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
３结语
应用磨细后的唐钢钢渣可以配制出较 高强度的高性能混凝土；
钢 渣 矿 粉 掺 量 越 大 ，减 小 坍 落 度 经 时 损失的作用越大；
采用比表面积为（５２５～６００）ｍ ２／ｋｇ 的钢 渣 矿 粉 ，在 其 掺 量 为 ５０％～ ６０％的 情 况 下 ， 可配制出强度接近 ４０Ｍ Ｐ ａ以上的混凝土。
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相 同 混 凝 土 强 度 的 情 况 下 ，则 可 使 钢 渣 矿 粉的掺量达到 ５０％～６０％。
钢 渣 是 炼 钢 工 业 所 产 生 的 废 渣 ，钢 渣 的 矿物组成与水泥的化学矿物组成比较相似， 也 具 有 水 化 活 性 ，因 而 从 理 论 上 分 析 ，钢 渣 在水泥混凝土中的具有十分广阔的利用前 景 。 但 实 际 上 ，钢 渣 在 水 泥 混 凝 土 中 的 用 量 不 到 钢 渣 总 排 放 量 的 ３％，远 远 低 于 其 他 的 工业废渣（粉煤灰、高炉矿渣以及硅灰）。通 过实验研究开发新型钢渣矿粉掺和料已成 为一个当前急待解决的课题。本文利用唐 钢的钢渣进行了钢渣掺加量对混凝土性能 影响的研究。
钢渣经过破碎、筛选、磁选除铁、预 粉磨、二次磁选除铁、粗粉磨、细粉磨、超 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 ４６０ｍ ２／ｋｇ 、５２７ｍ ２／ｋｇ 、６００ｍ ２／ｋｇ 的钢渣矿 粉。 １．３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 ３ｍ ｉｎ、１ｈ 后立即 测定拌合物的坍落度，并将拌合物置于 １００ × １００× １００ｍ ｍ ３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 Ｇ Ｂ Ｊ ８０－８５和 Ｇ Ｂ Ｊ ８１－ ８５进行，钢渣比表面积测定按 Ｇ Ｂ ８０７４－８７ 进行。
对 低 温 早 强 耐 久 混 凝 土 来 说 ，耐 久 性 要 求是其设计的依据。因而需要根据混凝土 使用部位及地质条件、原材料情况、最小 胶凝材料用量、使用环境温度、最大水胶 比、拌合物和易性要求等具体情况选定。 ４．３拌制过程控制
耐久混凝土应集中拌和、集中供应， 禁止分散拌和。试验室在每次开盘前应提 供 当 次 的 施 工 配 合 比 ，搅 拌 站 工 作 人 员 应 严格执行。拌制设备宜设在温度不低于 １０ ℃ 的 暖 棚 内 ，拌 制 混 凝 土 前 及 停 止 拌 制 后 应用热水冲洗拌和机。
在 浇 注 混 凝 土 前 ，地 基 基 础 表 面 应 予 清 理 ，并 应 采 取 防 、 排 水 措 施 ，将 模 板 内 的 杂 物 和 钢 筋 上 的 油 污 等 清 除 干 净 ，模 板 应 设 置 稳 固，能 够 满 足 混 凝 土 侧 压 力 的 要 求 ， 当 模 板 有 缝 隙 和 孔 洞 时 ，应 予 堵 塞 ，不 得 漏 浆。
２试验结果分析
２．１钢渣矿粉掺量对混凝土抗压强度的பைடு நூலகம்响 本试验中所用钢渣矿粉的比表而积为
５２５ｍ ２／ｋｇ ，实验配比及结果见表 ６。混凝土 ３ｄ，７ｄ，２８ｄ 的 抗 压 强 度 与 钢 渣 矿 粉 掺 量 间 的 变 化 关 系 见 图 １。
表 １ 水泥的化学矿物组成
表 ２ 唐钢钢渣粉的主要化学组成
１试验
１．１原料 水 泥 ：４２．５普 通 硅 酸 盐 水 泥 （冀 东 水 泥
厂），其 成 分 见 表 １； 钢 渣 （唐 钢 ），其 成 分 见 表 ２； 减 水 剂 ：武 汉 武 钢 浩 源 外 加 剂 厂 生 产 的 Ｆ ＤＮ －９００１系 列 高 效 减 水 剂； 砂 石 材 料，其 性 能 指 标 见 表 ３。 １．２钢渣微粉的制备
图 １钢渣掺量对混凝土抗压强度 的影响
图 ２ 钢渣掺量对坍落度的影响 ［３］ 肖 建 桩 ，王 平 ，谢 猛 ．矿 渣 高 性 能 混 凝 土
高温后受压本构关系试验［Ｊ ］．同济大学 学 报 ，２００３，２（３２）：１８６～ １８７． ［４］ 葛 兆 明．几 个 重 要 因 素 对 高 强 泵 送 混 凝 土 的 影 响 ［Ｊ ］．混 凝 土，２０００（２）：２５～２７．
因 此 ，在 钢 渣 矿 粉 的 合 理 掺 量 范 围 可 达到 ６０％。使用中应特别重视钢渣矿粉掺 量 对 混 凝 土 强 度 的 影 响 ，在 合 理 掺 量 范 围 内使用。 ２．２钢渣矿粉细度对混凝土性能的影响
分 别 采 用 比 表 面 积 为 ４６０ｍ ２／ｋｇ ， ５２５ｍ ２／ｋｇ ，６００ｍ ２／ｋｇ 的三种钢渣矿粉进行 性 能 试 验 ，研 究 了 钢 渣 矿 粉 细 度 对 工 作 性 能 （新拌混凝土的坍落度及 １ｈ 和 ３ｈ 坍落度损 失）和力学性能（混凝土的 ２８ｄ 强度）的影响。
当 钢 渣 掺 量 一 定 时 ，钢 渣 矿 粉 细 度 对 混凝土工作性能的影响较小。
参考文献
［１］ 任中兴，许桦．首钢高炉渣微粉在混凝土 中 的 应 用 ［Ｊ ］．环 境 与 园 林 ，２００３（５）４： １６２～ １６３， １６６．
［２］ 唐 明 ，邱 晴 ，王 博 ．现 代 混 凝 土 外 加 剂 与 掺 合 料 ［Ｍ ］ ．沈 阳 ：东 北 大 学 出 版 社 ， １９９９．
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
摘 要：本文探讨了不同掺量、不同细度钢渣混凝土的工作性、力学性能； 对不同掺量钢渣混凝土的初始坍落度、坍落度损失、抗压 强度等性能进行了全面分析。通过实验证明：（１）应用磨细后的唐钢钢渣可以配制出较高强度的高性能混凝土；（２）钢渣矿粉掺量越大，减小 坍落度经时损失的作用越大；（３）采用比表面积为（５２５～６００）ｍ２／ｋｇ 的钢渣矿粉，在其掺量为 ５０％～６０％ 的情况下，可配制出强度接近 ４０ＭＰａ 以上的混凝土。（ ４ ） 当钢渣掺量一定时， 钢渣矿粉细度对混凝土工作性能的影响较小。 关键词：钢渣 微粉 混凝土 性能 中图分类号：ＴＵ５２８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－３７９１（２００８）０２（ｃ）－００２９－０２
由 图 ４可 见 ，对 于 Ｃ ６０混 凝 土 ，钢 渣 掺 量 为 ５０％时 ，钢 渣 矿 粉 细 度 越 细，混 凝 土 的 坍 落 度 经 时 损 失 越 小 。 例 如 ，钢 渣 矿 粉 的 比表面积为 ６００ｍ ２／ｋｇ 时，１ｈ 坍落度经时损 失约为 ２ｃｍ ，而对比表面积为 ４６０ｍ ２／ｋｇ 时， １ｈ 坍落度经时损失约为 ３ｃｍ 。但损失相差 不 大 ，由 此 可 见 ，钢 渣 矿 粉 细 度 对 混 凝 土 工 作性能的影响不大。
由 图 ３可 见 ，通 过 提 高 细 度 ，可 以 显 著 地 增 加 钢 渣 矿 粉 的 水 泥 替 代 率 ，采 用 比 表 面积为（５２５～６００）ｍ ２／ｋｇ 的钢渣矿粉，在其 掺量为 ５０％～６０％的情况下，可配制出强度 接近 ４０Ｍ Ｐ ａ以上的混凝土。
结 果 表 明 ，如 果 钢 渣 矿 粉 的 比 表 面 积 由 ４６０ｍ ２／ｋｇ 提高至 ５２５ｍ ２／ｋｇ ，在达到相同 混 凝 土 强 度 的 情 况 下 ，可 使 钢 渣 矿 粉 的 掺 量 增 加 １０％以 上 ； 而 如 果 钢 渣 矿 粉 的 比 表 面积由 ４６０ｍ ２／ｋｇ 提高至 ６００ｍ ２／ｋｇ ，在达到
由图 １可知，随着钢渣矿粉掺量由 １０％ 增加到 ６０％，混凝土 ３ｄ 和 ７ｄ 强度呈明显的 下 降 趋 势 ，钢 渣 矿 粉 掺 量 对 混 凝 土 ２８ｄ 抗 压 强 度 的 影 响 可 分 为 两 个 阶 段 来 分 析 ，在 钢渣矿粉掺量为 ０～１０％时，钢渣矿粉的加 入 可 使 混 凝 土 的 ２８ｄ 抗 压 强 度 略 有 提 高 ， 但增加率较小； 当钢渣矿粉的掺量超过 １０％ 以 后 ，随 钢 渣 矿 粉 掺 量 的 增 加 ，混 凝 土 的 ３ｄ、 ７ｄ 抗 压 强 度 开 始 呈 明 显 下 降 趋 势 ，而 混 凝 土 的 ２８ｄ 抗 压 强 度 下 降 趋 势 较 缓 ，当 钢渣矿粉掺量超过 ６０％时，混凝土的 ２８ｄ 抗 压强度才明显下降。
表 ３ 砂石性能指标
由图 ２可知，钢 渣 矿 粉 的 掺 量 对 混 凝 土 工作性能有一定的影响。相比基准混凝 土 ，掺 加 钢 渣 矿 粉 的 混 凝 土 初 始 坍 落 度 大 约（１～２）ｃｍ ，同时钢渣矿粉降低混凝土坍落 度 经 时 损 失 的 作 用 比 较 明 显 ，且 钢 渣 矿 粉 掺 量 越 大 ，减 小 坍 落 度 经 时 损 失 的 作 用 越 突出。以上试验结果说明钢渣矿粉的掺入 不仅有利于提高新拌混凝土的工作性能， 还能抑制混凝土的经时坍落度损失。钢渣 矿粉这一作用与其化学矿物组成密切相 关 。 相 比 水 泥 ，钢 渣 中 主 要 含 有 早 期 水 化 较 慢 的 Ｃ ２Ｓ 矿 物 ，因 此 随 着 钢 渣 矿 粉 的 掺 入 ，混 凝 土 早 期 水 化 速 度 减 慢 ，从 而 减 小 混 凝土的坍落度经时损失。
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科技资讯 ２００８ Ｎ Ｏ ．０６
Ｓ ＣＩＥ Ｎ ＣＥ ＆ Ｔ Ｅ ＣＨ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ ＩＮ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ ＡＴ ＩＯ Ｎ
钢渣微粉对混凝土性能的影响
张锦瑞 １ 刘淑贤 １ 吴根 ２ 牛福生 １ （１河北理工大学资源与环境学院 河北唐山 ０６３００９； ２科技部基础研究管理中心 北京 １００８６２）
浇注混凝土应分层进行。其分层厚度 （指 捣 实 后 厚 度 ）应 根 据 混 凝 土 拌 制 能 力 、 运输条件、浇注速度、振捣能力和结构要 求等条件决定。浇注对冻土层有直接影响 的 混 凝 土 结 构 时 ，混 凝 土 的 入 模 温 度 宜 控 制 在 ２℃ ～ ５℃ ，浇 注 在 低 温 或 负 温 下 养 护 且不与冻土层直接接触的混凝土结构时， 混 凝 土 的 入 模 温 度 宜 控 制 在 ５℃～１０℃。