行,模具尺寸为 ,养护温度为(),相对湿度。混凝土、抗压强度测试参照 混凝土物理力学性能试验方法标准 执行。养护至 后将样品破碎磨细至粒径不大于,分别用于水体毒性浸出测试与放射性测试。此外,将脱模的钢渣微粉混凝土试样埋入符合标准的土中,期间保持土壤湿润,养护至,然后将土壤烘干、破碎、磨细至粒径不大于 ,用于土体毒性浸出测试。表 、钢渣微粉混凝土配合比设计编号水()水泥()矿粉()粉煤灰()钢渣微粉()河砂()碎石()减水剂()抗压强度 测试方法毒性浸出分别称取干基重量为 的
5、试样,置于提取瓶中。根据样品的含水率,按液固比为()计算出所需浸提剂的体积,加入去离子水,盖紧瓶盖后垂直固定在水平振荡装置上,调节振荡频率为()次 、振幅为,在室温下振荡后取下提取瓶,静置。在振荡过程中有气体产生时,应定时在通风橱中打开提取瓶,释放过度的压力。采用电感耦合等离子体发射光谱法()测试浸出液重金属浓度。放射性测试采用低本底多道能谱仪对其进行镭 、钍 、钾 比活度测量。其中内、外照射指数分别按式()、式()进行计算。()式中,为内照射指数;为建筑材料中天然放射性核素镭 的放射性比活度,。()式中,为外照射指数;、为建筑材料中天然放射性核素镭 、钍 、钾 的放射性比活度,。建材世界 年
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