钢铁渣粉的胶凝性评价与安定性分析
微生物提升钢渣胶凝材料安定性和强度的作用及机理
第39卷第8期硅酸盐通报Vol.39No.8 2020年#月BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY August,2°2°微生物提升钢渣胶凝材料安定性和强度的作用及机理钱春香2,张霄，伊海赫I，2(1.东南大学材料科学与工程学院，南京211189#2.东南大学绿色建材研究中心，南京211189)摘要：目前钢渣排放量、库存量大,但利用率不高，关键是安定性未能解决。
本文研究提出了通过微生物矿化技术提升安定性和强度，研究了不同掺量微生物对钢渣中主要矿物相碳化反应速率的影响，测试了微生物掺量和钢渣粉比表面积对试件压蒸线性膨胀率和强度的影响，通过MIP和SEM分析试件孔隙率和微观形貌，并对微生物改性钢渣胶凝材料机理进行分析。
结果表明，微生物能提高钢渣中游离氧化物和硅酸盐矿物相碳化反应速率,提高矿化产物的强度。
要使试样压蒸线性膨胀率降低至0.5%。
以下,采用微生物添加剂后，试验所用钢渣粉比表面积可由565m2/kg降低至360m2/kg&钢渣中掺入微生物可促进碳化过程中矿物相离子溶出和碳酸盐矿物生成，降低试件孔隙率，密实基体结构，从而提高钢渣胶凝材料试件的强度。
微生物-钢渣胶凝材料制品强度可达40MPa以上，其物性能，.程应用中积定性，，利，应用前广阔。
关键词:钢渣；胶凝材料；安定性；强度；微生物矿化；铺装工程中图分类号:TU521.4文献标识码:A文章编号：1001-1625(2020)08-2363G9 Effect and Mechanism of Microorganism to Improve the Stability andStrength of Steei Slag Cemeehtious MateriaiQIAN Chunxiang1,ZHANG Xiao1，1,YI Haihe1，2(1.School of Materials Science and Engineering,Southeast University,Nanjing211189,China；2.Research Center of Green Building and Construction Materials,Southeast University,Nanjing211189,China)Abstract:At present,the discharge and inventors of steel slag are large,however the utilization rate is poos because the problem of stabilite has not been solved this papec,it was proposed te improve the stabilite and strength of steei slag through microbiai mineralization technology.The effects of microoreanism content on the carbonation reaction rate of main minerai phase in steel slaa were studied.The effect of microorganism content and specific surface area of steel slaa powdee on the lineae expansion rate and strength of autoclaved steel slaa samples was tested.The porosim and microstructure of steel slaa samples were analyzed by MIE and SEM,and thc mechanism of cementitious material modified by microorganism was analyzed.The results show that microoreanism improves the carbonation reaction rate of free oxide and silicate mineral phase in steel slaa,and increases the strength of mineralized products.To reducc the autoclave lineae expansion rate of samples i less than0.5%,the specific surface area of steel slaa powder is reduced from565m2/kg th 360m2/kg with microorganism additive.The incorporation of microorganism into the steel slaa promotes the ions dissolution oimineeaapha=eand eheioemaeion oicaebonaeemineeaa,eeduce=ehepoeo=ieyoieheee=epieceand compace ehemaeeii structure,se as i irnprove the strength of the steel slaa cementitious materiai samples.The strength of microoraanism-steei saagcemeneieiousmaeeeiaapeoduceseeachesmoeeehan40MPa,and oeheephysicaapeopeeeiesmeeeeheChineseseandaeds.En eheaceuaaappaicaeion oLeoad paeemeneengineeeing,eheeoaumeseabiaieyisgood.And eheeeisnoeaoeescence phenomenon,ehepeoieadeaneageissigniicane,and eheappaicaeion peospeceisbeoad.Key wordt:steel slaa；cementitious materiai；stability；strength；microbiai mineralization；pavement engineering基金项目：江苏省科技厅重大研发计划(BE2015678)；江苏省交通运输厅成果转化项目(2016T14)作者简介:钱春香(1966—)，女,教授&主要从事固体废弃物资源化及微生物技术研究&E-mail:cxqian@2364综合论文硅酸盐通报第39卷0引言中国作为全球第一钢铁生产大国,2019年粗钢产量达9.96亿吨，占全世界总产量的53%〔钢渣作为炼钢过程的副产品,每生产1吨钢铁,就有15%〜20%的钢渣产生。
典型钢渣的易磨性和胶凝活性分析
４ ３ ０ ０ ８ １ ）
＇ ｌ ｌ ａ ｅ曲 ｄ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｅ ｅ ｍ ｅ ｎ ｉ ｆ ｔ ｉ ｏ ｕ ｓ ｃｔ ａ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ８ ｌ ａ ｇ ａ ｎ ｄ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ她 ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ２ ５ ｓ ｔ 方法》 （ Ｙ Ｂ ／ Ｔ ４ ｌ ８ ６ ＿ － ２ ０ ０ ９ ） 对 钢渣易磨性进行分析 ， 将钢渣磁选 并磨至
出ｇ ｐ ｏ ｗｄ ｅ ｒ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｏｎ ｃ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ’ ，ｗ ｈ ｉ ｌ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ ｓ ｌ ａ ｇ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｐ ｏ ｏ ｒ ｅ ｅ ｍｅ ｎ ｉ ｆ ｔ ｉ ｏ ｕ ｓ ａ ｃ ｉ ｔ ｖ ｉ ｔ ｙ ｂ ｅ ｃ ａ ｍｅ ０ ｆｉ ｔ ｓ ｌ ｏ ｗ ｅ ｒ ａ ｌ ｋ ａ ｌ ｉ ｎ ｉ ｔ ｙ．
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２ ｏ ｌ ５年第 ４ １ 卷第 ３ 期
工业安全与环 保
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钢渣粉的胶凝性能及活化研究进展
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关键词 ： 钢 渣 ；胶 凝 性 能 ；机 械 活 化 ； 化 学 活化 ；水 化机 理
中 中 图分类号： Ｔ Ｂ ３ ３ ２
文章编号： １ ０ ０ ８ — ５ ５ ４ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ — ０ ０ ８ ０ — ０ ５ 国
粉 Ｐｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｃｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｔ ｉ ｏ ｕ ｓ 体 Ｐｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ Ａｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ
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绍 目前 钢渣 的 活化 方 法及 活化 研 究进展 ．指 明钢 渣 活化 应 向复 合 激发 方
高， 而且还 会 对环境造 成严 重污 染 。寻 找一种 低 成本 、 低 能耗 、低 污染 的环保 型胶 凝 材料 已越来 越 受关 注 。 我 国 目前正 处 于高 速发 展 之 中 ， 需 要 消耗 大量 的钢铁
钢铁渣粉海工混凝土性能探讨
钢铁渣粉海工混凝土性能探讨1试验(1)水泥为北京琉璃河水泥厂生产的一般硅酸盐水泥，强度等级为42．5;钢渣是江西新余热闷稳定化处理后的钢渣;粒化高炉渣是江西新余钢厂的粒化高炉渣;减水剂为萘系;骨料为碎石。
钢铁渣粉质量比为：钢渣粉：矿渣粉=3∶7。
水泥、钢渣和粒化高炉渣的化学成分见表1。
(2)水泥、钢渣和粒化高炉渣的活性指数。
水泥、钢渣和粒化高炉渣的活性指数见表2。
(3)混凝土。
试验用混凝土强度等级为C40、C50、C60。
所有耐久性实验均按照《水运工程混凝土试验规程》JTJ270实行。
3试验结果与分析3．1钢铁渣粉混凝土龄期抗压强度试验配置了C40一般水泥混凝土和C40、C50、C60钢铁渣粉混凝土，其龄期抗压强度见表3。
从试验结果可知钢铁渣粉取代30%的水泥可配制强度等级为C40～C60的混凝土。
C40混凝土除3天强度比一般水泥混凝土略低外，其他龄期强度均比一般水泥混凝土略高。
因为钢渣粉和粒化高炉矿渣粉比表面积比水泥大，改善了胶凝材料的颗粒组成，增大了混凝土密实度，提升了强度。
另外钢铁渣粉细度大，使胶凝材料水化产物增多，对提升强度有利。
3．2钢铁渣粉混凝土抗氯离子渗透性能混凝土中钢筋腐蚀是一种电化学腐蚀。
硅酸盐水泥水化时生成氢氧化钙，使钢筋周围混凝土孔隙中的水分变成饱和的氢氧化钙电解液，钢筋与电解液发生电化学作用。
钢筋一般含有杂质，表面有缺陷，这样就构成本身电化学的不均匀性。
因为钢筋和杂质的电位不同，形成了很多通往金属本身短路的微小原电池。
杂质和缺陷的电位往往比钢要高，构成了微电池的阴极区，钢为阳极区。
它们之间的电位差就形成了微电池的电动势，这时如果钢筋周围有氧和水，就会有电流产生，也就有腐蚀产生。
本文采纳混凝土试件的电通量为指标来确定混凝土抗氯离子渗透性能。
试验测定一般C40混凝土和取代30%水泥的钢铁渣粉混凝土的电通量试验结果见表4。
从试验可知钢铁渣粉混凝土电通量均比一般水泥混凝土低，具有良好的抗氯离子渗透作用，有利于保护混凝土中钢筋不被腐蚀。
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。
钢渣粉的胶凝性及其对水泥力学性能的影响
钢渣粉的胶凝性及其对水泥力学性能的影响赵计辉;张大旺;赵世娇;王栋民【摘要】钢渣粉作为辅助胶凝材料用于水泥混凝土领域中的潜力很大,研究了钢渣粉自身的胶凝性及其粒径大小、掺入量对钢渣-水泥复合胶凝材料力学性能的影响.结果表明:钢渣粉的浆体强度和水化程度随其粒径减小而显著提高(28 d抗压强度4.0提高到21.5 MPa,Ca(OH)2含量从3.49％提高到5.48％,非蒸发水含量从4.8％提高到10.71％).含30wt％钢渣粉的复合水泥3d净浆和胶砂强度均表现出随微粉粒径的减小先增大,后降低(SC-40为拐点),而7d、28 d强度随微粉粒径的减小而不断增大.钢渣粉的掺量对水泥浆体强度和水化程度的影响显著,水泥各龄期强度和水化程度均随钢渣粉掺量的增加而逐渐降低,且各龄期强度与钢渣粉含量均符合多项式函数关系.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2015(015)017【总页数】6页(P222-226,241)【关键词】钢渣粉;胶凝性;水泥;强度;水化程度【作者】赵计辉;张大旺;赵世娇;王栋民【作者单位】中国矿业大学(北京),北京100083;中国矿业大学(北京),北京100083;中国矿业大学(北京),北京100083;中国矿业大学(北京),北京100083【正文语种】中文【中图分类】TU502.6钢渣是一种冶炼工业废渣，其化学成分和矿物组成与硅酸盐水泥熟料相似，具有水化活性，因而将其利用在水泥混凝土领域中的潜力很大［1，2］。
而且，近些年随着钢厂的冶炼技术及钢渣预处理工艺的改进(如近年来开发出热蒸汽闷渣使之破碎粉化的方法)，出厂的钢渣品质也在逐步提高，钢渣中的金属铁及对安定性影响大的CaO、MgO数量都得到了一定控制，这也为钢渣的后续加工并制备成高性能水泥混凝土材料提供了质量保证［3，4］。
然而，与水泥相比，钢渣的活性低、水化速率慢、强度发展慢，因而与粉煤灰、矿渣等一样将其作为辅助胶凝材料使用［5，6］。
粉煤灰、钢渣粉安定性
粉煤灰安定性原始记录ZKH/JL/111-01
样品编号
样品名称
规格型号
检验方法
检验日期
检验人员
环境条件
校核人员
使用设备
ZKH015水泥净浆搅拌机ZKH019维卡仪
ZKH024雷氏夹测定仪ZKH023雷氏沸煮箱
标准稠度用水量检验调整水量法
试样质量,g,M
用水量，ml,W
沉入深度，mm,S
标准稠度用水量，%
平均值，%
安
定
性
检验试饼来自法：□
结果判别：目测试饼未发现裂缝，用钢直尺检查也没有弯曲（使钢直尺和试饼底部紧靠以两者间不透光为不弯曲）的试饼为安定性合格，反之为不合格，当两个试饼判别结果有矛盾时，该水泥的安定性为不合格。
单项判定
雷
氏
夹
法
：
□
两针尖距d1,mm
挂300g质量针尖距d2,mm
去掉砝码针尖距d3,mm,d1=d3
ΔD=d2-d1mm
平均值，mm
养护后两针尖距A,mm
煮沸后两针尖距C,mm
膨胀值（C-A），mm
平均值，mm
标准值，mm
单项判定
≤5.0
备注：
钢铁渣粉作业指导书
钢铁渣粉测定作业指导书1、密度：按GB/T 208的规定进行,按GB/T28293标准评定。
2、比表面积：按GB/T 8074的规定进行，按GB/T28293标准评定。
3、安定性：按GB/T 1346的规定进行，其中试验样品为钢渣粉和对比水泥按质量1:1混合制成，按GB/T28293标准评定。
4、含水率按GB/T28293标准附录A进行，按GB/T28293标准评定：试验仪器：烘箱：可控温度不低于110℃，最小分度值不大于2℃。
天平：量程不小于50g，最小分度值不大于0.01g。
试验步骤：⑴称取钢铁渣粉试样约50g，准确至0.01g，倒入蒸发皿中。
⑵将烘箱温度调整并控制在105℃～110℃。
⑶将钢铁渣粉试样放入烘箱内烘干，取出后放在干燥皿中冷却至室温后称量，准确至0.01g，重复上述操作直到相邻两次测定值之差小于或等于试样原始质量的0.1%为恒重。
结果计算：按下式计算含水率，计算结果保留0.1%，数值修约按GB/T 8170的规定进行；（m1- m0）×100%ω= ────────────m1式中：ω──为钢铁渣粉含水量（质量分数）；m1──为烘干前试样的质量，单位为克（g）;m0──为烘干后试样的质量，单位为克（g）。
5、活性指数及流动度比按GB/T28293标准附录B进行（按GB/T28293标准评定）：样品：⑴对比水泥；符合GB175规定的强度等级为42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，且7d抗压强度（35～45）MPa，28d抗压强度（50～60）MPa，比表面积（300～400）m2/kg,三氧化二硫含量（质量分数）（2.3～2.8）%，碱含量（Na2O+ 0.658K2O）（质量分数）（0.5～0.9）%。
⑵试验样品：由对比水泥和钢铁渣粉质量比1:1组成。
试验方法及计算：⑴胶砂配比：按下表⑵搅拌程序：按GB/T 176的规定进行。
⑶活性指数试验及计算：分别测定对比胶砂和试验胶砂的7d和28d抗压强度。
钢渣中游离氧化钙、游离氧化镁的测定及其安定性研究
钢渣中游离氧化钙、游离氧化镁的测定及其安定性研究钢渣中游离氧化钙、游离氧化镁的测定及其安定性研究钢铁工业是我国的主要支柱经济产业,我国2009年钢产量接近5亿吨,居世界第一。
钢渣是钢铁企业的主要固体废物,经过高温冶炼后淬冷而形成,每年有数千万吨的钢渣产生。
钢渣中含有硅酸二钙、硅酸三钙以及少量游离氧化钙、游离氧化镁等,因此,具有一定的胶凝性能,但钢渣中的少量游离氧化钙、游离氧化镁水化缓慢,应用在建筑材料中时会由于后期水化,使建筑开裂,影响建筑的安定性,所以钢渣在应用前要解决安定性问题。
泽辉化工为了研究钢渣的安定性问题,首先对钢渣中游离氧化钙、游离氧化镁含量的测定方法进行了研究,然后结合钢渣中游离氧化钙、游离氧化镁含量和胶砂实验对钢渣的安定性进行了研究。
用乙二醇-TG 法测定钢渣中游离氧化钙含量。
先分别用乙二醇对纯氧化钙、纯氧化镁、纯氢氧化钙以及钢渣进行滴定,再用TG-DTA法分别对比表面积为400m2／kg和500m2／kg不同水化龄期的钢渣和具有不同掺量氢氧化钙的钢渣进行分析。
结果表明：乙二醇可以准确测定钢渣中的游离总钙含量(游离氧化钙和氢氧化钙含量),TG-DTA法可以准确测定钢渣中的氢氧化钙含量,两者之差为游离氧化钙的含量。
因此,乙二醇结合TG 法可以测定钢渣中真实的游离氧化钙的含量,准确率在95%以上。
将该方法用于测定新余钢铁厂热泼钢渣和热闷钢渣,得到游离氧化钙含量分别为3.10%和6.61%。
用乙二醇-碘乙醇法测定钢渣中游离氧化镁的含量。
泽辉中研究了催化剂碘乙醇的最佳用量和K-B混合指示剂的最合适配比。
结果表明：催化剂碘-乙醇的添加量在I2:MgO的质量比为7.5：1,指示剂中酸性铬蓝K和萘酚绿B的比值为1：1.4时,用乙二醇-碘乙醇法测定游离氧化镁,滴定终点变色明显,滴定结果准确。
在钢渣中加入纯氢氧化镁测定的平均回收率为96.53%。
表明乙二醇-碘乙醇法可以较准确地测定出钢渣中游离氧化镁的含量。
钢渣的化学成分及其水化特征
钢渣的化学成分及其水化特征钢渣的化学组成与水泥熟料相似，是一种具有潜在活性的胶凝材料，但含有大量不稳定的游离CaO、FeO和MgO，存在严重的安定性问题。
钢渣的胶凝活性来源于其含有的硅酸盐、铝酸盐及铁铝酸盐等矿物。
当钢渣碱度大于1.8时，便含有60％-80％的C2S和C3S；随着碱度的增大，C3S含量增多；当碱度达到2．5时，钢渣的主要矿物为C3S 。
钢渣的密度为 3.12g/cm3。
钢渣的堆积密度为1643 kg/cm3。
钢渣的颜色为深灰色。
钢渣的碱度= CaO/(SiO2+P2O5) =35.33/(22.44 + 0.34)=1.55,属于低碱度钢渣。
(3)钢渣的矿物组成钢渣中氧化钙主要生成硅酸二钙（C2S）、硅酸三钙(C3S)、蔷薇辉石(C3MS2)及橄榄石(CRS)等矿物。
钢渣中含有与硅酸盐水泥熟料相似的硅酸二钙(C2S)和硅酸三钙(C3S)，其两者含量在50％以上。
不同点在于钢渣的生成温度为1560℃以上，而硅酸盐水泥熟料的生成温度在1460℃左右。
钢渣的生成温度高，其结晶致密、晶粒较大，水化速度缓慢。
因此称钢渣为过烧硅酸盐水泥熟料。
钢渣不论急冷或慢冷均具有水硬胶凝性能。
（4）钢渣的水化反应机理和机械激发活性原理钢渣的水化反应是由于钢渣中硅酸二钙和硅酸三钙直接和水进行水化反应，生成水化硅酸钙。
钢渣的机械激发原理是用机械方法提高钢渣的细度，使其平均粒径为10—30 。
粉磨过程不仅仅是颗粒减小过程，同时伴随着晶体结构及表面物理化学性质的变化。
由于物料比表面积增大，粉磨能量中的一部分转为新生颗粒的内能和表面能。
晶体的键能也将发生变化，晶格能迅速减小，在损失晶格能的位置产生晶格错位、缺陷、重结晶。
在表面形成易溶于水的非晶态结构。
晶格结构的变化主要反应为晶格尺寸减小，晶格应变增大，结构发生畸变。
晶格尺寸减小，保证钢渣中矿物与水接触面积的增大；晶格应变增大提高了矿物与水的作用力；结构发生畸变，结晶度下降使矿物晶体的结合键减小，水分子容易进入矿物内部，加速水化反应。
钢渣粉胶凝性能活化研究进展
钢渣粉胶凝性能活化研究进展摘要：钢渣作为一种固体废弃物品具有潜在的胶凝性质，钢渣中富含硅酸二钙、硅酸三钙等矿物是钢渣具有潜在胶凝活性的主要原因。
因此可以通过多种手段激发其潜在活性，本文综述了钢渣物理活化、化学活化和热力活化等主要方法的研究现状。
并归纳总结钢渣胶凝活性的评价方法，指明钢渣活化应向复合激发方向发展。
1.引言钢渣是炼钢过程中产生的废渣，排出量约为粗钢产量的15%～20%，钢渣的化学组成及矿物组成与硅酸盐水泥熟料较接近，从理论上分析，钢渣在水泥混凝土中的应用潜力很大。
虽然我国目前大力提倡钢渣的综合利用，但钢渣利用率仍然很低，且所利用的钢渣仍主要集中于传统的筑路、工程回填等方面。
当前我国钢渣综合利用率不足 60%，而法国、日本等国家钢渣的利用率高达100%，存在着较大的差距。
这些固体废弃物的长期堆积，不仅占用大量土地，还给环境造成严重污染。
因此，将钢渣的潜在活性激发出来，提高钢渣的有效利用率将成为胶凝材料发展的一个重要方向，是我国实现可持续发展的一个重要课题。
本文对钢渣胶凝活性激发技术进行了综述。
1.钢渣的物理化学性质钢渣与硅酸盐水泥熟料相比，二者的主要矿物组成均以硅酸二钙（C2S）、硅酸三钙（C3S）为主，所不同的是钢渣中除了含有硅酸钙，还含有铁酸钙、铁铝酸钙以及 RO 相等。
钢渣的活性主要来源于其中的硅酸盐矿物，其中 C2S、C3S 的贡献最大，钢渣中的 RO 相则为惰性组分，基本没有活性。
由于钢渣中 Fe2O3和FeO的含量较大，而 CaO 和 SiO2的含量较小，因此钢渣中硅酸钙的含量要明显小于水泥熟料中的。
此外，钢渣中的矿物在形成过程中经历了高温和急冷过程，结晶完好、晶粒粗大，溶入较多的FeO、MgO等杂质，在急冷过程中形成了大量的玻璃体，导致这些矿物的水化速度缓慢。
因此，钢渣应用于水泥、混凝土领域时，必须采用适当的活化方式激发其活性。
2.钢渣的活性激发钢渣活性低、水化慢的特性限制其资源化利用途径的拓展。
钢渣安定性与活性激发的研究进展_张同生
第26卷第5期 硅 酸 盐 通 报 Vol .26 No .5 2007年10月 BULLETI N OF THE CH I N ESE CERAM I C S OC I ETY Oct ober,2007 钢渣安定性与活性激发的研究进展张同生,刘福田,王建伟,李义凯,周宗辉,程 新(济南大学材料科学与工程学院,济南 250022)摘要:钢渣是炼钢过程中产生的废渣,高碱度钢渣中含有较多的C 3S 和C 2S,因而具有一定的胶凝活性,可用于生产钢渣水泥。
但高碱度钢渣中游离氧化钙含量较高,使钢渣水泥的安定性不良。
必须对钢渣进行适当的处理,解决其安定性问题,并通过机械或化学的方法激发其活性。
本文对钢渣膨胀的诱因与抑制措施、活性激发等问题进行了详细的探讨。
关键词:钢渣;钢渣水泥;安定性;活性激发中图分类号:T Q172 文献标识码:A 文章编号:100121625(2007)0520980205Recen t D evelopm en t of Steel Sl ag St ab ility and Acti va ti n g Acti v ityZHAN G Tong 2sheng,L I U Fu 2tian,WAN G J ian 2w ei,L I Yi 2kai,ZHOU Z ong 2hui,CHEN G X in(School ofMaterials Science and Engineering,University of J inan,J inan 250022,China ) Abstract:Steel slag is a kind of industrial waste slag p r oduced during the p r ocess of melting steel .Steel slag with higher basicity has potential hydraulic reactivity,because of its content of C 3S and C 2S .Theref ore,it can be used in steel slag ce ment .However,the content of f 2Ca O in steel slag increases with increase of its basicity resulting in poor volume stability .Consequently,steel slag needs t o be p retreated t o i m p r ove its volu me stability and its activity should be activated by mechanical or che m ical methods .The induce ment and restraint of volum inal expansi on when steel slag was used in ce menting area as well as the motivati on of steel slag activity were discussed in detail .Key words:steel slag;slag ce ment;stability;activating activity 基金项目:本课题由国家“十一五”科技支撑计划项目“高性能水泥绿色制造工艺技术与装备”资助 作者简介:张同生(19832),男,硕士研究生.研究方向为水泥材料与固体废气物资源化利用. 通讯作者:刘福田,E 2mail:m se_liuft@ujn .edu .cn1 引 言钢渣是炼钢过程中产生的废渣,其产量约为粗钢产量的12%～20%。
钢渣作为混凝土骨料为何会导致建筑大面积爆裂？将钢渣用作混凝土骨料要非常慎重！到底能不能用？!
钢渣作为混凝土骨料为何会导致建筑大面积爆裂？将钢渣用作混凝土骨料要非常慎重！到底能不能用？!近年来，我国钢铁工业快速发展，钢渣产量大幅增加。
从国家统计局数据来看，2020年我国粗钢产量达到10.65亿吨，位列全球第一；炼钢过程中产生的钢渣约为1.20亿吨，累计堆存量超10亿吨。
大量钢渣堆存，不仅占用土地资源，还给生态环境带来了较大安全隐患。
当前，合理利用钢铁固废是我国开展资源综合利用的关键之一，而加快钢渣利用是全社会的共识。
不可否认的是，在钢渣综合利用方面，我国目前仍存在利用率普遍偏低、利用途径单一等问题，如何进一步实现钢渣有效利用是值得人们深思的问题。
近日，由中国工业合作协会资源综合利用分会、工业固废网联合主办的“2021年钢铁冶金固废综合处理利用技术交流会”在江苏省苏州市召开。
会上，多名专家学者及企业代表围绕固废产业发展状况，钢铁固废资源化利用焦点、难点进行了深入研讨，为钢铁固废处置产业的绿色低碳发展指明了方向。
其实，钢渣是炼钢过程中排放的工业废渣。
当前，我国是产钢第一大国，但对于钢渣的回收利用一直处于较低水平，综合利用率仅在10%左右，相较于美德98%的有效利用率，仍有较大的追赶空间。
2020年9月，《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》正式施行。
其中规定：固体废物污染环境防治坚持减量化、资源化和无害化的原则。
任何单位和个人都应当采取措施，减少固体废物的产生量，促进固体废物的综合利用，降低固体废物的危害性。
在绿色发展的趋势下，钢渣在某种程度上是一种放错地方的资源。
将钢渣用作掺和料或骨料应用在混凝土中，既能减少工业废渣对土地的占用和环境的污染，降低混凝土的材料成本，又符合固废危废减量化、资源化、无害化的政策引领。
加之，近几年基础设施和城市化建设，对混凝土的需求日益增多，经过多年大规模开采，天然砂石资源逐渐减少。
“砂石热”正在逐步走向高潮。
由于有着和天然砂石类似的强度，并存在一定的水硬胶凝性，且使用成本较低，钢渣成为施工方青睐之选，频频应用于建筑工程中。
安钢钢渣辅助胶凝性的优化研究的开题报告
安钢钢渣辅助胶凝性的优化研究的开题报告题目：安钢钢渣辅助胶凝性的优化研究一、题目背景及意义在钢铁生产过程中，钢渣属于工业废渣，其处理和利用一直是研究领域。
钢渣可以用于土壤改良、路面修建等方面，但是这些利用方式并没有充分发挥钢渣的价值，其潜在价值远未得到充分利用。
辅助胶凝材料可以通过将一定量的钢渣加入混凝土中，改善混凝土性能，提高混凝土的强度、耐久性、抗裂性能等。
因此，对于安钢钢渣的辅助胶凝性能进行优化研究，有利于推动钢渣资源化利用，提高混凝土性能，有利于工程建设。
二、研究内容和方法2.1 研究内容（1）安钢钢渣的性质分析利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线荧光光谱仪(XRF)对安钢钢渣的物理性质、化学成分和微观结构进行分析。
（2）辅助胶凝材料的配比研究确定辅助胶凝材料中钢渣的用量及掺杂比例。
（3）混凝土的制备与性能测试制备不同掺钢渣辅助胶凝材料的混凝土，对其强度、抗裂性能、耐久性等性能进行测试，比较不同掺量钢渣对混凝土性能的影响。
2.2 研究方法（1）实验法本研究将采用实验法进行安钢钢渣的性质分析、辅助胶凝材料的配比研究和混凝土性能测试。
（2）统计分析法本研究将采用统计分析法对测试结果进行统计、分析和比较，确定优化的配比方案。
三、预期成果通过本研究，预期得到以下成果：（1）明确安钢钢渣的物理性质、化学成分和微观结构。
（2）确定辅助胶凝材料中钢渣的用量及掺杂比例。
（3）优化混凝土配合比，提高混凝土强度、抗裂性能、耐久性等性能。
（4）推广安钢钢渣的资源化利用，促进钢铁工业的可持续发展。
四、研究进度安排本研究计划分为以下几个阶段：（1）文献综述和材料采集（一个月）（2）安钢钢渣性质分析（三个月）（3）辅助胶凝材料配比研究（两个月）（4）混凝土性能测试（三个月）（5）数据分析和方案设计（两个月）（6）论文撰写（一个月）五、参考文献[1] 王刚, Cui Hongzhi, 等. 钢渣在混凝土结构中的应用 [J]. 硅酸盐通报, 2002(2):7-12.[2] 张祥林, 郭步兵, 等. 钢渣及其混凝土中的应用 [J]. 水泥, 2006, (2):29-33.[3] 赵延峰. 钢渣辅助胶凝材料的应用 [J]. 新型建筑材料, 2009, (2):51-56.[4] 李美芬, 范桂芝, 等. 钢渣混凝土的力学性能及耐久性研究 [J]. 混凝土, 2009(1):1-4.[5] 于金海, 王宝森, 等. 钢渣在水泥制品中的应用 [J]. 现代化工, 2012(5):149-152.。
宝钢钢渣微粉及其胶凝材安定性和相容性研究
宝钢钢渣微粉及其胶凝材安定性和相容性研究张 晖,高卫波,张 键,金 强(中冶宝钢技术服务有限公司,上海 200941) 摘要:在研究宝钢钢渣微粉的化学成分及其矿物相组成X 射线分析的基础上,通过压汞法测定了矿渣微粉与钢渣微粉的孔结构数据,分析了钢渣微粉孔结构特性和分布情况,比较了矿渣与钢渣微粉显微的照片形貌;对掺30%钢渣微粉的钢渣水泥进行了压蒸法安定性试验;以不同厂家水泥为基准,并采用四种不同类别的外加剂,对掺加30%钢渣粉进行了凝结时间和强度、塑性扩张度等水泥及外加剂相容性对比试验,提出了宝钢钢渣微粉可以作为水泥混凝土掺合料利用的技术可行性。
关键词:钢渣微粉;安定性;相容性中图分类号:X705 文献标志码:B 文章编号:1008-0716(2010)03-0026-04do i :10.3969/j .issn .1008-0716.2010.03.007R esea rch on Sta b ility an d C o m pa t i b ility of Ba osteel SteelSla g F i n e Powder an d Its B i n derZHAN G H u i,GAO W eibo,ZHAN G J ian an d J I N Q ian g(M CC Ba osteel Technology Ser v i ce C o.,L td.,Shan gha i 200941,C h i na ) Abstrac t:O n the basis of the X 2r ay analysis of the che m ical compositi on of Baosteel steel slag fine powder and its m ineral phase composition,the pore structure data of m ineral slag fine powde r and stee l slag fine powde r we r e dete r m ined by the m ercury intr usi on m ethod,charac teristics and distribution of the stee l slag powde r pore struc tur e were analysed and the m ic r ograph of m ineral slag powder was compa r ed t o that of stee l slag powder .The stability of the ce m ent doped with 30%fine steel slag powder was te sted using the aut oclave expansi on me thod.For the ce m ent doped with 30%steel slag powde r and f our dif fe r ent adm ixtures,the condensati on ti m e,strength,plasticityexpansion degr ee and the compatibility comparison tests were carried out based on the reference of different ce m ent m anuf acturers .F inally,the paper p r e sents the technical feasibility of usingB a osteel steel slag fine powder as cement and conc r e te ad m ixture .Key wor ds:steel slag fine powde r ;stability;compatibility张 晖 助理研究员 年生 年毕业于安徽工业大学现从事钢渣处理和利用研究开发 电话 5662 z j @630 前言由于钢渣中含有大量的游离Ca O 和Mg O,这些矿物经过炼钢过程的高温死烧,导致结构致密活性较差,在水泥水化初期,它们一般不会水化,但在后期,这些矿物遇水水化,形成氢氧化钙和氢氧化镁,发生体积膨胀,就将破坏混凝土结构。
碳酸化预处理对钢渣-水泥复合胶凝材料体积安定性及水化活性的影响
第42卷第3期2023年3月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETYVol.42㊀No.3March,2023碳酸化预处理对钢渣-水泥复合胶凝材料体积安定性及水化活性的影响房延凤1,王凇宁1,佟㊀钰1,孙小巍1,丁向群1,苏㊀文2(1.沈阳建筑大学材料科学与工程学院,沈阳㊀110168;2.中国建筑土木建设有限公司,北京㊀100070)摘要:钢渣水化活性差,体积安定性不良限制了其作为辅助性胶凝材料的应用,但钢渣具有很好的碳酸化活性㊂本文在对钢渣进行预处理的过程中通过调整CO2浓度及碳酸化时间,调控钢渣的碳酸化程度,分析了碳酸化对钢渣微观结构及固碳效果的影响,同时评价了碳酸化钢渣作为辅助性胶凝材料的可行性㊂结果表明:含30%(质量分数)钢渣的水泥砂浆试块3㊁28d抗压强度较未掺钢渣水泥砂浆分别降低了43.2%和30.0%,净浆试块经压蒸试验后由于膨胀过大而溃散;CO2浓度对钢渣的固碳量有显著的影响,高浓度(体积分数为99.9%)CO2进行碳化养护3min时钢渣固碳量就达到了3.67%㊂钢渣的体积安定性与碳酸化程度呈正相关,而过度碳酸化处理会降低其水化活性,掺加30%(质量分数)碳酸化预处理3㊁10min钢渣的砂浆3d抗压强度较掺加30%原始钢渣的砂浆分别提高了28.3%和15.8%㊂关键词:钢渣;碳酸化;复合胶凝材料;水化活性;体积安定性;抗压强度中图分类号:TQ172㊀㊀文献标志码:A㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)03-1001-07 Effect of Carbonation Pretreatment on Volume Stability andHydration Activity of Steel Slag-Cement CompositeCementitious MaterialsFANG Yanfeng1,WANG Songning1,TONG Yu1,SUN Xiaowei1,DING Xiangqun1,SU Wen2(1.School of Materials Science and Engineering,Shenyang Jianzhu University,Shenyang110168,China;2.China Construction Civil Engineering Co.,Ltd.,Beijing100070,China)Abstract:The application of steel slag as supplementary cementitious materials is limited by its poor hydration activity and volume stability,while steel slag shows excellent carbonation activity.In this paper,the carbonation degree of steel slag was controlled by adjusting the CO2concentration and carbonation time.The effect of carbonation on the microstructure and CO2uptake of steel slag was analyzed,and the volume stability and hydration activity of carbonated steel slag used as supplementary cementitious materials were evaluated.The results show that the3,28d compressive strength of mortar containing30%(mass fraction)steel slag reduce by43.2%and30.0%,respectively,compared to the mortar without steel slag.And paste specimen collapses due to expansion after autoclaving experiment.The CO2uptake of steel slag is significantly affected by the concentration of CO2.The CO2uptake of steel slag arrives at3.67%after carbonation for3min at high concentration(volume fraction is99.9%)of CO2.The volume stability of steel slag is positively correlated with the degree of carbonation,while over carbonation treatment reduces the hydration activity.The3d compressive strength of mortar containing30%(mass fraction)steel slag carbonated for3,10min increases by28.3%and15.8%,respectively. Key words:steel slag;carbonation;composite cementitious material;hydration activity;volume stability;compressive strength收稿日期:2022-10-16;修订日期:2022-11-30基金项目:国家自然科学基金青年科学基金项目(51808354);中国博士后科学基金资助项目(2018M641712);辽宁省教育厅科学研究经费项目(lnjc202017)作者简介:房延凤(1988 ),女,博士,副教授㊂主要从事工业废渣建材资源化利用及特种水泥方面的研究㊂E-mail:fangyf@1002㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷0㊀引㊀言中国是世界上最大的钢铁生产国家,产量超过全球总产量的50%[1]㊂钢铁行业不仅排放大量的CO2,还会产生大量无法有效利用的钢渣(约占粗钢产量的15%~20%)[2]㊂目前中国钢渣累积存量超过18亿吨[3],长期堆存不仅造成资源的浪费,且易产生粉尘,污染附近水域,从而引起一系列环境问题[4-5]㊂建材资源化利用是消纳钢渣的有效途径,但钢渣存在成分复杂多变㊁体积安定性不良㊁水化活性差等问题,用作辅助胶凝材料或者骨料存在一系列安全问题,限制了其在建筑材料中的应用[6-9]㊂钢渣虽然水化活性和体积安定性差,但具有较好的碳酸化活性[10-11],尤其是钢渣中的f-CaO和f-MgO可以快速与CO2反应[12],钢渣经过碳酸化养护,可以制备安定性良好的钢渣制品[13-16],具有很好的应用前景㊂Wang等[17]采用半干法对钢渣进行碳酸化处理,研究发现通过调控碳酸化工艺可以调控碳酸化产物的种类和粒度㊂同时很多研究[18-20]表明,纳米碳酸钙和纳米水化硅酸钙(C-S-H)在水泥水化的过程中能够促进早期水化㊂因此,若能通过调控钢渣的碳酸化程度及反应产物的种类㊁粒度从而达到改善钢渣体积安定性和水化活性的目的,则可促进钢渣作为辅助性胶凝材料的广泛应用,从而大规模消解堆存的钢渣,同时固定与储存温室气体CO2㊂本研究通过调整CO2浓度及碳酸化时间,研究了碳酸化对钢渣-水泥复合胶凝材料体积安定性和水化活性的影响,同时评价了碳酸化钢渣作为辅助性胶凝材料的可行性㊂1㊀实㊀验1.1㊀原材料试验所用钢渣为本钢集团的转炉钢渣经粉碎㊁粉磨㊁筛分所得,比表面积和密度分别为320m2/kg和3.25g/cm3;普通硅酸盐水泥(P㊃O42.5)的比表面积和密度分别为350m2/kg和3.06g/cm3㊂砂为标准砂㊂钢渣和水泥的主要化学成分如表1所示㊂由表1可知,钢渣中的CaO含量较水泥中低,Fe2O3和MgO含量偏高㊂表1㊀钢渣和水泥的主要化学组成Table1㊀Main chemical composition of steel slag and cementRaw material Mass fraction/%CaO SiO2Fe2O3P2O3MgO Al2O3MnO TiO2CrO2SO3 Steel slag36.414.825.2 2.012.6 5.0 1.00.70.60.3 Cement61.121.5 2.9 2.1 5.2 2.51.2㊀试验设计本研究旨在探索钢渣作为辅助性胶凝材料替代部分水泥的可能性,设计了不同钢渣掺量㊂同时在不同条件下对钢渣进行碳酸化预处理,用碳酸化的钢渣替代30%(质量分数)水泥分析其对力学性能和体积安定性的影响㊂将钢渣与8%(质量分数)的水混合并搅拌均匀,然后将钢渣放入反应釜进行碳酸化预处理㊂碳酸化过程中的CO2压力为0.2MPa,体积分数分别为99.9%和20.0%,碳酸化时间控制在3㊁10min㊂砂浆和净浆试块的配合比及试块尺寸等信息如表2所示㊂在砂浆制备过程中,砂胶比和水胶比分别为3.0和0.5,净浆制备过程中水胶比为0.3㊂砂浆和净浆试块在成型24h后脱模,然后养护至相应龄期进行测试㊂表2㊀试验设计Table2㊀Experiments designSpecimen Steel slagcontent/%Mortar PasteSize/(mmˑmmˑmm)Number Size/(mmˑmmˑmm)NumberSS00 SS1010 SS2020 SS3030 CSS-130 CSS-230 CSS-33040ˑ40ˑ16040ˑ40ˑ16040ˑ40ˑ16040ˑ40ˑ16040ˑ40ˑ16040ˑ40ˑ16040ˑ40ˑ160999999925ˑ25ˑ28025ˑ25ˑ28025ˑ25ˑ28025ˑ25ˑ28025ˑ25ˑ28025ˑ25ˑ28025ˑ25ˑ2803333333CSS-43040ˑ40ˑ160925ˑ25ˑ2803㊀㊀注:CSS-1㊁CSS-2㊁CSS-3和CSS-4所掺加的钢渣分别在99.9%的CO2中处理3㊁10min和20.0%的CO2中处理3㊁10min㊂第3期房延凤等:碳酸化预处理对钢渣-水泥复合胶凝材料体积安定性及水化活性的影响1003㊀1.3㊀测试方法和仪器按照‘水泥胶砂强度检验方法(ISO 法)“(GB /T 17671 2021)测定水泥砂浆试块的抗折强度和抗压强度,参考‘水泥压蒸安定性试验方法“(GB /T 750 1992)测试体积安定性㊂使用布鲁克D8Advance X 射线衍射仪在40kV 和40mA 下进行物相分析,步长为0.04ʎ㊂使用梅特勒-托利多TG /DSC1系统测试碳酸化钢渣在不同碳酸化条件下的固碳量㊂采用扫描电镜(FE-SEM,FEINOVA Nano SEM 450)分析碳酸化预处理对钢渣微观结构的影响㊂2㊀结果与讨论2.1㊀钢渣掺量对砂浆抗压强度和体积安定性的影响不同钢渣掺量砂浆的3㊁7㊁28d 抗折强度和抗压强度结果如图1所示㊂从图1中可以看出,随着钢渣掺量的增加,试块的抗折强度和抗压强度显著降低,其中对3d 力学性能影响更加明显㊂SS10㊁SS20和SS30的3d 抗压强度与SS0相比分别降低了22.3%㊁30.0%和43.2%,而SS10㊁SS20和SS30的28d 抗压强度较SS0分别降低了11.1%㊁21.7%和30.0%㊂可以看出,掺加钢渣对钢渣-水泥复合胶凝材料体系早期强度的发展具有显著的不利影响㊂图1㊀钢渣掺量对砂浆抗折强度和抗压强度的影响Fig.1㊀Effect of steel slag content on flexural strength and compressive strength of mortar 钢渣中含有f-CaO 和f-MgO,这会对硬化浆体的体积安定性产生不利影响㊂通过测试净浆试块的初始尺寸和经过高压釜压蒸3h 后的尺寸,计算线膨胀率,结果如表3所示㊂结果表明,膨胀率随着钢渣含量的增加而逐渐增大㊂SS10的膨胀率为0.47%,略低于标准限值(0.5%)㊂当钢渣含量达到30%时,膨胀过大导致试块溃散,无法得到膨胀率,SS30压蒸后的外观形貌如图2(a)所示㊂图2(b)为SS30压蒸试验前后的TG-DTG 曲线,可以看出经过3h 的压蒸后Ca(OH)2和Mg(OH)2的含量分别达到12.30%和4.17%(质量分数),而压蒸前并未观察到Mg (OH)2的失重,Ca (OH)2的含量也仅为5.22%,说明压蒸过程加速了f-CaO 和f-MgO 的水化反应㊂表3㊀不同钢渣掺量净浆试块的线膨胀率Table 3㊀Linear expansion rate of paste containing different steel slag contentSpecimen SS0SS10SS20SS30Linear expansion rate /%0.060.47 1.212.2㊀碳酸化预处理对钢渣固碳量及微观形貌的影响图3为不同条件下碳酸化预处理钢渣的XRD 谱,SS 表示未碳酸化处理钢渣,CSS1和CSS2分别表示用99.9%浓度的CO 2碳酸化3㊁10min 的钢渣,CSS3和CSS4分别表示用20.0%浓度的CO 2碳酸化3㊁10min 的钢渣㊂从图3中可以看出,经过碳酸化预处理后硅酸二钙(C 2S)的衍射峰强度明显降低,而方解石的衍射峰强度显著增强㊂文献[21-22]表明钢渣在加速碳酸化过程中也会形成结晶度差的CaCO 3㊁文石㊁球霰石和1004㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷方解石,但在XRD 分析中只观察到方解石的衍射峰㊂CaCO 3种类的差异可能是钢渣的矿物组成不同造成的㊂γ-C 2S 碳化过程中很容易形成球霰石,而β-C 2S 易碳酸化形成方解石[8,17]㊂碳酸化钢渣中铁铝酸四钙(C 4AF)的衍射峰强度没有明显降低,说明C 4AF 的碳酸化反应活性较低㊂图2㊀SS30压蒸后的外观形貌和TG-DTG 曲线Fig.2㊀Appearance and TG-DTG curves of SS30afterautoclaving 图3㊀不同碳酸化条件下钢渣的XRD 谱Fig.3㊀XRD patterns of steel slag carbonated at differentconditions 图4㊀不同碳酸化条件下钢渣的TG-DTG 曲线及固碳量Fig.4㊀TG-DTG curves and CO 2uptake of steel slag carbonated at different conditions 对钢渣和碳酸化预处理的钢渣进行TG 分析,以评价其固碳结果,结果如图4所示㊂可以看出质量损失主要集中在400~450ħ和500~850ħ,分别是Ca(OH)2和CaCO 3的分解造成的㊂钢渣碳酸化过程中形成的CaCO 3与天然CaCO 3相比,分解温度较低,为500~850ħ[17]㊂根据TG 曲线计算得到的固碳量也列于图4中㊂碳酸化过程中的CO 2浓度和碳酸化时间对碳酸化效果影响较大,用20.0%浓度的CO 2碳酸化3㊁10min 的钢渣中CO 2含量仅为1.2%和2.5%(质量分数,下同),相对应地,固碳量分别为0.27%和1.57%;而用高浓度CO 2进行碳酸化养护3㊁10min时,CO 2含量达到4.6%和5.9%,此时固碳量分别为3.67%和4.97%㊂在不同CO 2浓度下,碳酸化预处理不同时间的钢渣的SEM 照片如图5(a)~(d)所示㊂尽管在图3和图4的XRD 谱和TG 曲线中表明,碳酸化3min 就已生成大量方解石,但在SEM 照片中未发现具有特定形第3期房延凤等:碳酸化预处理对钢渣-水泥复合胶凝材料体积安定性及水化活性的影响1005㊀态的结晶良好的碳酸钙,其原因可能是在碳酸化过程早期的碳酸钙颗粒粒径较小或为结晶度差的无定形碳酸钙㊂随着碳酸化时间的增加,碳酸钙的粒径逐渐增大㊂CO 2压力对碳酸钙的颗粒尺寸有明显影响,低浓度CO 2有利于碳酸钙颗粒尺寸的增大㊂图5㊀不同碳酸化条件下钢渣的SEM 照片Fig.5㊀SEM images of steel slag carbonated at different conditions 2.3㊀碳酸化预处理对钢渣水化活性的影响将含有30%钢渣和碳酸化钢渣的砂浆试块养护至3㊁7㊁28d 后测试其抗折强度和抗压强度,结果如图6所示㊂碳酸化预处理对钢渣的水化活性有显著影响,适当的碳酸化预处理可有效提高钢渣的水化活性㊂与对照组SS30相比,CSS-1和CSS-2的3d 抗压强度分别提高了28.3%和15.8%,而28d 抗压强度分别提高了13.4%和10.8%㊂因此碳酸化钢渣可以加速水化进程,改善砂浆的早期力学性能㊂在低浓度(20.0%)CO 2下对钢渣进行碳酸化预处理,碳酸化效果较差,对钢渣胶凝活性的提升作用并不明显,CSS-3和CSS-4的3d 抗压强度分别为对照组SS30的108.9%和96.0%,这是由于低浓度CO 2条件下碳酸化程度较低,生成的C-S-H 和CaCO 3数量较少,且CaCO 3颗粒尺寸较大,晶核效应较弱㊂图6㊀碳酸化预处理钢渣对砂浆抗折强度和抗压强度的影响Fig.6㊀Effect of carbonation pretreated steel slag on flexural strength and compressive strength of martor1006㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷2.4㊀碳酸化预处理对钢渣体积安定性的影响图7和表4分别为掺加碳酸化钢渣净浆试块经3h 的压蒸试验后的外观形貌和膨胀率,可以看出经碳酸化预处理后,体积安定性得到了有效改善㊂即使用20.0%浓度的CO 2处理3min,体积安定性也较原钢渣有明显的提升,处理10min 后试块经压蒸后表面未出现任何裂纹,但相应砂浆试块的抗压强度为参比样的94.5%,尽管在此条件下钢渣水化活性稍有降低,但解决了钢渣体积安定性不良的问题㊂图7㊀含碳酸化钢渣的净浆试块压蒸后外观形貌Fig.7㊀Appearance of paste containing carbonated steel slag after autoclaving表4㊀碳酸化钢渣对净浆试块膨胀率的影响Table 4㊀Effect of carbonated steel slag on expansion rate of pasteSpecimen CSS-1CSS-2CSS-3CSS-4Expansion rate /%0.520.25 0.433㊀结㊀论1)钢渣的掺加对砂浆试块早期强度发展的不利影响更为明显㊂钢渣中的f-CaO 和f-MgO 会对硬化浆体的体积安定性产生不利影响,掺加30%钢渣的试样在经过3h 的压蒸试验后由于膨胀过大而溃散㊂2)碳酸化过程中的CO 2浓度和碳酸化时间对钢渣的固碳量影响较大,用低浓度(体积分数20.0%)CO 2对钢渣进行碳酸化预处理3㊁10min 后的固碳量仅为0.27%和1.57%,而用高浓度(体积分数99.9%)CO 2进行碳酸化养护3min 时其固碳量就达到了3.67%㊂碳酸化过程中形成了方解石,且20.0%CO 2浓度下生产的方解石尺寸较大㊂3)钢渣的碳酸化预处理对早期水化和钢渣的体积安定性有显著影响㊂适量的碳酸化可提高钢渣的水化活性,过度碳酸化反而会降低水化活性㊂掺加30%用高浓度(99.9%)CO 2碳酸化预处理3㊁10min 钢渣的砂浆3d 抗压强度较掺30%原始钢渣的矿浆分别提高了28.3%和15.8%,这归因于碳酸化过程中形成的C-S-H 和方解石,为水泥水化提供了形核位点㊂在低浓度(20.0%)CO 2下对钢渣的碳酸化效果不佳,对钢渣胶凝活性的提升作用并不明显㊂钢渣的体积安定性与碳酸化程度呈正相关,因此需要通过调整碳酸化条件来获得体积安定性和水化活性的平衡㊂参考文献[1]㊀SHU K Q,SASAKI K.Occurrence of steel converter slag and its high value-added conversion for environmental restoration in China:a review[J].Journal of Cleaner Production,2022,373:133876㊀第3期房延凤等:碳酸化预处理对钢渣-水泥复合胶凝材料体积安定性及水化活性的影响1007 [2]㊀张长森,李㊀杨,胡志超,等.钠盐激发钢渣水泥的早期水化特性及动力学[J].建筑材料学报,2021,24(4):710-715.ZHANG C S,LI Y,HU Z C,et al.Early hydration properties and kinetics of steel slag-cement activated by sodium salts[J].Journal of Building Materials,2021,24(4):710-715(in Chinese).[3]㊀WANG X B,LI X Y,YAN X,et al.Environmental risks for application of iron and steel slags in soils in China:a review[J].Pedosphere,2021,31(1):28-42.[4]㊀GUO J L,BAO Y P,WANG M.Steel slag in China:treatment,recycling,and management[J].Waste Management,2018,78:318-330.[5]㊀LAI M H,ZOU J J,YAO B Y,et al.Improving mechanical behavior and microstructure of concrete by using BOF steel slag aggregate[J].Construction and Building Materials,2021,277:122269.[6]㊀LE D H,SHEEN Y N,BUI Q B.An assessment on volume stabilization of mortar with stainless steel slag sand[J].Construction and BuildingMaterials,2017,155:200-208.[7]㊀WANG G,WANG Y H,GAO Z e of steel slag as a granular material:volume expansion prediction and usability criteria[J].Journal ofHazardous Materials,2010,184(1/2/3):555-560.[8]㊀FANG Y F,SU W,ZHANG Y Z,et al.Effect of accelerated precarbonation on hydration activity and volume stability of steel slag as asupplementary cementitious material[J].Journal of Thermal Analysis and Calorimetry,2022,147(11):6181-6191.[9]㊀JIANG Y,LING T C,SHI C J,et al.Characteristics of steel slags and their use in cement and concrete:a review[J].Resources,Conservationand Recycling,2018,136:187-197.[10]㊀BACIOCCHI R,COSTA G,DI GIANFILIPPO M,et al.Thin-film versus slurry-phase carbonation of steel slag:CO2uptake and effects onmineralogy[J].Journal of Hazardous Materials,2015,283:302-313.[11]㊀UKWATTAGE N L,RANJITH P G,LI X.Steel-making slag for mineral sequestration of carbon dioxide by accelerated carbonation[J].Measurement,2017,97:15-22.[12]㊀常㊀钧,吴昊泽.钢渣碳化机理研究[J].硅酸盐学报,2010,38(7):1185-1190.CHANG J,WU H Z.Study on carbonation mechanism of steel slag[J].Journal of the Chinese Ceramic Society,2010,38(7):1185-1190(in Chinese).[13]㊀LI L F,ZHONG X Z,LING T C.Effects of accelerated carbonation and high temperatures exposure on the properties of EAFS and BOFS pressedblocks[J].Journal of Building Engineering,2022,45:103504.[14]㊀LUO Z T,WANG Y,YANG G J,et al.Effect of curing temperature on carbonation behavior of steel slag compacts[J].Construction andBuilding Materials,2021,291:123369.[15]㊀YANG S,MO L W,DENG M.Effects of ethylenediamine tetra-acetic acid(EDTA)on the accelerated carbonation and properties of artificialsteel slag aggregates[J].Cement and Concrete Composites,2021,118:103948.[16]㊀MO L W,ZHANG F,DENG M,et al.Accelerated carbonation and performance of concrete made with steel slag as binding materials andaggregates[J].Cement and Concrete Composites,2017,83:138-145.[17]㊀WANG D,FANG Y F,ZHANG Y Y,et al.Changes in mineral composition,growth of calcite crystal,and promotion of physico-chemicalproperties induced by carbonation ofβ-C2S[J].Journal of CO2Utilization,2019,34:149-162.[18]㊀唐芮枫,崔素萍,王子明,等.钙硅摩尔比对纳米水化硅酸钙晶种早强作用的影响及机理[J].硅酸盐学报,2022,50(6):1626-1633.TANG R F,CUI S P,WANG Z M,et al.Effect of calcium-silicon molar ratio on early strength enhancement of nano-sized calcium silicate hydrate seeds[J].Journal of the Chinese Ceramic Society,2022,50(6):1626-1633(in Chinese).[19]㊀PEDROSA H C,REALES O M,REIS V D,et al.Hydration of Portland cement accelerated by C-S-H seeds at different temperatures[J].Cement and Concrete Research,2020,129:105978.[20]㊀BENTZ D P,ARDANI A,BARRETT T,et al.Multi-scale investigation of the performance of limestone in concrete[J].Construction andBuilding Materials,2015,75:1-10.[21]㊀CHANG J,WANG D,FANG Y F.Effects of mineralogical changes in BOFS during carbonation on pH and Ca and Si leaching[J].Constructionand Building Materials,2018,192:584-592.[22]㊀ZHANG H N,DONG J P,WEI C.Material properties of cement doped with carbonated steel slag through the slurry carbonation process:effectand quantitative model[J].Metallurgical and Materials Transactions B,2022,53(3):1681-1690.。
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ｎ ｃ ａ ｇ ｉ ｃ ｔ ｒ ｖ ｅ ｔ ｉｔ ｆ ｔ ｌ ｌｇｃ ｎ ｒｔ． ａ ｅ ｌｇＣ ｓ ｆ ａ ｌ ｉ ｏ ｅ ａ ｌ ｏ ｓ ｅ ａ ｃｅｅ ｓ ｎ ｎ ａ ｉ ｉ ｎ ｙ ｍｐ ｈ ｔ ｓｂ ｉ ｙ ｅ ｓ ｏ Ｋ ｙｗｏ ｄ ： ｍｅｈ ｄｏ ａ ｓ ｌｔ ｏｕ ；ｃｉｉ ｉｄ ｘ ｓ ｅ ｇｈｌｓ ｔ ；ｏ ｎ ｎ ｓ ｅ ｒｓ ｔｏ ｆ ｂ ｏｕｅｖ ｌｍｅ ａ ｔ ｔ ｎ ｅ ； ｒｎ ｔ ｏ ｓ ａ ｓ ｕ ｄ ｅｓ ｖｙ ｔ ｒｅ
【 ５ 】廉慧 珍 ， 李玉琳． 于混凝土配合 比选择 方法 的讨 论—关 于当代 混 关
活性指数依次增大 ３２ ． ％和 ５８ ．％。
称为化学活性 ； 矿物掺合料 的颗粒状况对体 系性能 的影响称为
物理活性。 矿物掺合料的活性应该是物理活性和化学活性的综合 。
收稿 日期 ：２ １－ ２ ２ ０２０－７
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钢铁渣粉 的胶凝性评价 与安定性分析
柯国炬 ， 忆箴 。 。黄 ，王 稷 良 ’ 田 ， 波’
（＿ １ 交通运输部公路科学研 究所 ， 北京 １０ ８ ；２ 中国京冶工程技术 有限公 司 ， ００８ ． 北京 １０ ８ ） ００８
摘
要 ： 根据体 积法混凝土配合 比设计 的理念 ， 出应 在等体积等流动度下评价钢铁渣 粉的胶凝性 。 过沸煮强度损失率 和压蒸强度 提 通
２１ 原材 料 ．
水泥： 中国建筑 材料 科学研究院基准水泥 Ｐ・４ ． Ｉ ２５级水泥
．
８８ ．
表 ６ 混 凝 土 试 验 结 果
新余钢渣的游离氧化钙含量较低 ， 沸煮条件下破坏的程度远 小于掺鞍钢钢渣的混凝土试样 ， 甚至低于空 白样。 但是压蒸之后 ，
试样都出现了严重的强度损失 ， 可能跟反应条件和剧烈程度有关 。 钢渣 粉与矿渣 粉复掺 的混 凝土试样 的沸煮和压 蒸强 度损 失率 均低于单掺 钢渣粉 的混凝 土试样 ， 至低于空 白样 。 明 甚 说 了钢渣矿渣复合粉在水化过 程的相互 补充相互促进作用 ， 一定
采用质 量取代 、 等积取代 、 准稠度等体 积取代 ３种 不 标 同的方 式测试矿物掺合料的活性并进行 比较 。
表 ２ 胶砂配合 比
１ 胶 凝 性评 价
廉 慧珍 Ｈ 提 出 ： 卅 随着高 效减水 剂 和矿物掺 合料 的大 量使
用， 调整混凝土配合 比时 ， 应采用等浆体体积法 ， 以保 证混凝土
大的趋势。
小 的情况下 ， 行混凝土配合 比设 计时应该超 量取代 、 进 降低水
胶 比。
１ ． 混凝土应 用实例 分析 ３
从混凝 土的配合 比及试验 结果来看 ： 矿渣密度 小 ， 能够改 善流动性 ， 降低用水量 ， 是等体积取代下质量掺量 降低 ，８ｄ 但 ２ 强度没有基准水泥强度 高。 掺钢渣试样早期活性 明显偏低但是
一
样， 颗粒表面质构不一样 。 相同质量下 ， 度越 小 ， 密 体积越大 。 从表 ３ 图 １ 以看 出 ： 于钢 渣而言 ， 、 可 对 等体积取代下 的活
颗粒状况对拌合体系的用水量 ， 以及拌合体系和易性的影响 ， 直 接影 响到拌合物硬化后 的性能 。 沈旦 申［ 出的包括 “ 司 提 形态 、 活 性 和微集料 ” 粉煤 灰效 应” 的“ 在评价钢铁渣粉 的活性 指数时 同
Ａｂ ｔ ａｃ ： Ａｃ ｏ ｄ ｎｇｔ ｈ ｒｎ ｉ ｌ ｆ ｓｎ ｂｓ ｌ ｔ ｏ ｕ ｅｈ ｄ ｉ ｏ ｃ ｅ ｅ ｍｉ ｅ ｉ ｎ， ｅ ａ ｔｖ ｔ ｆｓｅ ｌ ｌ ｇ ｓ ｏ ｌ ｅ ｅ ａｕａｅ ｎ ｓｒ ｔ ｃ ｒ ｉ ｏｔ ｅｐ ｉ ｃ ｐ ｅ ｏ ｕ ｉ ｇ ａ ｏ ｕ ｅ ｖ ｌ ｍｅｍ ｔ ｏ ｎ ｃ ｎ ｒ ｔ ｘ ｄ ｓｇ ｔ ｃ ｉ ｉ ｏ ｔ ｅ ａ ｈ ｕ ｄ ｂ ｖ ｌ ｔ ｄ ａ — ｈ ｙ ｓ ｄ ｒｔ ｅ ｓ ｍｅ ｖ ｌ ｍｅ ａ ｏ ｓ ｓｅ ｃ Ｔｈ ｏ ｇ ｏ ｌｎ ｔｅ ｇ ｈ ｌ ｓ ａ ｅ ａ ｄ ａ ｔ ｃ ａ ｉ ｇ ｓ ｎ ｔ ｏ ｓｒ ｔ ｒ ｓ ｌ ｈｏ ｔ ａ ｒ ｕ ａ ｅ ｌ ｓ ｕ － ｅ ａ ｏ ｕ ｎｄ ｃ ｎ ｉｔ ｎ ｙ． ｒ ｕ ｈ ｂ ｉ ｇ ｓｒ ｎ ｔ ｏ ｓｒ ｔ ｎ ｕ ｏ ｌｖ ｎ ￣ｅ ｇ ｈ ｌ ｓ ａｅ，ｅ ｕ ｔ ｓ ｗ ｔｇ ａ ｌｔ ｄ ｂ ａ ｔｆ ｒ ｈ ｉ ｓ ｈ ｎ
的孔结 构 ， 一定程度上 改善混凝 土的力学性能 和耐久性能 ， 但 是不利 于混凝土 的体积稳定性 ； 钢渣 粉做混凝 土掺 合料 ， 由于 其本身较大的密度 ， 适量的超量取代水泥才能保证浆体体积量 ， 从而不会影 响混凝土 的密实耐久性 ， 同时还可以保 证混凝土的 体积稳定性不变。
０ 引言
钢 渣粉做混 凝土掺合 料需要解决 的最关键 问题是胶 凝性 和安定性 。 胶凝性不足 ， 影响安定性 的组分含量过高 ， 是阻碍钢 渣 粉推广应用 的根本 原因【 钢渣 的胶凝性 主要取决 于两个方 ｌ 】 。 面。 一方面取决于钢渣粉活性指数的评价方法 ； 另一方 面则取决 于钢渣处理 的方 式及 钢渣的基本特性。 同时研究 发现钢渣粉 的 安定性可 以通过矿渣粉复合 的手段来改善 。 从配合 比设计 的 角度重新来评价 钢铁 渣粉的胶凝性 ， 同时通 过强 度损失率分析 矿渣复合对钢渣安定性的改善效果 。
７ ５
７０
取代方式 （） 同取 代方式 下的２ 活性指数 ａ 不 ８ ｄ
取代方 式 （） ｂ不同取 代方式下 的５ ６ｄ 活性 指数
图 １ 不 同取代方式下的活性指数
对于矿渣而言 ， 等体积取代 的活性指数相对 于等质量 取代 ２ ８ ｄ降低 ５１ ５ ．％，６ｄ降低 ２ ％； ． 由于矿渣对流动性的改善作用 ４ ２ 、６ ８５ 流动度等体积 活性指数相对 于等体积取代 又呈 现增 ｄ等
Ａｃ ｉ ｔ ｖ ｕａ ｉ ａｎｄ ｓ ｎｄｎｅ ｓａｎａｙ ｓｏ ｔ ｅｌ ｌｇ ｔｖｉｙ ｅ ａｌ ｔｏｎ ｏｕ ｓ ｌｓｉ ｆｓ ｅ ａ ｓ
艇 Ｇｕ － １ ＡＮＧ Ｙ － ｅ ＷＡ ｏ ｕ ｊ ＨＵ ｉ ｈ ｎ 。 ＮＧＪ ｌ ｎ ＴＡ Ｂ ｚ ｉｉ ｇ ， Ｉ Ｎ ｏ —ａ
损失 率 ， 发现矿渣粉可 以明显改善掺钢渣粉混凝土的安定性 。 关键 词 ： 体积法 ；活性指数 ；强度损失率 ；安定性 中图分类号 ： Ｔ ２ ．１ Ｕ５ ８Ｏ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ — ５ ０ ２ ｌ ） ８ ０ ８ — ３ ０２ ３ ５ （ Ｏ ２ Ｏ — ０ ７ ０
凝土与水泥制品 ，０１１）６ —０ ２ １（１ ：８７． ［ 肖琪仲 ． ２ ］ 钢渣的膨胀 破坏与抑 制【． 酸盐学报 ， ９ ，４（）６５ Ｊ硅 ］ １ ６２ ６ ：３— ９
６ Ｏ ４ ．
［ 张同生 ， ３ 】 刘福田 ， 钢渣安定性与活性激发的研究进展［ ． 酸盐通 等． Ｊ硅 】
报 ，０７５ ：８－８． ２０ （）９０９４ ［ 廉慧 珍 ， ４ ］ 李玉琳． 前混凝土配合 比 当 设计 在的问题—关于混 凝 存 土配合比选择方法的讨论之一 ［． Ｊ混凝土 ， ０ （） １５ ］ ２ ９３ ： ． ０ －
体积稳定性不变 。 不考虑矿物掺合料 的密度 ， 以及矿物掺合料对
混凝土 流动性 的影 响 ， 简单地质量取代来进行混凝 土的配合 比 设计 的可行性值得商榷 。 现 行矿物掺 合料活性 指数的评价 一般是掺合 料等质 量取
代水 泥 ， 在固定水胶 比下进行 。 是不 同的矿物掺合料 密度不 但
２ １ 年 第 ８期 （总 第 ２ ４ 期 ） ０２ ７
Ｎｕ ｅ ｉ ０ ２ Ｔ ｔｌ ． ４ ｍｂｒ ２ １ （ ｏａＮｏ２ ） ８ｎ ７
混
凝
Ｃｏ ｃ ｅ ｅ ｎ ｒ ｔ
土
原材料及辅助物料
Ｍ ＡＴＥ ＡＩ ＡＮＤ ＲＩ ， ＡＤＭ Ｉ ＣＬＥ ＮＩ
ｄ ｉ１． ６ ／ｉ ｎ１０ —５ ０２ １． ．２ ｏ：０３ ９ ．ｓ． ２３ ５ ． ２０ ０ ６ ９ ｊｓ ０ ０ ８
和冀东 Ｐ Ｏ ４ ． ・ ２５水泥 ， 新余 矿渣 、 新余热 闷钢渣 、 鞍钢原 渣。 其
他材料 ： 云中砂 ， 密 细度模数 ２６ ；～ ０ ｎ和 １￣ ０ｉｌ ． ５ １ ２ ｍｌ ０ ２ ｎ两级 ｎ 配石灰岩碎石 ； 北京冶建特种材料有限公司 Ｊ ． 高效萘系减水 Ｇ５ 剂。 Ａ广 取 自鞍钢原渣 ， Ｃ Ｏ 含量 １ ． ％ ； ～（取 自新余 ｆ ａ － ５７ ４ ｘ。 ４ ）
（ ． ｅｅｒｈＩｓｉ ｔ ｆ ｇ ｗ ｙＭｉｉｒ ｆ ｏ １Ｒ ｓａｃ ｎｔｕｅｏ Ｈｉｈ ａ ｔ ｎｓ ｙｏ Ｃ ｍｍｕ ｉ ｔ ｎ Ｂｅｉｇ１０ ８ ， ｈｎ ｔ ｎｃ ｉ ， ｉｎ ０ ０ ８ Ｃ ｉａ ａｏ ｊ ２ Ｃ ｉａＪ ｇ ｅ ｎ ｉｅｒ ｇ ｒｏａｉｎＬｍｉ ｄ Ｂ ｉｎ ０ ０ ８ Ｃ ｉａ ． ｈｎ ｉ ｙ Ｅ ｇｎｅｉ Ｃｏｐ ｒｔ ｎ ｎ ｏ ｉ ｔ ， ｅ ｉｇ１０ ８ ， ｈｎ ） ｅ ｊ
热 闷渣 ｆ ａ － Ｏ含 量 ４６ ％。 Ｃ ．１
２２ 试 验 配 合 比 及 试 验 结 果 ．
研究钢铁渣粉做混凝土掺合料 的水化胶凝组分在沸煮和压
蒸 的条件下对抗压强度 的影响。 试验方案和结果如表 ５ 所示。
表 ５ 基准配合比
２ 安 定性 分析
建 筑结构检 测技术 规范 ＧＢＴ ５３ ４ ２ ０ 出 ： 煮前 ／ ０ ４－ ０ ４指 沸
后 试件强度 变化 的百分率 大于 ３ ％即判定 混凝土 中的 ｆ ａ ０ － Ｏ Ｃ 对混凝土质量有影响。 鉴于此 ， 通过强度损失率的指标应该也可
以一定程度 上表征钢铁渣 粉做混凝土掺合 料对混凝 土安定性
的影 响 。
从试验结果可 以看 出： 所有 的试件在沸煮和压蒸 的情况下 均出现一定程度的强度损失 。 混凝土在沸煮和压蒸 的过程中 ， 初 期是未水化矿物继续水化密实 的过程 ， 增加混凝土的强度 ， 超过 约束极 限则会膨胀破坏 。