钢渣粉磨及应用研究
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施用是有效利用的重要途径之一； ●在水泥工业中的应用：钢渣在水泥工业中的应用主要包括配烧 水泥熟料和作为水泥或混凝土的混合材来使用。
天津水泥工业设计研究院有限公司
钢渣的基本情况
钢渣的基本特点（总结）
●成分和活性波动较大：因为钢的品种、原料来源和炼
钢出渣工艺的不同，钢渣的成分和活性波动较大；
●对混凝土有害成分：游离氧化钙(f-CaO)、游离氧化镁 (f-MgO)水化后容易引起混凝土体积膨胀； ●含铁量高：钢渣中含有5~15%金属铁和14~30%的含铁磁 性物质，对破碎和粉磨部件的磨损比较严重； ●易磨性差：平均易磨性25kWh/t左右。
天津水泥工业设计研究院有限公司
钢渣的基本情况
钢渣的化学成分
不同炼钢炉的炉型所排出的钢渣的化学成份，%
µ ü Ö Ô ½ Ð Ê ª ¬¿ ¯ Ô ü ©Ã Ä Ú ç ³ ¿ ¯ Ô ü ó à · Ú õ à ± Ú « ¾ » ´ Ô ü º à ¿ ¯ Ô ü ± ö µ Ö Ô ü
CaO 46« ¡ 60 41.6 58.53 25.53 47.6 46.27
样品 电炉渣 连铸渣
SiO2 15.80 14.56
Al2O3 4.95 17.51
Fe2O3 43.87 13.94
CaO 28.20 41.21
MgO 6.68 7.33
TiO2 0.70
K2O 0.05 0.05
Na2O 0.10 0.06
SO3 0.27 1.99
合量 96.88 97.61
天津水泥工业设计研究院有限公司 钢渣水泥系列标准 序号 标准名称
钢渣微粉的性能研究
标准号
1
2 3 4
钢渣硅酸盐水泥
钢渣道路水泥 低热钢渣水泥 钢渣砌筑水泥
GB 13590-2006
JC/T 1087-2008 JC/T 1082-2008 JC/T 1090-2008
5
6 7 8
用于水泥的钢渣
用于水泥和混凝土中的钢渣粉 水泥用钢渣化学分析方法 水泥用钢渣中金属铁含量测定方法
≤4Hale Waihona Puke Baidu0
≥1.8 ≥55 ≥65 ≥90 合格 当钢渣中MgO含量大于13%时应检验合格
流动度比，% 安定性
天津水泥工业设计研究院有限公司
钢渣微粉的性能研究
唐山嘉恒实业有限公司的钢渣/矿渣试验结果
●不同比表面积水淬钢渣粉的物理性能试验结果 样品 编号 水 泥 g B0 B01 B1 B2 B3 B4 450 315 315 315 315 315 钢 渣 g 0 135 135 135 135 135 流动 度 mm 190+190 190+195 190+195 190+190 195+195 195+195 钢渣粉 比表面积 m2/kg 333 391 423 455 需水 量 % 27.20 26.56 26.62 26.70 26.70 26.60 MP a 7.2 5.4 5.5 5.0 4.9 4.6 7d 活性% 100.00 74.88 76.04 69.12 67.74 62.90 MPa 9.05 7.4 7.6 7.3 7.2 7.7 抗折强度 28d 活性% 100.00 82.14 83.98 81.03 79.56 85.08 MPa 47.3 28.2 29.5 28.0 27.3 24.4 7d 活性% 100.00 59.62 62.37 59.15 57.69 51.59 MPa 60.2 50.6 52.0 51.9 50.6 49.9 抗压强度 28d 活性% 100.00 84.04 86.38 86.15 84.03 82.95 安 定 性 合格 合格 合格 合格 合格 合格
YB/T 022-2008
GBT 20491-2006 YB/T 140-1998 YB/T 148
在利用钢渣生产水泥方面，中国起步较早，二十世纪六十年代，我 国就开始用钢渣生产水泥的研究并投入生产，目前已经制定了一系列钢 渣水泥标准。 ——中冶建筑研究总院有限公司
天津水泥工业设计研究院有限公司
钢渣微粉的性能研究
2.86
2.44 2.10 1.48
47.80
39.29 41.29 40.14
9.29
11.04 7.26 8.79
13.29
16.48 15.83 16.94
1.06
1.27 1.79 1.99
0.56
0.74 1.06 1.51
1.57
2.02 12.77 4.31
3.13
2.43 3.29 2.15
钢渣微粉标准（旧）
项目 比表面积（m2/kg） 密度（kg/m3） 游离CaO含量（％）
级别
350级 350ª50 3.15ª0.15 ≤3.0 450级 450ª50 3.15ª0.15 ≤3.0 750级 750ª50 2.80ª0.20 ≤3.0
金属铁含量（％）
碱含量（％） 水含量（％） 碱度系数 活性指数（％） 流动度比（％） 安定性 7天
SiO2 15« ¡ 25 21.30 17.38 21.00 13.25 10.06
FeO 12« ¡ 25 9.14 0.85 31.64 14.21 20.42
MgO Al2O3 MnO 5« ¡ 20 3« ¡ 7 0.8« ¡ 4 13.48 11.05 1.39 11.34 3.44 1.79 6.55 2.55 2.17 10.38 4.85 1.87 12.47 2.98 0.98
易磨性 24.7 27.4
说明：连铸渣含5%的金属铁块，因无法破碎，所以在制样时剔除，破碎后又用磁铁吸除铁渣。
天津水泥工业设计研究院有限公司
钢渣的基本情况
钢渣的利用途径
●回收废钢：一些炼钢企业，也在开发渣山中回收了大量废钢； ●作为冶金原料：利用钢渣中含有很高的CaO、铁分以及一定比
例的MgO、MnO等能够有效降低熔剂、矿石的消耗及能耗的组分，将钢
钢渣微粉的性能研究
●水淬钢渣粉与矿渣粉组成的复合粉的活性
抗压强度 7d MPa 31.4 32.3 34.0 36.2 35.9 活性% 67.24 69.10 72.89 77.46 76.81 MPa 57.7 56.1 56.1 59.7 62.6 28d 活性% 95.91 93.24 93.16% 99.08% 104.01 安 定 性 合格 合格 合格 合格 合格
天津水泥工业设计研究院有限公司
钢渣的基本情况
我国部分钢铁厂转炉钢渣的化学成分%
产地
首都钢铁公司 本溪钢铁公司 唐山钢铁公司
SiO2
14.86 15.99 15.38
Fe2O3 Al2O3
10.37 12.29 12.73 3.88 3.00 2.54
CaO
44.00 40.50 40.30
MgO
10.04 9.22 9.05
TFe
Fe2O3 FeO
SiO2 Ai2O3 CaO
MgO MnO P2O5 碱度 硬度 容重
5.20 0.78 2.4 9~10 1.6
30.15 4.16
8．50 15.91 3.98
40.14 2.85
天津水泥工业设计研究院有限公司
钢渣的基本情况
钢渣的易磨性
●杭钢钢渣粉磨功指数Wi= 23.1 kW· h/t ●首钢钢渣的粉磨功指数 Wi =19.4 kW· h/t ●矿渣的平均粉磨功指数21.3kW· h/t ●熟料的平均粉磨功指数15.9kW· h/t ●石灰石的平均粉磨功指数11.0kW· h/t
天津水泥工业设计研究院有限公司
钢渣微粉的性能研究
钢渣微粉标准（新）
——用于水泥和混凝土中的钢渣粉中钢渣粉的技术要求
级 项 目 一级 ≥400 ≥2.8 ≤1.0 ≤3.0 比表面积，m2/kg 密度，g/cm3 含水量，% f-CaO含量(质量分数)，% 别 二级
SO3含量(质量分数)，%
碱度系数 活性指数， % 7d 28d 沸煮法 压蒸法 ≥65 ≥80
唐山嘉恒实业有限公司的钢渣/矿渣试样
试样种类
密度,g/cm3
水分,%
粉磨功指数,kWh/t
磨蚀性指数,g 0.4762（砂岩类0.4020 水 泥熟料0.1389）
水淬钢渣
大块钢渣 矿渣
3.48
3.64 2.89
0.77
0.12 1.14
23.6(P = 80μm)
29.3(P = 80μm) 23.5(P = 80μm) 天津（大无缝）钢管厂钢渣试样
P2 O 5 0« ¡ 1 ª ¡ ¡ ª ª ¡ ¡ ª 1.21 4.2 4.85
S é ´ ¹ Å <0.4 2.1« ¡ 3.5 0.04 1.18 0.10 3.6 ª ¡ ¡ ª 0.88 ª ¡ ¡ ª 2.32 0.10 3.12
不同钢厂的钢渣化学成份，%
SiO2 杭钢 21.50 首钢 15.28 柳钢 14.86
479
508 607 508 422 443 491 518 600
B5
B4' R1 R2 R3 R4 R5
315
315 315 315 315 315 315
135
135 135 135 135 135 135
190+185
210+205 185+180 195+195 190+195 190+185 215+210
≤0.8
≤0.3 ≤2.0 ≥2.0 ≥75
≤0.8
≤0.3 ≤2.0 ≥2.0 ≥80
≤0.8
≤0.3 ≤2.0 ≥2.0 ≥85
28天
≥80
≥100
≥85
≥100
≥90
≥100
如果MgO含量大于13％，则应在525硅酸盐水泥中掺加30％后，经压蒸法检验合格
钢渣的碱度M＝
CaO SiO 2 P2 O 5
Al2O3 7.46 5.31 4.10
Fe2O3 3.94 5.79
CaO MgO TiO2 55.57 5.45 52.30 8.50 0.00
R2O 0.6 0.06
P2O5 0.92 1.30
SO3 0.10 0.42
Cl
MnO 1.12 1.90
2.17 0.011 0.420
18.55 43.15 12.39 1.06
渣制成球后返回炼钢炉作为熔剂使用； ●在基建中的使用：利用钢渣的容重大、呈块状、表面粗糙、不 滑移、强度高、耐磨、耐蚀、与沥青粘结牢固等特点，在交通道路方 面、海港码头、工厂住宅区等建设中，使用了大量钢渣用作筑路的基 材或回填料等； ●在农业方面的应用：钢渣富含钙、镁、磷、硅和少量锰、锌和
铜等，具有多种农作物的营养元素，在钢渣的综合利用中，农业上的
天津水泥工业设计研究院有限公司
钢渣的基本情况
钢渣的含铁情况
●钢渣中含有5~15%的金属铁和14~30%的含铁磁性物质； ●早期治渣的目的：提取废钢10%，90%尾渣废弃；
●济钢集团用2-Φ2.2¬7.0球磨机，2006年年处理含铁量30 ％钢渣l0万吨，可产出产TFe>95％的粒钢0．75万吨， TFe>65％的铁精粉1．75万吨；比表面积>420mVkg的钢 渣微粉7．5万吨。
26.60
4.5
4.6 4.7 4.6
62.56
64.06 65.44 62.90 64.52 61.52 71.20
6.9
76.43
24.9
22.4
52.70
47.33 55.11 51.99 51.48 51.50 56.02
48.5
80.49
合格
7.7 7.6 7.0 7.4 7.1
84.71 83.98 77.16 81.77 78.08
FeO
12.30 7.34 14.06
MnO P2O5 f-CaO
1.11 1.34 1.88 1.31 0.56 1.10 1.80 2.80 1.84
碱度
2.72 2.45 2.45
太原钢铁公司
鞍山钢铁公司 马鞍山钢铁公司 南京钢厂
14.22
15.43 11.48 17.19
8.79
10.71 6.47 7.43
韶钢
18.38
7.46
3.04
40.77
3.14
15.49
5.38
1.27
8.57
2.07
主要矿物：有硅酸二钙C2S、硅酸三钙C3S；RO 相、蔷薇辉石C3RS2、橄榄石CRS、 铁酸二钙C2F、铁酸钙CF、游离氧化钙(f-CaO)、游离氧化镁(f-MgO)，有的钢渣中还会出 现黄长石C2AS、尖晶石等。
26.1 24.6 24.4 24.4 26.5
50.3 49.6 46.9 48.6 51.3
83.51 82.45 77.98 80.71 85.26
合格 合格 合格 合格 合格
26.96
4.7 4.5 5.2
天津水泥工业设计研究院有限公司
复合粉 比表面积 m2/kg MPa 410 441 5.9 6.0 6.0 6.9 402 6.4 抗折强度 7d 活性% 79.82 81.86 81.86 93.88 87.53 MPa 8.4 8.2 8.1 9.3 8.9 28d
天津水泥工业设计研究院有限公司
钢渣的基本情况
钢渣的基本特点（总结）
●成分和活性波动较大：因为钢的品种、原料来源和炼
钢出渣工艺的不同，钢渣的成分和活性波动较大；
●对混凝土有害成分：游离氧化钙(f-CaO)、游离氧化镁 (f-MgO)水化后容易引起混凝土体积膨胀； ●含铁量高：钢渣中含有5~15%金属铁和14~30%的含铁磁 性物质，对破碎和粉磨部件的磨损比较严重； ●易磨性差：平均易磨性25kWh/t左右。
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钢渣的基本情况
钢渣的化学成分
不同炼钢炉的炉型所排出的钢渣的化学成份，%
µ ü Ö Ô ½ Ð Ê ª ¬¿ ¯ Ô ü ©Ã Ä Ú ç ³ ¿ ¯ Ô ü ó à · Ú õ à ± Ú « ¾ » ´ Ô ü º à ¿ ¯ Ô ü ± ö µ Ö Ô ü
CaO 46« ¡ 60 41.6 58.53 25.53 47.6 46.27
样品 电炉渣 连铸渣
SiO2 15.80 14.56
Al2O3 4.95 17.51
Fe2O3 43.87 13.94
CaO 28.20 41.21
MgO 6.68 7.33
TiO2 0.70
K2O 0.05 0.05
Na2O 0.10 0.06
SO3 0.27 1.99
合量 96.88 97.61
天津水泥工业设计研究院有限公司 钢渣水泥系列标准 序号 标准名称
钢渣微粉的性能研究
标准号
1
2 3 4
钢渣硅酸盐水泥
钢渣道路水泥 低热钢渣水泥 钢渣砌筑水泥
GB 13590-2006
JC/T 1087-2008 JC/T 1082-2008 JC/T 1090-2008
5
6 7 8
用于水泥的钢渣
用于水泥和混凝土中的钢渣粉 水泥用钢渣化学分析方法 水泥用钢渣中金属铁含量测定方法
≤4Hale Waihona Puke Baidu0
≥1.8 ≥55 ≥65 ≥90 合格 当钢渣中MgO含量大于13%时应检验合格
流动度比，% 安定性
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钢渣微粉的性能研究
唐山嘉恒实业有限公司的钢渣/矿渣试验结果
●不同比表面积水淬钢渣粉的物理性能试验结果 样品 编号 水 泥 g B0 B01 B1 B2 B3 B4 450 315 315 315 315 315 钢 渣 g 0 135 135 135 135 135 流动 度 mm 190+190 190+195 190+195 190+190 195+195 195+195 钢渣粉 比表面积 m2/kg 333 391 423 455 需水 量 % 27.20 26.56 26.62 26.70 26.70 26.60 MP a 7.2 5.4 5.5 5.0 4.9 4.6 7d 活性% 100.00 74.88 76.04 69.12 67.74 62.90 MPa 9.05 7.4 7.6 7.3 7.2 7.7 抗折强度 28d 活性% 100.00 82.14 83.98 81.03 79.56 85.08 MPa 47.3 28.2 29.5 28.0 27.3 24.4 7d 活性% 100.00 59.62 62.37 59.15 57.69 51.59 MPa 60.2 50.6 52.0 51.9 50.6 49.9 抗压强度 28d 活性% 100.00 84.04 86.38 86.15 84.03 82.95 安 定 性 合格 合格 合格 合格 合格 合格
YB/T 022-2008
GBT 20491-2006 YB/T 140-1998 YB/T 148
在利用钢渣生产水泥方面，中国起步较早，二十世纪六十年代，我 国就开始用钢渣生产水泥的研究并投入生产，目前已经制定了一系列钢 渣水泥标准。 ——中冶建筑研究总院有限公司
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钢渣微粉的性能研究
2.86
2.44 2.10 1.48
47.80
39.29 41.29 40.14
9.29
11.04 7.26 8.79
13.29
16.48 15.83 16.94
1.06
1.27 1.79 1.99
0.56
0.74 1.06 1.51
1.57
2.02 12.77 4.31
3.13
2.43 3.29 2.15
钢渣微粉标准（旧）
项目 比表面积（m2/kg） 密度（kg/m3） 游离CaO含量（％）
级别
350级 350ª50 3.15ª0.15 ≤3.0 450级 450ª50 3.15ª0.15 ≤3.0 750级 750ª50 2.80ª0.20 ≤3.0
金属铁含量（％）
碱含量（％） 水含量（％） 碱度系数 活性指数（％） 流动度比（％） 安定性 7天
SiO2 15« ¡ 25 21.30 17.38 21.00 13.25 10.06
FeO 12« ¡ 25 9.14 0.85 31.64 14.21 20.42
MgO Al2O3 MnO 5« ¡ 20 3« ¡ 7 0.8« ¡ 4 13.48 11.05 1.39 11.34 3.44 1.79 6.55 2.55 2.17 10.38 4.85 1.87 12.47 2.98 0.98
易磨性 24.7 27.4
说明：连铸渣含5%的金属铁块，因无法破碎，所以在制样时剔除，破碎后又用磁铁吸除铁渣。
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钢渣的基本情况
钢渣的利用途径
●回收废钢：一些炼钢企业，也在开发渣山中回收了大量废钢； ●作为冶金原料：利用钢渣中含有很高的CaO、铁分以及一定比
例的MgO、MnO等能够有效降低熔剂、矿石的消耗及能耗的组分，将钢
钢渣微粉的性能研究
●水淬钢渣粉与矿渣粉组成的复合粉的活性
抗压强度 7d MPa 31.4 32.3 34.0 36.2 35.9 活性% 67.24 69.10 72.89 77.46 76.81 MPa 57.7 56.1 56.1 59.7 62.6 28d 活性% 95.91 93.24 93.16% 99.08% 104.01 安 定 性 合格 合格 合格 合格 合格
天津水泥工业设计研究院有限公司
钢渣的基本情况
我国部分钢铁厂转炉钢渣的化学成分%
产地
首都钢铁公司 本溪钢铁公司 唐山钢铁公司
SiO2
14.86 15.99 15.38
Fe2O3 Al2O3
10.37 12.29 12.73 3.88 3.00 2.54
CaO
44.00 40.50 40.30
MgO
10.04 9.22 9.05
TFe
Fe2O3 FeO
SiO2 Ai2O3 CaO
MgO MnO P2O5 碱度 硬度 容重
5.20 0.78 2.4 9~10 1.6
30.15 4.16
8．50 15.91 3.98
40.14 2.85
天津水泥工业设计研究院有限公司
钢渣的基本情况
钢渣的易磨性
●杭钢钢渣粉磨功指数Wi= 23.1 kW· h/t ●首钢钢渣的粉磨功指数 Wi =19.4 kW· h/t ●矿渣的平均粉磨功指数21.3kW· h/t ●熟料的平均粉磨功指数15.9kW· h/t ●石灰石的平均粉磨功指数11.0kW· h/t
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钢渣微粉的性能研究
钢渣微粉标准（新）
——用于水泥和混凝土中的钢渣粉中钢渣粉的技术要求
级 项 目 一级 ≥400 ≥2.8 ≤1.0 ≤3.0 比表面积，m2/kg 密度，g/cm3 含水量，% f-CaO含量(质量分数)，% 别 二级
SO3含量(质量分数)，%
碱度系数 活性指数， % 7d 28d 沸煮法 压蒸法 ≥65 ≥80
唐山嘉恒实业有限公司的钢渣/矿渣试样
试样种类
密度,g/cm3
水分,%
粉磨功指数,kWh/t
磨蚀性指数,g 0.4762（砂岩类0.4020 水 泥熟料0.1389）
水淬钢渣
大块钢渣 矿渣
3.48
3.64 2.89
0.77
0.12 1.14
23.6(P = 80μm)
29.3(P = 80μm) 23.5(P = 80μm) 天津（大无缝）钢管厂钢渣试样
P2 O 5 0« ¡ 1 ª ¡ ¡ ª ª ¡ ¡ ª 1.21 4.2 4.85
S é ´ ¹ Å <0.4 2.1« ¡ 3.5 0.04 1.18 0.10 3.6 ª ¡ ¡ ª 0.88 ª ¡ ¡ ª 2.32 0.10 3.12
不同钢厂的钢渣化学成份，%
SiO2 杭钢 21.50 首钢 15.28 柳钢 14.86
479
508 607 508 422 443 491 518 600
B5
B4' R1 R2 R3 R4 R5
315
315 315 315 315 315 315
135
135 135 135 135 135 135
190+185
210+205 185+180 195+195 190+195 190+185 215+210
≤0.8
≤0.3 ≤2.0 ≥2.0 ≥75
≤0.8
≤0.3 ≤2.0 ≥2.0 ≥80
≤0.8
≤0.3 ≤2.0 ≥2.0 ≥85
28天
≥80
≥100
≥85
≥100
≥90
≥100
如果MgO含量大于13％，则应在525硅酸盐水泥中掺加30％后，经压蒸法检验合格
钢渣的碱度M＝
CaO SiO 2 P2 O 5
Al2O3 7.46 5.31 4.10
Fe2O3 3.94 5.79
CaO MgO TiO2 55.57 5.45 52.30 8.50 0.00
R2O 0.6 0.06
P2O5 0.92 1.30
SO3 0.10 0.42
Cl
MnO 1.12 1.90
2.17 0.011 0.420
18.55 43.15 12.39 1.06
渣制成球后返回炼钢炉作为熔剂使用； ●在基建中的使用：利用钢渣的容重大、呈块状、表面粗糙、不 滑移、强度高、耐磨、耐蚀、与沥青粘结牢固等特点，在交通道路方 面、海港码头、工厂住宅区等建设中，使用了大量钢渣用作筑路的基 材或回填料等； ●在农业方面的应用：钢渣富含钙、镁、磷、硅和少量锰、锌和
铜等，具有多种农作物的营养元素，在钢渣的综合利用中，农业上的
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钢渣的基本情况
钢渣的含铁情况
●钢渣中含有5~15%的金属铁和14~30%的含铁磁性物质； ●早期治渣的目的：提取废钢10%，90%尾渣废弃；
●济钢集团用2-Φ2.2¬7.0球磨机，2006年年处理含铁量30 ％钢渣l0万吨，可产出产TFe>95％的粒钢0．75万吨， TFe>65％的铁精粉1．75万吨；比表面积>420mVkg的钢 渣微粉7．5万吨。
26.60
4.5
4.6 4.7 4.6
62.56
64.06 65.44 62.90 64.52 61.52 71.20
6.9
76.43
24.9
22.4
52.70
47.33 55.11 51.99 51.48 51.50 56.02
48.5
80.49
合格
7.7 7.6 7.0 7.4 7.1
84.71 83.98 77.16 81.77 78.08
FeO
12.30 7.34 14.06
MnO P2O5 f-CaO
1.11 1.34 1.88 1.31 0.56 1.10 1.80 2.80 1.84
碱度
2.72 2.45 2.45
太原钢铁公司
鞍山钢铁公司 马鞍山钢铁公司 南京钢厂
14.22
15.43 11.48 17.19
8.79
10.71 6.47 7.43
韶钢
18.38
7.46
3.04
40.77
3.14
15.49
5.38
1.27
8.57
2.07
主要矿物：有硅酸二钙C2S、硅酸三钙C3S；RO 相、蔷薇辉石C3RS2、橄榄石CRS、 铁酸二钙C2F、铁酸钙CF、游离氧化钙(f-CaO)、游离氧化镁(f-MgO)，有的钢渣中还会出 现黄长石C2AS、尖晶石等。
26.1 24.6 24.4 24.4 26.5
50.3 49.6 46.9 48.6 51.3
83.51 82.45 77.98 80.71 85.26
合格 合格 合格 合格 合格
26.96
4.7 4.5 5.2
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复合粉 比表面积 m2/kg MPa 410 441 5.9 6.0 6.0 6.9 402 6.4 抗折强度 7d 活性% 79.82 81.86 81.86 93.88 87.53 MPa 8.4 8.2 8.1 9.3 8.9 28d