矿渣怎样加入到水泥中利用

矿渣是黑色冶金工业的主要固体废弃物，它的存放主要以露天储存为主。这些露天储存的矿渣堆存侵占土地，污染毒化土壤、水体和大气，严重影响生态环境，造成明显或潜在的经济损失和资源浪费。矿渣在水泥工业中的综合利用将大大减少这些弊端，使矿渣走入无害化、资源化的循环经济。

矿渣是一种具有“潜在水硬性”的材料，即：其单独存在时，基本无水硬性。但受到某些激发作用后，就呈现出水硬性。

常用的激发方式有两大类，一是物理激发：也就是采用高细粉磨和超细粉磨的方法。固体物料在施加机械力作用后，其内部晶体结构会不规则化和产生多相晶型转变，导致晶格缺陷发生、比表面积增大、表面能增加等，随之物料的热力学性质、结晶学性质、物理化学性质等都会发生规律性变化。 二是化学激发：采用对混凝土耐久性无害的化学物质，激发矿渣水泥的活性。化学激发方式，可分为：碱激发、硫酸盐激发等多种激发形式。

机械粉碎是采用机械能使物料由大颗粒变成小颗粒的工艺过程。在粒径减小的同时，自身的晶体结构、化学组成、物理化学性质发生机械化学变化。主要方面包括：

1.被激活物料原子结构的重排和重结晶；表面层自发地重组，形成非晶质结构。

2.外来分子（气体、表面活性剂等）在新生成的表面上自发地进行物理吸附和化学吸附。

3.被粉碎物料的化学组成变化及颗粒之间的相互作用和化学反应。

4.被粉碎物料物理性能变化。

用于水泥工业的矿渣，一般细粉的水化速度比水泥慢得多，经测试表明：颗粒大小在80μm（比表面积300 m2/kg）左右时，高炉矿渣水化90天左右才能产生与硅酸盐水泥熟料水化28天时相应的强度。

当矿渣微粉产品颗粒大小大部分在45μm（比表面积450 m2/kg）左右时，扩大了水化反应时的表面积，相应地可以较大幅度地提高它们的水化速度，使它们能在较短时间内产生较高的强度。

矿渣微粉的早期强度较低，而后其强度增进率较快。随着比表面积的提高，其活性指数（强度比）相应明显提高。当矿渣粉比表面积达到400m2/kg时，28天活性指数达98%，与水泥基本相当；而当矿渣粉比表面积达到或超过600～800m2/kg时，其28天活性指数达114～127%，高于一般比表面积（350m2/kg）水泥熟料的活性。

粒化高炉矿渣单独与水拌合时，反应极慢，得不到足够的强度；但在氢氧化钙溶液的中就能够发生水化，而在饱和的氢氧化钙溶液中反映更快，并产生一定的强度。这说明矿渣潜在能力的发挥，必须以含有氢氧化钙的液相为前提。这种能造成氢氧化钙液相以激发矿渣活性的物质称之为碱性激发剂。常用的碱性激发剂有石灰和硅酸盐熟料。 

在含有氢氧化钙的碱性溶液中，加入一定数量的硫酸钙，就能使矿渣的潜在活性较为充分地发挥出来，产生比单独加碱性激发剂高得多的强度，这一类物质称之为硫酸盐激发剂。常用的硫酸盐激发剂有：二水石膏；半水石膏；无水石膏等。