鋼渣是鋼鐵工業大量排放的固體廢渣。若不妥當處理和綜合利用，則會占用耕地、破壞環境并造成污染，影響鋼鐵工業的可持續性發展，也給國民經濟的可持續發展帶來了巨大的壓力和負擔。隨著國家相關政策的頒布和實施，鋼渣的循環利用必將成為保護能源環境的重要措施。基于磨細鋼渣粉的成分、礦物組成和粒徑與水泥熟料的成分、礦物組成和粒徑的比較，發現兩者的成分、礦物組成比較接近，磨細鋼渣粉作為一種新的混凝土以及水泥摻合料，它分布廣泛，數量較多，具有較高的研究與應用價值。本文以湖南漣鋼集團公司提供的鋼渣作為實驗原料，利用機械力活化、化學激發... 鋼渣是鋼鐵工業大量排放的固體廢渣。若不妥當處理和綜合利用，則會占用耕地、破壞環境并造成污染，影響鋼鐵工業的可持續性發展，也給國民經濟的可持續發展帶來了巨大的壓力和負擔。隨著國家相關政策的頒布和實施，鋼渣的循環利用必將成為保護能源環境的重要措施。基于磨細鋼渣粉的成分、礦物組成和粒徑與水泥熟料的成分、礦物組成和粒徑的比較，發現兩者的成分、礦物組成比較接近，磨細鋼渣粉作為一種新的混凝土以及水泥摻合料，它分布廣泛，數量較多，具有較高的研究與應用價值。本文以湖南漣鋼集團公司提供的鋼渣作為實驗原料，利用機械力活化、化學激發等技術制備了活性鋼渣粉體。并以鋼渣為原料，采用結構分解重組合成了β-硅酸二鈣(β-C2S)超細粉體材料。本文的主要工作以及取得的成果包括以下幾個方面。實驗系統研究了鋼渣粉體的組成與結構的特點以及機械力活化鋼渣對鋼渣粉體粒徑頻率分布，勃氏比表面積，晶體的無定形化轉變的影響。不同質量的球磨介質、球磨時間、球料比等因素對球磨鋼渣粉體粒徑分布以及勃氏比表面積都有著顯著的影響。實驗表明，用C球以球料比為5/1球磨5h的球磨活化效果最佳，鋼渣粉體的勃氏比表面積達到5846 cm2/g，粒徑分布集中在0.09 mm左右，Ca(OH)2等物相轉變為無定形化結構，而A球、B球和D球的球磨活化效果不明顯。米用CaSO4、Na2SO4和Na2SiO4等堿性試劑作為化學激發劑激發鋼渣粉體。這些化學激發劑可以有效的破壞鋼渣的表面結構，促進鋼渣SiO44-等離子基團的釋放，從而加快水化反應。實驗證明：孤立的SiO44-離子基團在459 cm-1處的三重簡并面內彎曲振動以及972 cm-1處的三重簡并不對稱伸縮振動均得到了明顯的加強。實驗探討了不同激發劑組合和含量對鋼渣粉體水化反應的影響，其中CaSO4、Na，SiO4會引起水化后期強度的偏移，而Na2SO4不會引起這個現象的出現，并對強度偏移機理進行了初步探討。采用熱力學φ函數法計算得到了CaO-SiO2等不同系統的不同反應的生成能-△G0R(T)數據，利用-△G0R(T)與溫度(T)的關系預測了最佳熱力學反應條件，即CaO/SiO2最佳配比為3/1，最佳煅燒溫度為1080 K。利用鋼渣為主要原料合成了超細β-硅酸二鈣粉體。不同的熱處理方式對晶體形貌產生了明顯的影響。以活化鋼渣粉體作為摻合料，取代水泥應用于混凝土中以及取代水泥熟料制備了鋼渣硅酸鹽水泥。取代普通硅酸鹽水泥30％，可以配制強度等級為C30的混凝土。活性鋼渣粉體取代水泥熟料5％～15％，可以配制等級為42.5的水泥；取代水泥熟料20％～30％，同時復合一定比例的礦渣粉，可以制備等級為32.5的鋼渣硅酸鹽水泥，各項指標均達到國家標準GB13590-2006。