武钢钢渣粉在水泥中应用的实验室研究

武钢钢渣粉在水泥中应用的实验室研究

李灿华

（武汉钢铁集团公司冶金渣有限责任公司，湖北武汉430082）

[摘要]在实验室研究了武钢钢渣粉作为水泥掺合料用于普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥和钢渣矿渣水泥的应用情况，提出了最适宜掺量以及有关配方。研究了钢渣粉掺量对水泥安定性和水化热的影响，并探讨了钢渣活性，为武钢磨细钢渣粉在水泥生产中的应用提供了技术依据。

[关键词]钢渣粉；强度；安定性；水化热

Experiment Study on the Steel-slag Powder of WISCO Applied to Cement

Li Canhua

(Metallurgical Slag Co. Ltd., of WISCO,Wuhan430082)

Abstract:This paper has researched the application of WISCO steel slag fine powder which used as a kind of blending material for cement in the making of Portland cement, compound Portland cement and iron-steel slag cement, and put forward the best ratio. The paper has also discussed the effect of the steel slag fine powder to the stability and hydrating heat of cement, the activity of the steel slag, and provided technological foundation for the use of steel slag fine powder in the cement production.

Key words: steel slag fine powder；strength；invariability；hydrating heat

武钢的钢渣经过前期的预处理和粉磨，比表面积达到400～500m2/kg，与水泥的细度相

当。由于武钢钢渣的化学成分和矿物组成也接近于水泥熟料，因此可以作为水泥的混合材料，制备较高强度的水泥。采用水泥熟料、粒化高炉矿渣粉、磨细钢渣粉，在钢渣粉掺量从10%到45%的大范围内，经过近百组配比试验，得到了比较好的规律性结果。由此阐明了武钢磨细钢渣粉在水泥中的行为和对水泥性能的影响，提出了适合于高强度水泥的磨细钢渣的性能和成分要求以及钢渣和矿渣之间的合理匹配。通过本项研究，筛选出一批掺有适量钢渣的525#和425#普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、钢渣矿渣水泥的配方及其制备工艺条件。这一研究成果为武钢磨细钢渣粉在水泥生产中的应用提供了技术依据。从而对实现钢铁企业钢渣零排放、促进企业可持续发展、保护环境、为建筑工程提供优质建材都有一定意义。

1实验室试验

将各种原料分别预先磨细，然后，按照GB175-1999、GB12958-1991、GB13590-1992规定的比例配合、混合，制成水泥。按照GB177-1985、GB1346-2001规定的方法测定掺有磨细钢渣粉的水泥强度、用压蒸法测定掺有磨细钢渣粉的水泥样品的安定性，测定掺钢渣粉

对水泥水化放热量的影响。

1.1原料

试验所用原料的性能参数见表1。

1．

1．2．1普通硅酸盐水泥

在水泥中掺入15%以下的钢渣粉或矿渣粉，配制成普通硅酸盐水泥，强度测定结果见表2。可以看出，无论是单独掺加10%钢渣粉和15%钢渣粉、还是复合掺加10%钢渣粉+5%矿渣粉制成的普通硅酸盐水泥，强度等级都达到52.5R的标准，而且与未掺钢渣粉的纯硅酸盐水泥相比较强度都有所提高。

注：编号中W系列掺加二水石膏，Y系列掺加硬石膏

1．2．2复合硅酸盐水泥

表3给出了熟料含量45~70%、钢渣粉掺加量10~30%、复合掺加钢渣粉和矿渣粉的复合硅酸盐水泥的配比及强度测定结果。在水泥中掺入15%以下的钢渣粉或矿渣粉，配制成复合硅酸盐水泥，强度测定结果见表65。可以看出，当矿渣粉掺量固定时，钢渣粉数量增加使水泥强度逐步下降：矿渣粉为15%时，掺加10%、20%、30%钢渣粉的水泥强度等级分别为52.5R、42.5R和42.5；矿渣粉为30%时，掺加10%、20%、30%钢渣粉的水泥强度等级分别为52.5、42.5和42.5。特别值得注意的是，复合掺加10%钢渣粉+15%矿渣粉制成的复合硅酸盐水泥强度等级仍然达到52.5R的标准，与未掺钢渣粉的纯硅酸盐水泥相当。图1作出了矿渣量一定时水泥强度随钢渣数量的变化。

表3掺钢渣粉的复合硅酸盐水泥配比和强度测定结果

注：编号中W 系列掺加二水石膏，Y 系列掺加硬石膏

图1矿渣掺量为15%时水泥强度随钢渣掺量的变化 1．2．3钢渣矿渣水泥

表4给出了熟料含量35%、钢渣粉和矿渣粉掺加量均为30%的钢渣矿渣水泥的配比及强度测定结果。在水泥中掺入15%以下的钢渣粉或矿渣粉，配制成普通，强度测定结果见表3。可以看出无论是用二水石膏还是用硬石膏，水泥的强度等级都达到了425#。

表4掺钢渣粉的钢渣矿渣水泥配比和强度测定结果

注：编号中W 系列掺加二水石膏，Y 系列掺加硬石膏 1．2．4单掺钢渣粉对水泥强度的影响规律

表5给出了熟料含量50~75%、钢渣粉掺加量为20~45%的水泥的配比及强度测定结果。由于尚没有相应的水泥标准，表中借用矿渣硅酸盐水泥的标准进行评价。可以看出，钢渣粉数量增加使水泥强度逐步下降：钢渣粉在20~35%范围内，水泥强度等级为42.5R ；钢渣粉在40%和45%时，水泥强度等级为32.5R 。采用硬石膏时，钢渣粉在20%、35%、45%时的