高炉水渣的应用

第一节基础知识

一、胶凝材料的定义与分类

胶凝材料一般分为无机和有机两大类。本书讨论的胶凝材料是指这样一类无机粉末材料，当其与水或水溶液拌和后所形成的浆体，经过一系列物理、化学作用后，能够逐渐硬化并形成具有强度的人造石。

无机胶凝材料一般可分为水硬性胶凝材料和气硬性胶凝材料两大类。气硬性胶凝材料只能在空气中硬化、而不能在水中硬化，如石灰、石膏、镁质胶凝材料等。水硬性胶凝材料既能在空气中硬化，又能在水

中硬化，这类胶凝材料常统称为水泥。

二、水泥的品种与标号

2.1水泥的品种

根据混合材的掺量和种类水泥可分为如下几种

2.1.1硅酸盐水泥

凡由硅酸盐水泥熟料、0—5％石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥（即国外通称的波特兰水泥）。硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅰ。在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥重量5％石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅱ。

2.1.2普通硅酸盐水泥

凡由硅酸盐水泥熟料、６％￣15％混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥），代号P·0。

掺活性混合材料时，最大掺量不得超过15％，其中允许用不超过水泥重量５％的窑灰或不超过水泥重量10％的非活性混合材料来代替。

掺非活性混合材料时最大掺量不得超过水泥重量10％。

2.1.3矿渣硅酸盐水泥

凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥（简称故渣水泥），代号P·S。水泥中粒化高炉矿渣掺加量按重量百分比计为20％￣70％。允许用石灰石、窑灰、

粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种材料代替矿渣，代替数量不得超过过水泥重量的8％，替代后水泥中粒化高炉矿渣不得少于20％。

2.1.4火山灰质硅酸盐水泥

凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥），代号P·P。水泥中火山灰质混合材料掺加量按重量百分比计为20％—50％。

2.1.5粉煤灰硅酸盐水泥

凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥），代号P·F。水泥中粉煤灰掺加量按重量百分比计为20％—40％。

2.1.6复合硅酸盐水泥

凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥（简称复合水泥）。水泥中混合材料总掺加量按质量百分比应大于15％，不超过50％。

水泥中允许用不超过8％的窑灰代替部分混合材料；掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣硅酸盐水泥重复。

2.2水泥的强度等级

根据水泥胶砂28天强度值，水泥强度可分为如下等级，即28天强度不低于32.5的我们称为32.5水泥，不低于42.5的称为42.5水泥，依次类推，强度等级中的R表示快硬水泥，通常快硬水泥的3天强度比普通水泥高一个等级。

各种水泥的强度等级如下：

硅酸盐水泥42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R 普通硅酸盐水泥32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R 矿渣硅酸盐水泥32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R 火山灰质硅酸盐水泥32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R 粉煤灰硅酸盐水泥32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R 复合硅酸盐水泥32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R 各种等级水泥的强度如表一

表一：水泥的品种和强度等级

三、混凝土基本知识

（一）概述

由胶凝材料（有机的、无机的、有机无机复合的）、颗粒状集料以及必要时加入化学外加剂和矿物掺和料等组分的混合料，经硬化后形成具有堆聚结构的复合材料称为混凝土。目前应用最广的仍然是由无机胶凝材料制成的混凝土。这类混凝土的组织结构类似与某些天然岩石，故

又称混凝土人造石。

日常最常见的混凝土为：水泥混凝土和沥青混凝土。

（二）普通混凝土组成材料

1、水泥：水你是混凝土的胶结材料。

2、集料：

集料是混凝土的重要组成材料，他占混凝土总组成的3/4以上。集料在混凝土中既有技术上的作用，又有技术上的意义，在技术上，集料的存在使混凝土比单纯水泥浆具有更高的体积稳定性和耐久性；经济上，它比水泥便宜的多，作为水泥浆体的廉价的填充材料，大大降低了混凝土成本。

通常情况下，集料分为细集料和粗集料，细集料的粒径为0.15～

5mm，常见的就是黄沙。粗集料的粒径为5～20mm，常见的就是碎石。

3、磨细矿物掺和料

有时为了节约高标号的水泥和保证混凝土具有必要的工作性，在混凝土中掺入一定量的磨细矿物掺和料。这些矿物掺和料可在粉磨水泥时加入，也可在配制混凝土时加入，可作掺和料的材料有如下几种：（1）具有弱自硬性的材料，如钢渣和某些炉渣。

（2）具有活性水硬性材料，这些材料不能自行硬化，但能够与水泥水化析出的氢氧化钙或者与加入的石灰相互作用而具有较高的强度。如水淬粒化高炉矿渣、粉煤灰、硅灰等

（3）微活性掺和料（填充料），如磨细沙、粘土等

作为活性掺和料的矿物掺和料，其活性指标不得低于有关规定，细度不大于水泥的细度。对混凝土活性有害的杂质含量不得高于有关规定。并且，掺和料的加入最好不要提高需水量。

4、混凝土拌和水

混凝土拌和水可以是自来水也可以是天然水，用天然水时，水中的盐含量不可过量，特别是硫酸盐和氯化物，同时PH值不可小于4。

5、混凝土外加剂

混凝土外加剂是现代混凝土不可缺少的组分之一，是混凝土改性的的一种重要方法和技术。掺少量的外加剂可以改善新拌混凝土的工作性能，提高硬化混凝土的物理力学性能和耐久性。同时，外加剂的研究和应用促进了混凝土的混凝土的生产和施工工艺，以及新型混凝土的品的发展，90年代初出出现的高性能混凝土就是新型复合超塑化剂与混凝土材料科学结合的成功范例。

常用的外加剂包括减水剂、早强剂、缓凝剂、引气剂、膨胀剂、着色剂、泵送剂等