钢渣微粉在水泥混凝土中的应用研究
钢渣粉混凝土的工作性能和力学性能研究进展[1]
![钢渣粉混凝土的工作性能和力学性能研究进展[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/ca47410abb68a98271fefab9.png)
林 晖 王 玲 李云峰
(中国建筑材料科学研究总院 北京 100024)
摘 要 :在我国随着钢铁工业的发展 ,钢渣的排放量逐年增大 ,钢渣利用率低 ,大量钢渣弃置堆积 ,侵占农 田 、淤塞河道 、造成环境污染 。对钢渣进行处理 ,变废为宝 ,已经成为国内外重要的研究课题 。总结分析了钢 渣微粉道路混凝土的工作性能和力学性能 ,对钢渣微粉作为胶凝材料在道路工程中的应用进行了评述 。
材料主要化学成分为 SiO2 ,还含有杂质 FeO3 CaO Al2 O3 和水) ;金属炉料带入的杂质和为调整钢渣性 质而特意加入的造渣材料 ,如石灰石 、铁矿石 、萤石
性能 。利用工业废弃物来改善混凝土性能 ,达到变 等 。钢渣由钙 、铁 、镁 、硅 、铝 、锰 、磷等多种氧化物组
废为宝 ,绿色环保的效果 。
工艺钢渣可分为平炉渣 、转炉渣和电炉渣 ,国内钢生
产工艺以转炉为主 ,约占 88. 1 % (2005 年统计) ,我
国排放的钢渣 70 %以上是转炉渣 ;全世界正在大力
发展电炉炼钢 ,但我国由于电价 ,原料成本高等原
因 ,电炉工艺没有得到很好的发展 ,所占比重不高 ,
约为 11. 7 %[4] ;由于转炉比平炉产量高 、耗能低 ,目
Indust rial Co nst ructio n Vol1 38 , Supplement ,2008
国家“十一五”科技支撑计划项目 (2006BA F02A25) 。 第一作者 :林 晖 女 硕士 1981 年 7 月出生 助理工程师 收稿日期 :2008 - 04 - 10
工业建筑 2008 年第 38 卷增刊 867
关键词 :钢渣微粉 工作性能 力学性能 胶凝材料 道路混凝土
钢渣微粉在混凝土中的应用研究与实践
钢渣微粉在混凝土中的应用研究与实践发布时间：2022-12-06T05:55:01.492Z 来源：《福光技术》2022年23期作者：黄威1 林培芳2 赵杰1 洪伟群1 [导读] 2016年我国钢产量为11.38亿t，连续21年位居世界第一，按照钢渣产量为粗钢的15%～20%计算，2016年的钢渣产量在2亿t左右。
而目前我国钢渣的利用率只有10%左右，作为利用率低的固体废弃物，钢渣的堆放带来了严重的环境问题，且占用了大片土地，为社会经济和生态环境的可持续发展带来了巨大的压力。
1.广东韶钢嘉羊新型材料有限公司广东韶关 5121232.广东华欣环保科技有限公司广东韶关 512123摘要：钢渣作为活性掺合料用于混凝土是实现其资源化利用的有效途径。
文章基于昆钢钢渣粉具有的潜在活性及与水泥熟料相似的矿物组成，以钢渣粉取代矿渣粉制备C15、C20、C30和C40混凝土，分析了钢渣粉掺入对混凝土性能的影响，针对混凝土的工作性能、力学性能和水化产物，利用扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XＲD）等手段对掺钢渣粉混凝土的流动性、塌落度损失、泌水率、抗压强度、抗拉强度以及净浆水化产物等进行研究。
结果表明：钢渣粉与矿渣粉复掺有利于提高混凝土的流动性、延缓了塌落度损失，降低了混凝土的滞后泌水，并满足了力学强度的设计要求；钢渣粉的掺入，水化产物种类没有改变，钢渣粉早期水化速度较慢，后期水化程度逐渐提高。
关键词：建筑材料；钢渣粉；混凝土；矿渣粉；工作性能引言2016年我国钢产量为11.38亿t，连续21年位居世界第一，按照钢渣产量为粗钢的15%～20%计算，2016年的钢渣产量在2亿t左右。
而目前我国钢渣的利用率只有10%左右，作为利用率低的固体废弃物，钢渣的堆放带来了严重的环境问题，且占用了大片土地，为社会经济和生态环境的可持续发展带来了巨大的压力。
安定性不良、早期活性低、易磨性差、成分波动大是钢渣在水泥混凝土中应用受限的几个主要原因。
钢渣微粉用于水泥混凝土路面取代部分水泥可行性研究
钢渣微粉用于水泥混凝土路面取代部分水泥可行性研究报告一、项目研究目的、意义公路路用水泥混凝土（以下简称路用水泥混凝土）主要应用于路面、桥涵、隧道等构造物。
在我国，水泥混凝土路面在20世纪80年代后以前所未有的速度发展。
截至2012年底，我国已建成水泥混凝土路面165.32万公里。
随着国民经济发展，我国水泥混凝土路面的建设还会有很大发展。
根据我国水泥路面设计年限，和我国现有道路行车状况，我国水泥混凝土路面维修周期基本为10~15年，所以未来水泥混凝土路面维修也将有很大工程大。
同时，由于造价原因，大部分水泥混凝土路面维修或者加铺，仍然采用水泥混凝土进行维修或者加铺。
近些年经济发展，给我国自然环境带来很大压力，特别是空气污染、矿山乱开乱挖、工业各种废弃物丢弃等。
根据十八大会议精神，建设生态文明社会将是未来自然环境发展大方向，因此资源综合利用将是个大课题。
钢渣是炼钢过程中产生的废渣，其排放量约为钢产量的15%[1]。
美国的钢渣基本上实现了排用平衡[2]，欧洲的大部分钢渣也已得到了高效的利用[3]。
相对而言，我国的钢渣利用率很低，低于45%[4]。
目前我国堆放的钢渣已达3亿t以上，而且仍以每年几千万t的排放量递增，堆放的钢渣既占用了大量的土地，又污染环境。
福建三钢是福建最大的钢铁厂，也是三明最大国有企业，年产500万吨钢材[5]。
但其钢铁副产品--钢渣为粗钢产量的10～15％[6]，而钢渣对三明卫生文明建设影响也不可小觑。
钢渣的化学成分主要为：CaO(45~60%)、SiO2(10~15%)、Al2O3(1~5%)、FeO(7~20%)、MgO(3~13%)、P2O5(1~4%)、Fe2O3(3~9%)，其矿物组成与水泥熟料相似，硅酸二钙(C2S)和硅酸三钙(C3S)两者含量在50％以上，是一种潜在活性的胶凝材料[7-8]。
目前激发钢渣的潜在活性方法有：预激发、物理激发、化学激发以及热力学激发等[5]，而运用在水泥或混凝土工程上钢渣的激发方法主要为物理激发，钢渣细度超过310m2/kg时，就能有比较好的活性[8-10]。
钢渣在水泥生产中的应用研究
钢渣在水泥生产中的应用研究摘要：钢渣因成分波动大、易磨性差、稳定性差等原因，导致其用于水泥熟料烧成技术没有得到广泛推广。
本文结合公司对铁质原料的需求，开展钢渣在水泥生产中的应用研究，从钢渣优选、生料易烧性分析、熟料性能研究入手，改善水泥熟料质量，提高钢渣在水泥生产中的综合利用率。
关键词：钢渣；易烧性；熟料性能引语在水泥生产中，钢渣因其潜在水硬性高、产量大、成本低，并且含有相当数量的近似水泥熟料组成的矿物而成为水泥生产中首选原材料，在熟料煅烧中可起到诱导结晶、加速助熔的作用，使水泥生产实现优质、高产和低耗。
把钢渣用作水泥生产原材料，节约了大量宝贵自然资源，保护了环境，同时降低了水泥生产成本，具有广阔的应用前景。
本文结合公司对铁质校正原料的需求，研究钢渣在水泥生产中应用的可行性，确定煅烧水泥熟料的钢渣种类；结合实际设计配料方案，多角度分析了掺入钢渣后对生料易烧性及熟料性能的影响，解决了钢渣在水泥工业中应用时均化和粉磨的难题，已在所属单位实现了产业化和推广应用，控制生产成本的同时保证产品质量，具有一定的实践指导意义。
1原材料选择本文所选用所有原燃料物理化学性能和放射性等指标均符合相应标准要求，综合考虑成本等因素最终确定如下原燃料：钙质材料选用公司自备矿山单独生产和均化的石灰石；硅铝质材料选用公司附近砂岩和页岩；对比用铁质材料选用当地产铁粉；钢渣由公司附近两家钢厂提供，其中0-6YA是A钢厂提供的0～6mm 尺寸的钢渣，0-10YB是B钢厂提供的0～10mm尺寸的钢渣。
各材料化学分析见表1。
表1 原材料化学成分分析2钢渣基本性能研究2.1钢渣粉磨性能试验将0-10YB和0-6YA分别置于电热干燥箱中，在105 ℃的条件下烘干24 h直至恒重，分别称取50kg，经球磨机粉磨30min后称重；将粉磨后的钢渣过0.6mm 标准筛筛出大颗粒难磨物相（0.6mm筛上颗粒）并称重，得出0-6YA和0-10YB中难磨物相的重量见表2。
钢渣粉在混凝土中的应用
钢渣粉在混凝土中的应用一、引言钢渣是在钢铁生产过程中产生的副产品，它具有高硅、高铁、低铝的特点，同时具有优良的物理化学性质。
在过去，钢渣通常被视为废弃物，直接处置或填埋。
近年来，随着对资源综合利用的重视，钢渣粉开始在混凝土中得到广泛应用。
本文将从钢渣粉的特性、在混凝土中的应用及其影响等方面进行探讨。
二、钢渣粉的特性1. 物理特性钢渣粉颗粒细小，比表面积大，具有较强的活性。
它可以填充混凝土中的微观孔隙，提高混凝土的致密性和坚固性。
2. 化学特性钢渣粉富含氧化铁、氧化硅等物质，对混凝土的水化产物起到催化作用，提高混凝土的强度和耐久性。
3. 显微结构钢渣粉中的玻璃体和结晶体颗粒能够填充混凝土中的空隙，形成致密的胶凝物质，提高混凝土的力学性能。
三、钢渣粉在混凝土中的应用1. 替代部分水泥钢渣粉可以作为水泥的替代材料，与水泥一起参与混凝土的水化反应。
掺配适量的钢渣粉可以降低混凝土中水泥的用量，减少混凝土的成本，同时改善混凝土的工作性能和耐久性。
2. 改良混凝土性能在混凝土中适量掺配钢渣粉可以显著提高混凝土的抗压、抗折、抗渗和耐久性能，使混凝土更加坚固耐用。
3. 降低碱-骨料反应钢渣粉中的活性成分可以与混凝土中的氢氧化钙反应，抑制碱-骨料反应的发生，保护混凝土中的骨料免受侵蚀，延长混凝土的使用寿命。
四、钢渣粉在混凝土中的影响1. 强度影响适量掺入钢渣粉可以提高混凝土的抗压、抗折强度，改善混凝土的力学性能。
但过量掺入可能会影响混凝土的强度发展，因此需要控制掺量。
2. 施工性影响钢渣粉的加入可以改善混凝土的流动性和减水性，使混凝土更易施工，但过量掺入可能导致混凝土凝结时间延长。
3. 环境影响钢渣粉的资源综合利用可以减少对自然资源的消耗，同时降低对环境的影响，减少废弃物对环境造成的污染。
五、结论通过对钢渣粉在混凝土中的应用的探讨，可以得出以下结论：钢渣粉作为一种新型矿渣材料，具有良好的物理化学性能，可以广泛应用于混凝土中。
《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》标准探讨
另 一方面 ． 钢渣易磨性 较差 ． 传统 的球 磨机粉磨 效 率 低 ． 对粉磨 成本过高 导致效益 不明显 ． 相 没有较 好 的 激 励作用 ， 同时缺 乏相应 配套 的减 （ ） 政策保 障 ， 免 税 从 而限制 了其进一步 的推广
量． 物料受 到钢球 的作用 而磨 碎 ． 法磨细 的物料经 排 无
品 名
ｆａ 处 理 方法 ） Ｃ Ｏ（
陈 化 时 间， ｄ
０ ２ ４ ５ ０
ｆａ ＣＯ
９５ ．３ ７５ ．ｌ ６． ８ ２
马 钢 ６２ （ 筒 渣 ） ． （ 淬渣 ） ．８ 滚 ８７风 ９ 韶 钢 宝 钢
沙 钢
９４ ．２水 淬 渣 ８１ ．８滚筒 渣
６２ ．８粒 化 渣
＜ ％ 经 过对 国 内大 型钢厂 产 生 的钢 渣进 行ｆａ 含 量 测 ３ 但 ＣＯ
悬 而未 解 。 目前 而言 ， 在 着 几 种 争 议回 如用 化 学 滴 定 就 存 ：
法测钢 渣中的 ｆ ａ Ｃ Ｏ、检测钢渣稳定性的压蒸粉化率等 。 针对前者 ． 有人质疑其有效性 ． 为传统 的乙二醇一 Ｄ Ａ 认 ＥＴ
程 中． 也存在着若 干问题 。 仍然 困扰着相关企业 ， 为钢 成
渣 粉 大 规 模 利 用 的 门 槛 为 此 ． 标 准 中所 涉 及 的 关键 对 内容 分 别 进 行 阐述 和 分 析 ． 以求 共 解 由表 １ 以看 到 ．细度 达 到 ２０ 目的 活性 指 数 反 而 可 ０ 低 于 １０ 目． 差最 大 为 ｌ％ ． 与钢 渣 的 活 性 含量 以及 ０ 相 ７ 这 成 分有 关 过对 ６ ｍ 以下 的钢 渣粉 粉磨 ６ ｍ ｎ 发现 粉 经 ｍ ０ ｉ． 由 于钢 渣 属 致 密 性 硅 酸 盐 矿 物 ， 量 高 于 Ｃ ＣＳ含 ， 但 总 体 含 量 低 于水 泥 熟 料 ．因 此 遇 水 后 凝 结 时 间 长 ． 早 期 强 度 低 ． 过 粉 磨 处 理 并 达 到 一 定 的 细 度 后 ． 然 不 经 仍 能 提 高 其 早 期 强 度 将 钢 渣 作 为 一 种 活 性 矿 物 掺 合 料 ． 过 多年 的 推 广 经 磨 料 中 含有 较 多 的 砂 岩 颗 粒 以及 “ 麻 铁 ”这 些 都 是 不 芝 ． 易细 磨 的组 分 ． 是增 加 球 磨 电耗 的 主要 难 磨 物 ． 且 没有 并
钢渣微粉在混凝土中的多用途应用
钢渣微粉在混凝土中的多用途应用本文介绍了钢渣微粉对混凝土拌合物性能的影响，可根据不同需求来调节钢渣微粉的掺量。
通过实验证明，在混凝土中掺加一定量的磨细钢渣微粉，可以改善混凝土的流动性、可泵性；利用钢渣微粉的微膨胀性可以代替膨胀剂生产微膨胀混凝土；可以生产钢渣大体积混凝土。
标签：磨细钢渣微粉；多用途；限制膨胀率；大体积混凝土钢渣作为炼钢的副产品，其大量存在不仅占用了土地，也是造成环境污染的污染源。
我国对钢渣处理利用研究早在50年代末，至今已开发了多种钢渣综合处理技术。
在作为胶凝材料的应用中，目前认为钢渣中存在大量的f-cao以及钢渣杂质，物化性能波动范围大活性组分低等几方面因素而受到限制。
本文研究利用钢渣微粉f-cao微膨胀作用，代替膨胀剂生产微膨胀混凝土；发挥其活性组分掺入混凝土中代替水泥，生产大体积混凝土、防水混凝土、普通混凝土等，有利于降低成本，提高混凝土性能。
1、原材料1.1水泥：选用42.5级普通硅酸盐水泥，比表面积390m2/kg，初凝时间125min，终凝时间195min，28d抗折强度8.9MPa，28d抗压强度47.8MPa。
1.2钢渣微粉：磨细钢渣微粉，比表面积430m2/kg，密度3.31g/cm3，28d 活性指数89%，流动度101%，烧失量1.02%，SO3 含量1.6%。
1.3外加剂：采用NST-5B萘系泵送剂，减水率20%，含固量40%，密度为1.18g/mL，PH值为7.8。
1.4粗骨料：选择5-25mm连续粒级的碎石，含泥量0.3%，泥块含量0.2%，针片状5%，压碎指标11%1.5细骨料：选用人工砂与细河砂1：1混合。
细度模数2.9，含泥量1.9%，泥块含量0.5%，人工砂石粉含量3%，亚甲蓝MB值为0.5。
2、试验研究2.1不同钢渣微粉的掺量对水泥性能的影响分别选取20%、30%、40%、50%的钢渣微粉取代水泥进行试验，考察钢渣微粉的掺量对水泥物理性能和力学性能的影响。
钢渣粉生产的关键技术与在混凝土应用
钢渣粉生产的关键技术与在混凝土中的应用引言钢渣粉是钢铁冶炼过程中产生的一种副产品，其化学成分和物理性质使其成为一种理想的混凝土添加剂。
钢渣粉在混凝土应用中可以提高混凝土的强度、耐久性和可持续性，同时减少环境污染。
本文将介绍钢渣粉生产中的关键技术，并探讨其在混凝土中的应用。
钢渣粉生产的关键技术原料选择与预处理钢渣粉的生产首先需要选择合适的原料，一般来说，炼铁过程中产生的平炉渣和转炉渣是常用的原料。
这些原料需要经过预处理，包括破碎、磨细、磁选等过程，以获得具有适当化学成分和颗粒大小分布的钢渣粉。
粉磨工艺粉磨是钢渣粉生产中最重要的工艺环节之一。
通常采用磨煤磨、水磨和辅助磨等方法进行粉磨。
不同的粉磨工艺会对钢渣粉的性能产生影响，包括颗粒细度、比表面积、颗粒形状等。
因此，选择适当的粉磨工艺对于获得高质量的钢渣粉至关重要。
活性调整钢渣粉具有一定的活性，可以与混凝土中的水化产物发生反应，形成胶凝材料，提高混凝土的强度和耐久性。
然而，钢渣粉的活性可能受到原料成分、磨煤磨工艺等因素的影响。
因此，需要进行活性调整，以确保钢渣粉的活性达到预期的要求。
检测与控制在钢渣粉生产过程中，需要进行相应的检测与控制。
常用的检测方法包括化学分析、物理性能测试等。
通过对钢渣粉进行全面、准确的检测，可以及时发现并解决生产过程中的问题，提高钢渣粉的质量。
钢渣粉在混凝土中的应用提高混凝土强度钢渣粉可以部分代替水泥，使混凝土具有更好的强度。
钢渣粉中的活性成分与水泥中的水化产物反应，形成更多的胶凝物质，填充混凝土中的孔隙，增强混凝土的致密性和黏聚力，从而提高混凝土的强度。
提高混凝土耐久性钢渣粉中的无机活性物质可以改善混凝土的耐久性。
钢渣粉中的硅酸盐、铝酸盐等成分可以与水化产物反应，生成具有良好耐久性的钙硅酸盐胶凝材料，提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀、抗氯离子渗透等性能。
降低环境污染钢渣粉是一种可持续发展的材料，可以将废弃的钢渣资源化利用，并减少对环境的污染。
用于水泥和混凝土中的钢渣粉
用于水泥和混凝土中的钢渣粉关于适用范围钢渣矿渣水泥自1974年在我国正式生产和使用以来已有30年历史，钢渣水泥所具有的后期强度高、抗折性能好、耐磨性好、抗冻性好等多种优良特性，已在道路工程、水利工程、工业及民用建筑工程应用中得到验证。
因此，原国家建筑材料工业局向国务院呈报“关于发展钢渣水泥的报告”。
混磨工艺生产的钢渣水泥，由于钢渣比硅酸盐水泥熟料难磨，钢渣在水泥中颗粒较粗，一般大于70μm，其活性未能得到发挥。
而生产钢渣粉与熟料粉混拌生产水泥具有很多优点：如生产能耗下降，不同物料可分别控制在最佳粒度分布等，这样可大大改善钢渣水泥性能，产品的配合比易调节以适应不同工程要求。
同时单独粉磨的钢渣粉又可直接作混凝土的活性掺合料。
改善混凝土的耐久性能。
尤其是钢渣粉与矿渣粉双掺作混凝土掺合料，两者取长补短，将成为21世纪混凝土工程最理想的活性矿物掺合料。
因此将本标准的适用范围规定为：“本标准适用于水泥和混凝土掺合料的钢渣粉的生产和检验”。
2 关于引用文件本标准引用文件不注日期是因为本标准规定应满足有关水泥和混凝土标准的要求，因此引用文件的最新版本适用于本标准。
3 关于定义和术语3、1 定义3、1、1 钢渣本标准首先明确了钢渣是指符合YB/T022技术要求的转炉钢渣或电炉钢渣，需要指出的是在YB/T022标准中钢渣是指平炉钢渣或转炉钢渣。
由于冶金工业现已淘汰了平炉炼钢工艺，因此本标准中取消了平炉钢渣的品种。
因为电炉炼钢日益增多，故增加了电炉钢渣品种。
在本标准的验证试验中，选取不同碱度系数(1、8，2、2，2、5)的钢渣，试验结果表明：随着碱度系数的增加，活性指数增加，在同一个细度范围内，碱度系数不同，钢渣粉所反映的活性不同。
中冶集团建筑研究总院曾对我国20余个大中型钢铁企业，40组钢渣的化学成分及碱度系数进行了统计，统计结果表明，我国大中型钢铁企业的钢渣的质量系数平均在2、0以上，最低不小于1、8，都能生产出符合本标准征求意见稿中技术要求的钢渣粉。
钢渣粉在混凝土中的应用
钢渣粉在混凝土中的应用随着建筑行业的不断发展，混凝土作为建筑材料的重要组成部分，对其性能的要求也越来越高。
为了满足工程建设对混凝土性能的需求，人们不断探索新型的混凝土掺合材料，其中钢渣粉作为一种具有潜力的材料备受关注。
钢渣粉是一种工业废弃物，它来源于钢铁冶炼和炼钢生产中的废弃物，经过粉碎、筛分和加工而成。
本文将从钢渣粉的来源及特性、在混凝土中的应用效果以及对混凝土性能的影响等方面进行系统性的探讨，旨在全面地探究钢渣粉在混凝土中的应用。
一、钢渣粉的特性及来源1. 来源钢渣粉是产生于钢铁冶炼和炼钢生产中的一种废弃物。
在钢铁冶炼和炼钢的过程中，熔融渣经过粉碎、磨碎后形成细颗粒状的物料，这就是钢渣粉。
由于钢铁冶炼过程中使用的生铁和废钢中含有许多有害元素，例如氮、硫、砷、铅等，这些元素会以氧化物、氢氧化物等化合物的形式存在于钢渣粉中，因此使用前需要对其进行处理，以确保对混凝土的影响在合理范围内。
2. 物理化学特性钢渣粉常规的物理化学特性如下：(1) 粒径特性：钢渣粉的粒径通常小于75微米，其细度比泛指。
粉末颗粒的微细特性有利于与水泥和其它矿物掺合材料形成致密的混凝土基质，增加混凝土的强度和耐久性。
(2) 化学成分：钢渣粉中主要含有二氧化硅、氧化铁、氧化钙等成分，这些成分的存在为混凝土提供了更好的物理力学性能。
(3) 含铁量：钢渣粉中还含有一定量的铁元素，这些铁元素有助于提高混凝土的抗裂性能和耐久性。
二、钢渣粉在混凝土中的应用效果1. 增强混凝土强度钢渣粉作为混凝土掺合材料之一，能够在一定程度上代替水泥，提高混凝土的细密性和均匀性，从而增强混凝土的抗压强度和抗折强度。
使用钢渣粉掺合混凝土，可以大大提高混凝土的耐久性和抗风化性能，降低混凝土裂缝的产生。
2. 改善混凝土耐久性混凝土中加入适量的钢渣粉可降低混凝土的孔隙率，提高混凝土的致密性，降低渗透性和吸水性，改善混凝土的耐腐蚀性和耐久性。
这对于在恶劣环境下使用的混凝土结构尤为重要，例如在水下、潮湿环境或具有化学腐蚀性物质的场合中使用。
钢渣和高炉渣微粉做水泥和混凝土掺和料的研究_叶平
YE Ping L I Wenx iang CH EN Guang yan
( T echnology Center, Maanshan Iron and Steel Co1, L td1, M aanshan 243021)
1 前言
2 试验原材料及方法
马钢年产转炉钢渣 60 万 t 左右, 通过破碎、磁选 211 试验料化学成分
生产线回收废钢, 80 % 以上的尾渣由于存在安定性、
转炉钢渣取自马钢渣场打水粉化的磁选后尾渣,
成分稳定性、活性等问题而没有得到有效利用, 既占 转炉风碎渣取自马钢第三炼钢厂风碎钢渣, 高炉渣取
长, 粒径越小, 微粉颗粒圆型度越大, 颗粒形状越接近 风碎渣属高碱度渣, 且游离氧化钙高, 超细粉磨后易
球体, 使水泥浆体流动性增加。
水解生成氢氧化钙溶液, 可产生碱激发效应。因此采
313 不同比例配制复合微粉活性试验
用 S95 级矿渣微粉以不同比例配制复合微粉进行活
上述试验结果表明马钢尾渣和风碎渣单独掺入 性试验。结果如表 4。
( 1) 马钢高炉渣微粉平均粒径随粉磨时间增加 而减小, 粉磨时间 35~ 135 min之间可得到平均粒径 32125~ 1018 Lm 的微粉;
( 2) 尾渣平均粒径随粉磨时间增加而减小, 但是
超过75 m in后平均粒径随时间减小缓慢; ( 3) 尾渣两次取样易磨性测定结果有差别, 分析
尾渣易磨性差别较大的原因是马钢尾渣化学成分和 矿物组成波动性较大。碱度大、f - CaO 高的尾渣打 水后粉化, 结构疏松, 易磨性最好;
钢渣粉在混凝土中的应用
钢渣粉在混凝土中的应用一、引言混凝土是建筑工程中常用的建筑材料，由水泥、砂、骨料和水等混合物构成。
近年来，随着工业化进程的加快，大量的钢渣产生，如何有效地利用钢渣成为了一个备受关注的话题。
钢渣粉是一种常见的工业副产品，由钢铁冶炼过程中的废渣经过加工而成，其具有一定的活性，可以作为混凝土的替代材料，为混凝土的性能改善和资源综合利用提供了新的思路。
本文将探讨钢渣粉在混凝土中的应用，并分析其对混凝土性能的影响。
二、钢渣粉的来源和性质1. 钢渣粉的来源钢渣是钢铁冶炼过程中产生的一种冶炼废渣，主要包括钢渣渣、钢冶炼灰、氧化铁和其他杂质。
钢渣粉是通过钢渣经过破碎、磨细等加工方式得到的细粉状物质。
2. 钢渣粉的性质钢渣粉主要成分为氧化铁、氧化钙、氧化硅等，具有一定的活性，其颗粒尺寸较小，表面积较大。
钢渣粉中也含有少量的氧化铝、氧化镁等杂质。
三、钢渣粉在混凝土中的应用1. 混凝土中替代部分水泥钢渣粉可以作为混凝土掺细化材料，替代部分水泥的使用。
适量的钢渣粉掺入混凝土中，可以减少混凝土中水泥的用量，进而减少混凝土的成本。
钢渣粉的活性可以使混凝土中的细孔结构得到改善，提高混凝土的致密性和抗渗性能。
2. 对混凝土性能的影响（1）力学性能：适量的钢渣粉添加可以改善混凝土的抗压强度、抗折强度和耐久性，提高混凝土的整体力学性能。
（2）耐久性能：钢渣粉可以促进混凝土内部致密化，减少了混凝土中的孔隙率，提高了混凝土的耐久性。
（3）硅酸盐混凝土的影响：钢渣粉中的氟化物、硅铬酸盐等成分对硅酸盐水泥的水化作用有一定的促进作用，可以提高混凝土的强度。
3. 混凝土中应用的注意事项在混凝土中使用钢渣粉时，需要注意以下几点：（1）控制掺量：合理控制钢渣粉的掺量，过高过低都容易影响混凝土的性能。
（2）充分研磨：钢渣粉需要充分研磨，以增加其活性和细度，提高其在混凝土中的利用率。
（3）与其他掺合料的配合：钢渣粉可以与粉煤灰、硅灰等掺合料相配合使用，综合提高混凝土的性能。
钢渣粉对水泥混凝土的路用性能影响
行了统一的处理。 （1）碎石筛孔和相应筛余质量分数第一组，见表 4。
表4 碎石筛孔和相应筛余质量分数（第二组数据）一览表
序号
碎石筛孔尺寸
组分筛余质量分数
1
0.16mm
5.3%
2
0.315mm
9.4%
3
1.25mm
21.4%
4
2.5mm
43%
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
四、试验结果 在完成相应试验后，结合实际应用要点开展对应的处 理机制，确保能提升整体项目的综合水平，确保能依据试 验过程和试验呈现出的状态判定相应依据，从而保证后续 生产水泥混凝土时能提升质量监督管理水平，发挥钢渣粉 的价值和优势。 1. 轴心抗压强度影响 依据对应的测试和试验数据对轴心抗压强度进行分 析，应用轴心抗压试验就能对比首钢、太钢以及武钢三个 厂家提供的钢渣材料在不同添加剂量时形成抗压性能差 异。在试验过程中，按照标准化处理操作完成对应分析工 作，主要是利用圆柱体试件进行分析，高度为 300mm、 直径为 150mm，整体试件的具体养护时间为 28 天，利 用的是压力试验设备，加载速度设置为 1.0MPa/s，与此 同时，能对试件的轴心抗压强度进行系统化测定，为了保 证测定结果的合理性和准确性，还进行了 3 次以上的平行 试验。 结合相关试验结果可知，在钢渣量不断增加的情况 下，试件的抗压强度呈现出逐渐缩小的趋势，尤其是在添 加太钢的钢渣后，添加量达到 24% 时，整体抗压强度约 为 35MPa，此时的抗压能力相较于没有添加钢渣时的抗 压强度降低了超过 25%，而在添加量达到 32% 时，抗压 强度相较于添加量达到 24% 时又降了 0.3% 左右。综上 所述，在对三组试验工件进行分析和判定的过程中，钢渣 量的增加都使得抗压强度出现了不同程度的缩减，主要是 因为钢渣起到了一定的填充作用，使得水泥水化产物反应 加剧，钢渣导致胶结材料在试验工件中的比例锐减，就使 得抗压强度在达到一定临界值时出现了降低。 2. 干缩试验影响 要想保证研究的有效性，就要对不同情况下相应性能 影响分析进行对比处理，在对首钢、太钢以及武钢三个厂 家提供的钢渣材料进行分析时，要按照不同添加量条件 分析干缩性能作用效果。试验过程选取的温度是 20 摄氏 度、湿度是 60%，养护时间设定为 28 天，主要对试件的 收缩长度进行分析，从而判定干缩率。本次试验过程中， 主要采取的是棱柱体结构试件，试验的模具大小尺寸为 100mm*100mm*400mm，为了保证试验项目结果的完 整性和合理性，选取了三次以上的平行试验结果。需要注 意的是，有效进行养护过程时，试件的质量损失要控制在 10g 以内，才能保证干缩率计算的完整程度。
钢渣微粉对混凝土性能的影响
工 业 技 术
图 ３不同细度钢渣掺量与混凝土的 ２８ｄ 抗压强度关系
图 ４不同细度钢渣矿粉对 Ｃ６０混凝 土坍落度的影响
（上接 ２８页） ４．１原料的选用
拌制低温早强耐久混凝土所用的原材 料应符合寒季施工的要求。水泥优先采用 普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥。硫铝酸盐 水泥不得与硅酸盐水泥或石灰等碱性材料 混 和 使 用 。硫 （铁 ）铝 酸 盐 水 泥 适 用 于 钢 筋 混凝土现浇细薄截面结构、装配式结构的 接 头 和 孔 道 灌 浆 。 不 得 使 用 矾 土 水 泥 （高 铝 水 泥 ）。 拌 制 混 凝 土 用 骨 料 应 清 洁 ，不 得 含有冰、雪、冻块及其它易冻裂物质。 ４．２试配
砂石材料其性能指标见表12钢渣微粉的制备钢渣经过破碎筛选磁选除铁预细粉磨添加分散剂等几个不同的阶段根据粉磨时间的不同分别制备出钢渣细度为460m13混凝土试验方法将三种比表面积的钢渣微细粉按不同比例取代部分水泥与砂石水泥共同混合搅拌均匀再加水搅拌3min1h后立即测定拌合物的坍落度并将拌合物置于100100100mm试模内振动成型在一定的压力下模压成型在恒温恒湿的环境下温度为25度湿度为96度标准养护24小时后脱模然后可置入常温条件下进行空气养护3天7天28天混凝土坍落度力学强度测定分别按gbj8085和gbj8185进行钢渣比表面积测定按gb807487进行
用于低温早强耐久混凝土的外加剂大 都 是 引 气 剂 ，掺 量 过 多 会 大 幅 降 低 混 凝 土 的 强 度 引 起 工 程 事 故 ，掺 量 过 少 则 不 能 发 挥 外 加 剂 应 有 的 性 能 。 因 此 ，在 外 加 剂 的
计 量 上 我 们 设 专 人 负 责 ，在 混 凝 土 拌 制 前 事先称量配制并分袋装好。如果使用液体 外 加 剂 应 随 时 测 定 溶 液 温 度 ，并 根 据 温 度 变 化 测 定 溶 液 浓 度 ，这 样 既 能 保 证 称 量 准 确又提高了混凝土拌制的工作效率。 ４．４混凝土浇注
掺钢渣微粉混凝土机械性能及耐久性能试验研究
d o i :10.3963/j.i s s n .1674-6066.2024.01.009掺钢渣微粉混凝土机械性能及耐久性能试验研究王文涛,王 念(宝武环科武汉金属资源有限责任公司,武汉430080)摘 要: 将磨细的钢渣微粉应用在混凝土中取代粉煤灰,可以有效缓解目前粉煤灰短缺的现象㊂该文使用钢渣微粉完全取代粉煤灰制备了C 30㊁C 50两种强度等级的混凝土,以探究其对混凝土机械性能及耐久性能的影响规律㊂结果表明,钢渣微粉的掺入会略微降低混凝土的早期抗压强度,但仍能满足设计要求;此外可以有效提高混凝土的早期抗裂性能㊁抗氯离子渗透性能㊁抗碳化性能㊁抗冻融循环性能,其中混凝土抗裂性能提升幅度最为显著,C 30S S ㊁C 50S S单位总开裂面积分别降低了38mm 2/m 2㊁160mm 2/m 2,初裂时间延长了25%以上㊂关键词: 钢渣微粉; 混凝土; 力学性能; 耐久性能S t u d y o n M e c h a n i c a l P r o p e r t i e s a n dD u r a b i l i t y o fC o n c r e t eM i x e d w i t hS t e e l S l a g Fi n eP o w d e r WA N G W e n -t a o ,WA N G N i a n(B a o w uE n v i r o n m e n t a lT e c h n o l o g y W uh a n M e t a lR e s o u r c e sC o ,L t d ,W u h a n430080,C h i n a )A b s t r a c t : T h e a p p l i c a t i o no f f i n e l yg r o u n d s t e e l s l a g m i c r o n i z e d p o w d e r i n c o n c r e t e t o r e p l a c e f l y a s h c a n e f f e c t i v e l ya l l e v i a t e t h e c u r r e n t s h o r t a g e o f f l y a s h .I n t h i s p a p e r ,t w os t r e n g t h g r a d e so f c o n c r e t e ,C 30a n dC 50,w e r e p r e p a r e du -s i n g s t e e l s l a g m i c r o n i z e d p o w d e r t o c o m p l e t e l y r e p l a c e f l y a s h i no r d e r t o i n v e s t i g a t e t h e l a wo f i t s e f f e c t o n t h em e -c h a n i c a l p r o p e r t i e s a n d d u r ab i l i t y p e r f o r m a nc e o f c o n c r e t e .T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e i n c o r p o r a t i o n o f s t e e l s l a g m i c r o n -i z e d p o w d e r s l i g h t l y r e d u c e s t h e e a r l y c o m p r e s s i v e s t r e n g t h o f c o n c r e t e ,b u t s t i l lm e e t s t h e d e s i g n r e q u i r e m e n t s .I n a d d i -t i o n ,i t c a ne f f e c t i v e l y i m p r o v e t h e e a r l y c r a c k i n g re s i s t a n c e ,c h l o r i d e i o n p e n e t r a t i o nr e s i s t a n c e ,c a r b o n a t i o nr e s i s t a n c e ,a n df r e e z e -t h a wc y c l e r e s i s t a n c e o f c o n c r e t e ,a m o ng whi c h t h e c r a c k i n g r e s i s t a n c eo f c o n c r e t e i sm o s t s i g n i f i c a n t l y i m -p r o v e d .T h e t o t a l c r a c k i n g a r e a p e r u n i t o fC 30S Sa n dC 50S S i s r e d u c e db y 38mm 2/m 2a n d 160mm 2/m 2,a n d t h e i n i -t i a l c r a c k i n g t i m ew a s e x t e n d e db y mo r e t h a n25%.K e y wo r d s : s t e e l s l a gp o w d e r ; c o n c r e t e ; m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s ; d u r a b i l i t yp r o p e r t i e s 收稿日期:2023-10-10.作者简介:王文涛(1985-),高级工程师.E -m a i l :47885930@q q.c o m 随着商品混凝土的发展,混凝土行业对优质活性掺合料如矿渣粉㊁粉煤灰的需求日益增加,而市场上的矿渣粉㊁粉煤灰品质良莠不齐,资源逐渐匮乏,限制了其在混凝土中的进一步应用,因此迫切需要寻求一种能够取代矿渣粉或者粉煤灰的矿物掺合料㊂我国钢铁产量稳居世界第一,钢渣是钢铁工业产生的一种主要工业固体废弃物㊂但是68%左右的钢渣未得到有效利用,钢渣的堆积不仅占用了大量的土地资源,且给周围生态环境造成了严重的负担[1]㊂目前,大量的学者已经证实了钢渣微粉回收再利用于水泥㊁混凝土㊁沥青混合料等领域的可行性㊂钢渣微粉中的化学成分和水泥熟料中的相类似,含有大量的C 2S ㊁C 3S 等硅酸盐矿物和少量的铝酸盐(C 3A )以及铁铝酸盐(C 4A F ),这些类似于水泥中的矿物成分,具有一定的水化反应能力㊂将钢渣进行磨细加工作为矿物掺合料,取代部分粉煤灰用于混凝土中,不仅能降低混凝土的生产成本,还能缓解钢渣堆积所带来的环境问题㊂由于钢渣微粉生产工艺不同,不同企业之间生产的钢渣微粉质量不同,因此钢渣微粉的深层次开发利用需要进一步的探讨[2-4]㊂43建材世界 2024年 第45卷 第1期实验采用宝武环科武汉金属资源有限责任公司生产的钢渣微粉,通过钢渣微粉取代粉煤灰制备C30㊁C50两种强度等级的混凝土,探寻钢渣粉取代粉煤灰对混凝土力学性能及耐久性能的影响,以实现钢渣微粉在混凝土中的资源化利用㊂1实验1.1原材料水泥:安徽海螺水泥股份有限公司生产的P O42.5水泥;粉煤灰:鄂州电厂生产的Ⅱ级粉煤灰;矿粉:武汉武新新型建材股份有限公司生产的S95矿粉;钢渣微粉:宝武环科武汉金属资源有限责任公司生产的Ⅰ级钢渣微粉,比表面积为432m2/k g㊂各胶凝材料的化学组成如表1所示㊂细骨料:细度模数为2.1的细砂和2.6的粗砂㊂粗骨料:5~25mm连续级配碎石㊂减水剂:武汉凌博科技发展有限公司生产,减水率为25%,固含量为16%㊂表1胶凝材料的化学组成w/%组成C a O A l2O3S i O2F e2O3M g O S O3K2O M n O T i O2水泥58.026.3621.653.242.242.350.71-0.95矿粉47.2714.0229.571.398.242.490.510.220.52粉煤灰6.0728.3645.184.780.971.730.690.091.08钢渣微粉45.083.2412.3426.784.880.260.462.730.911.2测试方法为了探究钢渣微粉取代粉煤灰后混凝土的机械性能及耐久性能,混凝土的制备㊁养护㊁抗压㊁抗折强度测试均按照G B/T50081 2019‘普通混凝土力学性能试验方法标准“进行,立方体试块的尺寸为100mmˑ100mmˑ100mm,长方体试块尺寸为100mmˑ100mmˑ400mm㊂根据G B/T50082 2009‘普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准“测定四种混凝土的抗裂性能㊁抗氯离子渗透性能㊁抗碳化性能㊁抗冻融循环性能㊂2结果与分析2.1钢渣微粉取代粉煤灰对混凝土新拌性能及力学性能的影响2.1.1工作性能钢渣微粉混凝土的配合比及工作性能如表2所示㊂试验结果表明,在强度等级为C30的混凝土中,钢渣粉取代粉煤灰后,混凝土的容重略微增加,坍落度减小,浆体包裹性变差,混凝土的工作性能变差;在强度等级为C50的混凝土中,钢渣粉取代粉煤灰后,混凝土的坍落度与基准组相比略微下降,但仍具有良好的浆体流动性㊂其原因可能是与粉煤灰相比,钢渣粉的表观密度较大,钢渣粉取代粉煤灰后,浆体的体积变小,在胶凝材料相对较少的低等级混凝土中,浆体包裹性变差,保水性变差,坍落度降低;在胶凝材料相对较多的高等级混凝土中,浆体粘度改善,拌合物流动性增加,坍落度增高㊂因此,采用钢渣粉取代粉煤灰配制低强度等级混凝土时,需适当提高砂率,以保证拌合物的和易性㊂表2钢渣微粉混凝土配合比与工作性能试块编号混凝土配合比/(k g㊃m-3)水泥矿粉粉煤灰钢渣微粉细砂粗砂碎石水外加剂坍落度/mm拓展度/mm容重/(k g㊃m-3)C30F A190908004004508001203.12406152281 C30S S190900804004508001203.12205952295 C50F A3401005004004508001207.12306252311 C50S S3401000504004508001207.12306202319 2.1.2力学性能在C30㊁C50两个强度等级的混凝土中采用钢渣微粉取代粉煤灰,测试硬化混凝土的7d㊁28d和60d53建材世界2024年第45卷第1期的力学强度,探究钢渣微粉取代粉煤灰的可行性,试验结果如图1所示㊂钢渣微粉混凝土7d 抗压强度虽略低于空白组,但仍满足设计要求,且按混凝土验收的28d 抗压强度来看,较空白组均有小幅度提升㊂钢渣微粉中的活性组分是其化学成分中由C a O -S i O 2-A l 2O 3组成的C 3S ㊁C 2S 及铁铝酸盐等矿物,可作为一种潜在活性的胶凝材料㊂高碱度钢渣中含有与硅酸盐水泥相似的C 3S ㊁C 2S ,两者含量在50%以上,在碱激发状态同样具有水化反应并生成水化硅酸盐(C -S -H )的能力,进一步提高了混凝土的强度㊂钢渣微粉混凝土60d 的抗压强度与基准组相比相差不大,磨细的钢渣微粉可以有效降低混凝土后期不均匀膨胀而导致强度倒缩的风险[5,6]㊂2.2 钢渣微粉取代粉煤灰对混凝土耐久性能的影响2.2.1早期抗裂性能C 30㊁C 50钢渣微粉混凝土的抗裂性能实验结果如图2所示,掺有钢渣微粉掺合料的混凝土的单位总开裂面积均小于基准混凝土的开裂面积,C 30S S ㊁C 50S S 单位总开裂面积分别降低了38mm 2/m 2㊁160mm 2/m 2,初裂时间也明显晚于基准组,平均延长了25%以上㊂这主要是由于利用钢渣微粉取代粉煤灰后,延长水化时间,能够起到降低混凝土水化热的作用,减小了混凝土内部结构由于收缩产生的应力,因此增强了混凝土的抗裂性能[7]㊂2.2.2 抗氯离子渗透及抗碳化性能混凝土的孔结构㊁形状㊁孔隙率对混凝土抗氯离子渗透性有重要影响㊂表3给出了磨细钢渣微粉取代粉煤灰后混凝土28d 龄期的非稳态氯离子迁移系数㊂试验结果显示,与基准混凝土相比,钢渣对混凝土抗氯离子渗透性能有一定的改善作用,C 30S S ㊁C 50S S 两种强度等级的混凝土平均氯离子迁移系数分别降低了14.9%㊁7.1%㊂一方面,由于钢渣的加入使得混凝土孔隙结构发生变化,孔隙率降低,毛细孔隙得到细化,密实度提高,降低了氯离子的扩散系数;另一方面,由于钢渣自身具有一定活性,发生水化时对混凝土体系胶凝材料水化产物有一定的改善作用,同时钢渣的加入减少了水泥的用量间接增大了水灰比,使水泥的水化环境得到优化,吸附氯离子的能力增强,从而提高了混凝土的抗氯离子渗透性㊂钢渣微粉混凝土抗碳化试验结果如表4所示㊂结果表明,钢渣微粉取代粉煤灰后,混凝土7d 时碳化深度虽略高于空白组,但此后碳化深度的增长幅度较低,在28d 时,其碳化深度已经低于空白组㊂这可能是由于钢渣属于高钙的辅助性胶凝材料,其氧化钙含量远高于粉煤灰,钢渣微粉的碱度较高,有效地减缓了混凝土的碳化进程,对混凝土的耐久性提升起到了一定的促进作用[8,9]㊂表3 C 30㊁C 50混凝土氯离子迁移系数试块编号类型侵入深度/mm 平均氯离子迁移系数/(10-12m2㊃s -1)1C 30F A 14.014.418.44.72C 30S S14.611.49.84.03C 50F A 8.29.49.62.84C 50S S 8.08.810.22.6表4 C 30㊁C 50混凝土碳化深度类型碳化深度/mm7d14d 28d C 30F A 1.72.32.5C 30S S1.82.32.5C 50F A 1.42.02.0C 50S S 1.61.81.963建材世界 2024年 第45卷 第1期2.2.3抗冻融循环性能一般而言,混凝土结构越密实,强度越高,孔隙越小,水分难以渗透混凝土,抗冻性越强㊂从图3中200次冻融的质量损失可以看出:没有掺加引气剂的情况下,钢渣微粉混凝土的抗冻融性很好㊂在这4组混凝土中,C 30混凝土在150次循环后质量损失在5%以上,C 50混凝土经历了200次循环后,质量损失仍在5%以下,钢渣微粉混凝土明显优于基准组㊂使用钢渣微粉取代粉煤灰后,钢渣微粉颗粒比表面积较大,细微颗粒均匀分散到水泥浆体中,成为大量水化物沉积的核心㊂随着水化龄期的延长,这些细微颗粒及其水化产物填充在水泥石与界面过渡区的空隙中,使界面结构得到改善,材料结构更为致密,阻断可能形成的渗透通路㊂随着水泥水化的进行,钢渣微粉将与水泥水化产物发生二次水化反应㊂在水化后期,随着水泥石毛细孔中水分的消耗,混凝土内部湿度降低将使骨料中的水分逐步释放出来,对界面层的水泥石起到养护作用[6,8]㊂此外,在水分不能进入混凝土内部的情况下,混凝土内可冻结的水分十分缺乏,因此,在冻融交替的条件下,混凝土的抗冻性也得到大幅度提高[9,10]㊂3 结 论a .与粉煤灰相比,钢渣粉的表观密度较大,钢渣粉取代粉煤灰后,浆体的体积变小,在胶凝材料相对较少的低等级混凝土中,浆体包裹性变差㊂采用钢渣粉取代粉煤灰配制低强度等级混凝土时,需适当提高砂率,以保证拌合物的和易性㊂b .钢渣微粉混凝土7d 抗压强度虽略低于空白组,但仍满足设计要求,且按混凝土验收的28d 抗压强度来看,较空白组约有2%~9%的小幅度提升,钢渣微粉混凝土60d 的抗压强度与空白组相比相差不大,具有优异的力学强度稳定性㊂c .钢渣微粉可以有效提高混凝土的早期抗裂性能㊁抗氯离子渗透性能㊁抗碳化性能㊁抗冻融循环性能,其中C 30S S ㊁C 50S S 两种强度等级的混凝土平均氯离子迁移系数分别降低了14.9%㊁7.1%㊂混凝土抗裂性能提升幅度最为显著,单位总开裂面积分别降低了38mm 2/m 2㊁160mm 2/m 2,初裂时间延长了25%以上㊂参考文献[1] 倪 俊,王文涛,王 念.钢渣微粉混凝土重金属溶出及放射性能研究[J ].建材世界,2023,44(3):40-43.[2] 苏 严,刘淑贤,徐平安,等.钢渣易磨性研究现状[J ].矿产综合利用,2022(3):95-99.[3] 李鸿轲,付二全,任彦飞,等.钢渣微粉水化性能研究[J ].建材世界,2020,41(2):9-11.[4] 熊云川,梁月华.钢渣在土木工程中综合利用研究综述[J ].四川建材,2023,49(2):24-26.[5] 朱建华,王道领,柴广灿.钢渣粉掺量对混凝土力学性能及耐久性能影响研究[J ].粉煤灰综合利用,2022,36(1):97-101.[6] 施志宏,讷经纬,李 好,等.复掺钢渣微粉水泥砂浆性能研究[J ].建材世界,2020,41(1):1-3.[7] 李志军.复掺锂渣㊁钢渣高性能混凝土强度及早期抗裂性能试验研究[D ].乌鲁木齐:新疆农业大学,2013.[8] 黄莉捷,张仁巍,郑仁亮.高强钢渣混凝土的耐久性试验研究[J ].常州工学院学报,2020,33(5):7-11.[9] 费 帆,廖 龙,欧阳东.钢渣矿渣复合对海工混凝土耐久性影响的试验研究[J ].硅酸盐通报,2016,35(12):4133-4139.[10]韩长菊,张育才,朱 波,等.昆钢钢渣微粉对混凝土耐久性能的影响[J ].四川建筑科学研究,2015(3):23-27.73建材世界 2024年 第45卷 第1期。
钢渣在水泥混凝土中的应用研究-宏艺
不同理论下的水泥最佳颗粒组成
水泥粒径/μm RRSB曲线 Fuller曲线 ＜3 11.14 22.50 3～10 24.23 13.92 10～32 42.80 21.57 3～32 67.03 35.49 ＞32 21.83 42.01
3、钢渣作为辅助胶凝材料的研究
空隙率对混凝土强度影响很大，所有能够
能及与混凝土外加剂的相容性；作为矿物掺合料应用于混凝 土中具有较好的填充效应、活性效应、微集料效应，能改善 混凝土的性能，使得混凝土更加密实、孔隙率低、耐久性好。
优质的水泥混合材和混凝土掺合料
钢渣
钢渣粉
辅助胶 凝材料
3、钢渣作为辅助胶凝材料的研究
3.1钢渣专用助磨增强剂的作用
钢渣作为辅助胶凝材料使用，目前可参考的标准有： 序号 1 2 标准号 GB/T20491-2006 GB/T28293-2012 标准名称 用于水泥和混凝土中的钢渣粉 钢铁渣粉
2、水泥及其混凝土技术传统观念的变革
2.1 应用技术中的常见误区 a、为满足快速施工的要求，过分追求水泥早强，忽视远期强度。 b、为熟料强度在28天内发挥到极致，水泥磨得细了又细。片面地认为：“强度越 高的水泥，才是优质水泥”。 c、圈流粉磨水泥、产品颗粒分布集中，使用性能较差。 d、把水泥作为“胶凝材料”和“混凝土强度”的唯一来源。 片面追求早强带来的后果： 水泥早期强度高，水化放 热速度快且量多，导致混 凝土内部温升高；冷却后， 残余的温度应力较大，混 凝土的抗裂性能下降。
1、钢渣的性质及应用现状
目前钢渣年产生量约1亿吨，累积堆存10亿吨，综合利 用率仅30%。
用作水泥混合材
和混凝土掺合料 有利于节能减排 环境效益明显
1、钢渣的性质及应用现状
钢渣粉在水泥砂浆中的应用研究
钢渣粉在水泥砂浆中的应用研究发布时间：2023-01-05T08:38:59.005Z 来源：《福光技术》2022年24期作者：黄威何裕新吴世忠邹万[导读] 随着工业化进程推进，建筑和钢铁行业的规模日益庞大，带来了天然砂资源短缺和钢铁废渣问题，而将钢渣砂作为天然砂的替代产品用于水泥砂浆制作，既可以缓解砂资源短缺，又能够提高钢渣的利用率，因此具有重要的研究价值。
广东韶钢嘉羊新型材料有限公司广东韶关 512123摘要：随着工业化进程推进，建筑和钢铁行业的规模日益庞大，带来了天然砂资源短缺和钢铁废渣问题，而将钢渣砂作为天然砂的替代产品用于水泥砂浆制作，既可以缓解砂资源短缺，又能够提高钢渣的利用率，因此具有重要的研究价值。
本文首先阐述了钢渣砂的应用意义，研究了钢渣砂水泥砂浆的基本特性，并对钢渣砂的应用问题进行分析，对提高钢渣水泥砂浆质量有一定促进作用。
关键词：钢渣粉；水泥砂浆；性能；强度；经济效益；应用与推广引言：我国钢铁产量常年高居世界首位，目前年产量已经占世界产量的50%。
由于钢渣微粉的排放量接近粗钢产量的六分之一，产生的大量钢渣微粉未能进行有效利用，废弃量逐年递增。
钢渣砂在水泥砂浆中的应用具有一定的经济、社会和环境效益，并且钢渣水泥砂浆具有优异的结构特性，具有很好的应用前景。
但钢渣砂应用中仍存在一些问题，对其实际运用造成不良影响，本文对其存在问题进行深入分析，为今后钢渣水泥砂浆的技术研究指明了具体方向。
一、钢渣砂在水泥砂浆中的应用意义近年来，随着建筑业发展，对天然砂资源的需求越来越大，而由于过度开发利用，造成砂资源匮乏、质量下降等问题。
天然砂资源短期内不可再生，而且过度开发会对自然环境造成破坏，因此许多地区采取限采或禁采措施。
砂资源供需不平衡程度逐渐加剧，天然砂价格居高不下，对工程建设的进度和成本带来不良影响。
因此，迫切需要寻找天然砂自愿的替代品。
而与此同时，我国钢铁产能居世界前列，钢铁生产过程中会产生大量的钢渣，而钢渣的回收利用率比较低，资源浪费严重，钢渣排放还带来了土地资源浪费以及自然环境污染等问题。
钢渣粉在混凝土中的应用
钢渣粉在混凝土中的应用1.引言混凝土作为一种重要的建筑材料，不仅在实际工程中广泛使用，而且对于社会和经济的发展也起着重要的推动作用。
然而，传统混凝土在制作过程中会产生大量的钢渣废料，这些废料的处理一直是一个难题。
为了实现资源化利用和环境保护的目标，人们开始研究和探索将钢渣废料转化为有用的建筑材料。
其中，钢渣粉作为一种重要的替代性材料，具有广阔的应用前景。
本文将介绍钢渣粉在混凝土中的应用情况。
2.钢渣粉的特性及制备钢渣粉是由钢铁冶炼过程中产生的废料经过磨矿处理得到的细粉末。
钢渣粉主要由硅酸盐、氧化物和钙化合物组成，具有一定的水泥活性。
钢渣粉的制备过程主要包括钢渣的收集、破碎、磨矿和筛分等步骤。
通过控制研磨时间和研磨方式，可以调节钢渣粉的粒度及其活性。
3.钢渣粉在混凝土中的物理和力学性能钢渣粉用作混凝土掺合料可以显著改善混凝土的物理和力学性能。
首先，钢渣粉具有细小的颗粒尺寸和较大的表面积，可以填充混凝土的孔隙，提高混凝土的致密性和强度。
其次，钢渣粉的使用可以降低混凝土的水灰比，有效地减少水泥用量，节约资源。
另外，钢渣粉还能提高混凝土的耐久性，减少水泥热量发散，降低温度应力，进而改善混凝土的抗裂性能。
4.钢渣粉混凝土的工程应用钢渣粉在混凝土工程中的应用包括两个方面：一是钢渣粉代替部分水泥使用，二是钢渣粉作为混凝土掺合料使用。
4.1钢渣粉代替部分水泥使用钢渣粉可用来代替部分水泥，以降低混凝土的制备成本和环境污染程度。
研究表明，适量掺入钢渣粉可以有效提高混凝土的抗压强度、抗弯强度和抗冻融性能。
4.2钢渣粉作为混凝土掺合料使用钢渣粉也可作为混凝土中的掺合料，与水泥和骨料共同使用。
钢渣粉的加入能够改善混凝土的工作性能和耐久性。
同时，钢渣粉还能促进混凝土的早期水化反应，缩短混凝土的凝结时间和强度发展时间。
5.钢渣粉混凝土的优缺点钢渣粉混凝土具有很多优点，如降低制备成本、减少环境污染、提高混凝土的力学性能等。
然而，钢渣粉混凝土也存在一些缺点，如增加混凝土的收缩、影响混凝土的颜色等。
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钢渣微粉在水泥混凝土中的应用研究
硅灰、粉煤灰等矿物掺合料在混凝土中的应用，可大幅度的提高混凝土的性能。
但普遍使用的硅灰、粉煤灰等已出现了货源短缺及价格上涨等将钢渣粉作为混凝土的活性矿物掺合料，由于钢渣微粉的比表面积大、活性好、可与熟料粉混合配制水泥，同时可以作为外加剂替代水泥直接掺入混凝土中，生产性能优越的高性能混凝土，降低水泥和混凝土的成本。
1、钢渣粉的化学成分及特性
1.1 钢渣粉的化学成分
钢渣的化学成分
组分CaO SiO2 Al2O3 FeO Fe2O3 MgO MnO P2O5
含量40%~50% 12%~18% 2%~5% 7%~10% 5%~20% 4%~10% 1%~2.5% 1%~4% 钢渣粉的化学成分以CaO和SiO2 AI2O3、MgO FeO和Fe2O3等组分。
另外还有少量的S P和游离CaO MgO等，这些二价离子的游离金属氧化物以RO相表示，常以固溶体形式出现。
以化学成分而言，钢渣粉和水泥熟料有些相似，只是氧化物含量差别较大。
1.2 钢渣粉的特性
1、将钢渣经机械磨细后，可以改变原先的晶体结构，增加颗粒表面的活化能，可以充当水泥或水泥混凝土的活性材料。
另外钢渣粉具有较好的流动性、耐久性、体积稳定性和抗碱骨料反应，混凝土中掺加钢渣粉后可提高混凝土的和易性，消除碱骨料反应。
2、钢渣微粉的水硬活性及活化措施。
钢渣的胶凝活性来源于其含有的硅酸盐、铝酸盐及铁铝酸盐矿物，其中所含的硅酸二钙C2S硅酸三钙C3S 对强度的贡献最大。
钢渣中的主要矿物相RO相没有胶凝性，而且吸收氧化钙，使钢渣中的硅酸三钙减少。
虽然钢渣的化学成分与水泥熟料相似，但它的生成温度比硅酸盐熟料高了很多，其矿物结晶致密、晶粒较大、水化速度缓慢，只是一种具有潜在活性的胶结材料。
且钢渣中含有大量的CaO MgO成分，控制不当极易造成安定性不良的后果。
另外钢渣粉中虽然含有少量C3S、C2S
料少，因此将钢渣用于
水泥和混凝土中必须对其活性进行激发。
2.1 机械方法钢渣粉磨得越细，活性越高。
如果把钢渣磨成微粉使其比表面积达到300~400m3/kg时，就具有非常高的活性，可作为一种高活性混合材料来使用。
钢渣微粉的“微细化程度” 对其在混凝土中的水化性能以及微集料性能起相当作用。
钢渣粉磨得越细，活性越高。
磨细的钢渣粉与水泥有很好的适应性，20%以内取代水泥可提高硬化混凝土的强度、可泵性及综合耐久性能。
利用机械方法提高钢渣的细度可以激发其潜在活性。
力，
矿物内部，加速水化反应。
2.2 热力学方法钢渣微粉的热力学方法主要以蒸汽、焙烧、水热作为热力激发手段。
高温高湿的水蒸气使钢渣板块产生热应力，同时钢渣中的RO相CaO包裹体和f-CaO消解产生膨胀应力，使渣块迅速地裂解成碎块，最终成为钢渣微细粉，从而提高其活性。
其中最典型的一种具体操作方法是闷渣法，也即在红热钢渣上均匀适量洒水，促使其粉化。
2.3 化学方法化学激发方法主要有碱性和酸性两类。
其主要机理是通过改变矿物形成过程来激发钢渣的活性。
碱性激发剂有石膏、熟料、石灰和碱金属的硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐和氢氧化物等。
在这些物质的作用下，钢渣玻璃态
结构迅速解离，硅氧及铝氧离子团溶出产生大量的沸石类水化产物，使结构不断致密，强度显著提高。
酸性激发剂包括硝酸、硫酸、甲酸等。
采用酸性激发剂能激发钢渣的早期活性，这主要是由于在早期水化体系是一个碱性动态平衡体系，加入适量的酸性物质，有利于平衡向碱性物质溶出的方向移动，促进水化产物的生成。
2.4 相分离活化对于相分离活化是指通过特定的分选工艺实现钢渣中活性矿物与非活性矿物的相分离，提高钢渣的水化活性。
对于钢渣中的非活性矿物，常规提高钢渣活性的方法如激发剂、热活化及物理活化都不能显著提高其活性。
因而从材料自身特性着手，采取某种工艺实现钢渣中活性组分与非活性组分的相分离，同样也能达到提高钢渣活性的目的。
具体方法主要有粉磨、风选及磁选等。
3、钢渣微粉对混凝土性能的影响
3.1 工作性能影响钢渣粉的掺入有利于提高新拌混凝土的工作性能。
由于钢渣粉的比表面积小的特点，可以改变水化基体的孔道大小与分布，在水泥浆体之间形成光滑的移动表面，对浆体的流动性起到积极作用，导致了掺加钢渣粉的水泥混凝土与未掺钢渣粉的混凝土相比，掺钢渣粉能改善混凝土的和易性，坍落度增大。
另外钢渣粉比表面积越大，混凝土初始坍落度越小，这是由于比表面积增大后，钢渣微粉本身所需水量增大的缘故。
但掺加钢渣粉使混凝土的凝结时间延长，一般延长时间0.5~1h 。
3.2 力学性能影响钢渣微粉具有一定的活性，掺入混凝土能影响混凝土的力学性能。
当钢渣微粉替代部分水泥掺入混凝土中时，钢渣混凝土早期平均强
度较普通混凝土有所降低，但后期混凝土的强度有所上升。
这是由于钢渣粉的活性较水泥活性较低，其水硬性在后期能得到有效发挥。
随着钢渣微粉掺加用量增大，其强度下降程度越大。
通过与粉煤灰或磨细矿渣混掺可以较好的起到相互激发、相互活化的作用，发挥较好的复合效应，从而改善混凝土的力学性能。
随着钢渣微粉比表面积增大，无论是早期强度还是后期强度均有所提高。
这是由于微细颗粒的比表面积大，反应活性点明显增加，大大提高了其水化反应活性。
同时这些微细颗粒易于填充
3.3 干燥收缩加入钢渣粉可以有效改善混凝土的收缩性能，这跟钢渣中含有的一定量的CaO MgO有关。
这些物质在粉磨过程中得到了活化，可以在水泥水化过程中发生化学反应产生微量的膨胀，对混凝土收缩起到一定的补偿作用。
另外掺加钢渣微粉能有效提高混凝土的耐磨性、抗渗性和抗冻性能，使混凝土的脆性降低，抗折强度增大。
4、总结钢渣微粉具有跟水泥类似的组成，具有潜在利用价值。
将钢渣微粉活化处理后，可作为一种活性材料掺入水泥，制备高性能混凝土。