钢渣微粉对混凝土性能的影响
钢渣粉对混凝土性能的影响
山东农业大学学报(自然科学版),2019,50(2):221-224VOL.50NO.22019 Journal of Shandong Agricultural University(Natural Science Edition)doi:10.3969/j.issn.1000-2324.2019.02.009钢渣粉对混凝土性能的影响王戎成都航空职业技术学院建筑工程学院,四川成都610061摘要:将钢渣粉加入混凝土取代部分胶凝材料可以提高工业固体废弃物利用，有效保护环境。
基于此，利用室内试样方法制备了不同钢渣微粉掺量的混凝土试件，测试了干缩率、渗水高度、单轴抗压强度、抗折强度和抗拉强度随钢渣微粉掺量的变化规律。
研究结果表明：1）混凝土的干缩率随着钢渣粉替换率的增大而减小；2）钢渣粉的加入可以有效提高混凝土的抗渗性能，尤其是其替换量在小于30%时；3）钢渣微粉掺量大于30%时，混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗折强度出现显著降低，建议钢渣微粉掺量不超过30%。
关键词:钢渣粉;混凝土;力学特性中图法分类号:TU528.01文献标识码:A文章编号:1000-2324(2019)02-0221-04 Influence of Steel Slag Powder on Concrete PerformanceWANG RongDepartment of Construction Engineering/Chengdu Aeronautic Polytechnic,Chengdu610061,ChinaAbstract:It can improve the utilization of industrial solid waste and effectively protect the environment adding steel slag powder to concrete instead of some cementitious materials.Based on this,concrete specimens with different contents of steel slag micro-powder were prepared by using laboratory sample method.The variation rules of dry shrinkage rate,seepage height,uniaxial compressive strength,flexural strength and tensile strength with the content of steel slag micro-powder were tested.The results showed that:1)The dry shrinkage of concrete decreased with the increase of steel slag powder replacement rate.2)The addition of steel slag powder could effectively improve the impermeability of concrete,especially when the replacement amount was less than30%.3)When the content of steel slag powder was more than30%,the compressive strength,tensile strength and flexural strength of concrete were significantly reduced,and it was recommended that the content of steel slag powder should not exceed30%.Keywords:Steel slag powder;concrete;mechanical properties随着我国工业的快速发展，以钢渣、矿渣和粉煤灰为代表的工业固体废弃物不可避免的快速增长[1]。
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。
钢铁渣粉对混凝土耐久性能的影响
分 别按 照 《 普通 混 凝 土 拌合 物 性 能 试 验 方 法标 准 ） ） Ｇ Ｂ ／ Ｔ ５ ０ ０ ８ ０ 、 《 普通 混凝 土力学性能试验方 法标准） ） Ｇ Ｂ ／ Ｔ ５ ０ ０ ８ １ 和 《 普 通 混 凝 土长 期 性 能 和 耐 久 性 能 试 验 方 法 标 准 ） ） Ｇ Ｂ ／ Ｔ
试验结果详见表 ７ 、 表 ８ 。
表 ７ 海 工 混 凝 土 抗 氯 离 子 渗透 性 评 定
注： 钢铁渣粉 Ｇ Ａ 中钢 渣 粉 ： 矿渣粉＝ ２ ： ８ ； 钢铁 渣 粉 Ｇ Ｂ中
表 ８ 混 凝 土 电通 量 试 验
抗渗性 能。 试验结果表 明， 钢铁渣粉 中铜渣粉的微 膨胀 效应 能弥补混凝土后期的收缩 ， 且掺入钢铁 渣粉 能提 高混凝 土抗氯 离子渗透和抗渗能力。
关键词 钢铁渣粉 ； 混凝 土 ； 耐 久性 能
０ 引言
由于原材料 的制约 ， 旧生产工艺生产的钢渣粉 内存在大 量游离氧化钙等不稳定成分 ，早期水化 活性较低 等原 因 ， 钢 铁渣粉在水泥和混凝土 中使用一度受到 限制… 。随着钢渣的 粉磨 、 处理工 艺技术不 断发展及 配方 的改 良 ， 钢铁渣 粉性能 得 到很 好控制 。为了掌握钢 铁渣粉对混凝 土耐久性 能的影 响， 本文研究了收缩 率 、 抗氯离子渗透性能 、 抗渗性能Ｉ ２ ＿ ］ １ 。
１ 试 验方 法
按 照《 普通混凝 土配合 比设计规程） ） Ｊ Ｇ Ｊ ５ ５ 设 计配合 比，
等， 这些二价离子 的游离金属氧化物以 Ｒ Ｏ相表示 ， 常 以固溶 体形式出现。 表 ４ 钢渣粉 的理化数据
烧 失量 比表 面积 含 水量
／ ％ ／ （ ｍ２ ／ ｋ ｇ ） ／ ％
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。
钢渣微粉对高强混凝土性能的影响
0前言钢渣是在炼钢过程中用石灰提取杂质而大量生成的固态废弃物，呈灰褐色，有微孔，质密。
钢渣的排放量约占钢产量的10%~15%，我国钢渣年总排放量1000多万t，综合利用率60%左右，但多数属于低附加值的利用。
钢渣中含有一定数量的水泥熟料主要矿物C2S、C3S等[1~2]，具备可用作水泥混合材和混凝土掺合料的条件。
但由于钢渣含有较大量的CaO、MgO成分，控制不当易造成安定性不良的后果[3~4]。
将钢渣进行闷渣和超细粉磨活化处理，可较好地解决CaO、MgO的有害膨胀问题[5]，同时还可激发其反应活性，使其具有与粉煤灰或矿粉等相似的物理化学性能。
本文主要研究钢渣微粉对高强高性能混凝土的工作性、强度、体积稳定性及耐久性的影响，以期为钢渣微粉的利用提供参考。
1试验1.1原材料华新水泥厂42.5级普通硅酸盐水泥；粗集料为5～25mm连续级配碎石；细集料为中粗河砂（细度模数2.85）；粉煤灰为武汉某电厂Ⅰ级灰，比表面积444.7 m2/kg；矿渣粉由武钢矿渣磨制，比表面积452m2/kg；钢渣微粉采用武汉某公司的磨细钢渣粉，其碱度为1.9，比表面积450m2/kg。
外加剂为武钢某公司生产的萘系高效减水剂FDN-9001。
水泥、矿粉、粉煤灰、钢渣微粉的物理、化学性质分别见表1和表2。
钢渣微粉对高强混凝土性能的影响邹启贤1，喻世涛2（1.湖北沪蓉西高速公路建设指挥部，恩施445000；2.武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室，430070）摘要：试验对比研究了钢渣微粉对混凝土工作性、抗压强度、体积稳定性以及耐久性的影响。
结果表明，钢渣微粉可以显著改善混凝土的工作性，但也导致了混凝土凝结时间的延长。
相对于粉煤灰和矿粉，钢渣微粉的活性略低，配制出的混凝土早期强度略低，但钢渣微粉可以与粉煤灰或矿粉双掺而产生超叠加效应。
且钢渣微粉可以显著降低混凝土的干燥收缩，提高混凝土的抗氯离子渗透性能，对混凝土的抗冻性也无不利的影响。
钢渣、钢渣砂和钢渣粉（完整版）
钢渣、钢渣砂和钢渣粉（完整版）钢渣、钢渣砂和钢渣粉（完整版）第一部、将钢渣用作混凝土骨料要非常慎重将工业废渣在混凝土中应用（用作掺和料或骨料），既能够减少工业废渣对土地的占用和环境的污染，又可以降低混凝土的材料成本，这符合“低碳”和“可持续”的理念。
然而，如果因工业废渣在混凝土中的应用导致混凝土的性能降低，尤其是耐久性能降低，从全寿命周期来讲，就事与愿违了。
目前，矿渣和粉煤灰已成为在混凝土中使用非常成熟的矿物掺和料，在很多情况下，通过掺入矿渣或粉煤灰能够实现混凝土更高的性能要求。
钢渣是炼钢过程中排放的工业废渣，排放量大、利用率低。
值得注意的是，矿渣、粉煤灰、钢渣均是在我国快速工业化的同一阶段排放的工业废渣，且排放量均非常大，为什么到目前为止钢渣的利用率远低于矿渣和粉煤灰呢？这绝对不是因为过多的研究投向了矿渣和粉煤灰，而是钢渣自身存在着一些比较难以克服的问题，如易磨性差；活性组分的活性低、非活性组分的含量大；影响安定性的游离CaO和游离MgO含量较高等。
近年来，随着粉磨工艺的进步、高性能助磨剂的出现，能够在不大幅增加能耗和成本的前提下使钢渣的比表面积达到500m2/kg以上，从而改善了钢渣的早期和中期的活性；经过热焖工艺处理的钢渣，能够使大部分游离CaO在热焖过程中消解，这在很大程度上促进了钢渣作为矿物掺和料在混凝土中的应用。
但热焖工艺对于消减钢渣中的游离MgO作用甚微，因而将钢渣用作水泥的混合材或混凝土的矿物掺和料时，安定性的检测仍是强制性的。
将钢渣作为混凝土的骨料使用时，由于钢渣的强度高，破碎后的粒径相对较小，因而替代部分天然骨料很容易达到混凝土的强度要求。
然而，钢渣作为骨料时，安定性不良的问题更要引起警觉！钢渣粉的安定性合格，并不代表钢渣骨料的安定性合格。
钢渣粉要经过磨细、混合的过程，因而总体上钢渣粉的成分是相对匀质的。
而钢渣作为骨料时，钢渣骨料的安定性的离散性则非常大，图1显示的是钢渣骨料压蒸3h（216℃、2MPa）的情况，有的骨料完好无损，有的骨料产生了裂纹，有的骨料被粉碎，这是因为不同钢渣骨料中的游离CaO和游离MgO含量差异很大。
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。
掺加钢渣对水泥性能的影响
掺加钢渣对水泥性能的影响【摘要】本文以硅酸盐水泥熟料、钢渣和石膏为主要原料，通过改变钢渣的比表面积，来探讨钢渣粉磨的机械力化学活化对水泥性能的影响，通过改变钢渣比表面积及改变掺入量进行实验，研究发现随着钢渣比表面积的增大以及掺入量的增加，其性能发生变化，具体表现为随比表面增大抗折抗压强度增加。
当比表面积一定时，随掺入量增加，初凝时间延长而终凝时间略有缩短、需水量减少其抗折抗压性能反而下降。
综合考虑得出，在硅酸盐水泥中掺加钢渣来改变其强度的方案是可行的。
对所的样品经沸煮法检验，体积安定性均合格。
【关键词】钢渣；机械力化学活化；水泥性能二十一世纪水泥材料仍然是必不可少的建筑材料之一，水泥工业在国民经济中仍占有重要的基础地位。
提高性能、节约能源、降低消耗、保护环境、走可持续发展道路是水泥工业和水泥科研工作者未来奋斗的方向和目标。
钢渣是炼钢生产过程中产生的副产品。
长期以来，钢渣作为废弃品被抛弃，占用土地，污染环境。
近十年来，随着我国国民经济的发展和科技的进步，国民环保意识的增强，废弃钢渣的综合利用引起了人们的广泛关注，并得到了不同程度的开发和利用。
搞好钢渣的综合利用，可以节省大量的资源和能源，还可以减少排渣占地和对环境的污染，对建设节约型社会，实现企业的可持续发展具有重要的现实意义。
为了更有效地利用钢渣,研究中将钢渣单独粉磨后作为矿物掺合料掺入水泥混凝土中,研究钢渣矿粉细度和掺量对混凝土的工作性能和强度的影响。
磨细钢渣粉作为一种新的水泥混凝土掺合料,分布广、数量多,有较高的应用与研究价值。
钢渣的主要矿物组成一般为：β-C2S、C3S、C3MS2、CSH、RO相和金属铁等。
钢渣的矿物组成决定了钢渣具有一定的胶凝性，主要源于其中一些活性胶凝矿物[4]的水化。
与硅酸盐水泥熟料相比，钢渣中这些矿物含量要低得多，且晶体发育粗大，活性较低。
钢渣中游离的CaO、MgO含量较高，因而稳定性差。
此外，钢渣中铁和锰的含量也比较高，由于铁、锰离子具有较强的极化能力，对氧有很大的亲和力，因此，氧离子能脱离正硅酸钙（锰）四面体破坏正硅酸盐结构，使四面体互相连接起来，生成巨大而复杂的硅氧团，从而降低其易磨性。
钢渣微粉对混凝土抗压强度和耐久性的影响
２试验结果与ห้องสมุดไป่ตู้论
２．Ｉ 钢渣微粉掺量对混凝土抗压强度的影响
笔者先设计了各种钢渣微 粉混凝土的配合比，见表３．有
表３各种钢渣徽粉混凝土的配合比 Ｔａｂｌｅ ３ Ｍｉｘ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｗｉｔｈ ｓｔｅｅｌ ｓｌａｇ ｐｏｗｄｅｒ
关情况表明：所设计的各种配
比的新拌混凝土均具有良好的
５３．４ ＭＰａ ａｔ ２８ ｄ．Ｔｈｅ ｇａｓ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ．Ｃ１一ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａｎｔｉ－ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ
ｎｏｒｍａｌ ａｄｄｅｄ １０％ｓｔｅｅｌ ｓｌａｇ ｐｏｗｄｅｒ ａｒｅ ａｌｌ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ
标的影响．研究结果表明，掺入质量分数为１０％～６０％的比表面积为４５０ ｍ２／ｋｇ的钢渣
微粉，可以配制出坍落度为（２００－＋－２０）ｍｍ，保水性、粘聚性俱佳且２８ ｄ抗压强度为２６．４
～５３．４ ＭＰａ的混凝土．当钢渣微粉掺量为１０％时，混凝土抗气体渗透能力、抗氯离子渗
透能力和抗碳化能力均优于基准混凝土．
混凝土氯离子渗透性能采用ＡＳＴＭＣｌ２０２建议的电量法测定．试件为直径１００ １Ｔｉｍ、高度５０ ｍｍ的圆柱体混凝土试块．
混凝土干缩测试试块尺寸为１００ ｍｍ×１００ ｍｍ×４００ ｍｍ．每组混凝土成型１ ｄ后拆模并置于 标准养护室中养护．以外径千分尺分别测定混凝土试件在１，３，７，１４，２８，６０ ｄ龄期时的干缩值，精 度为０．Ｏｌ ｍｍ．
１原材料与试验方法
１．１原材料 水泥采用海螺牌Ｐ·０ ４２．５普通硅酸盐水泥，其化学组成¨和主要物理力学性能分别列于表
１，２；钢渣微粉采用宝钢钢渣，其比表面积为４５０ ｍ２／ｋｇ，化学组成列于表１；砂采用细度模数为２．８ 的中粗砂；碎石采用粒径为５～３８ ｍｍ的石灰石；超塑化剂采用聚羧酸盐高效减水剂．
钢渣粉在水泥混凝土中的应用研究
钢渣微粉在水泥混凝土中的应用研究摘要：钢渣粉作为混凝土的活性掺合料可以改善混凝土的工作性能。
本文综述了钢渣微粉的组成及其特性，揭示了其水硬活性和活化措施，包括机械活化、化学活化、热力学活化及相分离活化等，并分析了钢渣微粉对混凝土的性能影响。
关键词：钢渣粉活化混凝土The research in the application of the steel slag powderin the concreteAbstract：The workability of the concrete can be improved by the application of the steel slag powder used as reactive additive. The component and properties were introduced and the mechanism of the concrete hydration with steel slag powder was revealed. The methods, which can activate the steel slag powder, including mechanical activation, chemical, thermodynamics and phrase disengagement methods was introduced and the effect of the steel slag powder on the properties of the concrete was analyzed.Keyword：steel slag powder activation concrete前言我国钢铁产业每年排放大量的固体废渣，其中钢渣的排放量达到近亿t。
大量钢渣的存放不仅占用土地，还会污染周围的环境。
对于水泥混凝土行业，我国的水泥产量居世界之首[1-2]。
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。
钢渣粉掺量对混凝土力学性能及耐久性能影响研究
２０２２ 年
材料科学
开了不少研究， 如任新涛等 ［６］ 研究了不同钢渣微
粉质量分数对道路混凝土掺合料的相关性能影响
表 １ 水泥、 钢渣粉的化学组分
Ｔａｂｌｅ １ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｔｅｅｌ ｓｌａｇ ｐｏｗｄｅｒ
规律， 得到钢渣微粉可以有效提高路用混凝土的
ｔｈｒｅｅ ｇｒｏｕｐｓ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｌｏｃｋｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔｅｅｌ ｓｌａｇ ｐｏｗｄｅｒ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｒｅｐｌａｃｉｎｇ １０％， ２０％ ａｎｄ ３０％ ｏｆ ｃｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓａｍｅ
ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｓｌａｇ ｐｏｗｄｅｒ Ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ， ｆｌｅｘｕｒａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ， ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ， ｆｒｏｓｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｈｙｄｒａｔｉｏｎ ｈｅａｔ
渣粉的水化速度慢于水泥， 且掺入拌合料中可改
变水化基体的孔道分布和大小， 大大增加了混凝
土的流动性， 故钢渣粉掺加有利于提升混凝土拌
合料的填充性、 流动性以及均匀性 ［１０］ 。
２ ２ 抗压强度
对各组混凝土试件进行抗压强度测试， 分别得
１ １ 原材料
水泥： Ｐ·Ｏ ４２ ５Ｒ 普通硅酸盐水泥， 其化学成
分如表 １ 所示， 性能指标见表 ２； 钢渣粉： 热闷渣，
６１ ６８
４４ ９６
ＳＯ ３
０ ２６
２ ５０
０ １２
３ ７６
１ １６
８ ６０
０ ４１
０ ０６
０ ２３
—
３ ９８
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
钢渣对水泥混凝土性能的影响
钢渣对水泥混凝土性能的影响一、前言钢渣是炼钢工业的废渣，主要来自炼钢时加入的石灰石、白云石和铁矿石等冶炼熔剂，为调整钢材性质而加入的造渣材料，以及高温下融化成的两个互不熔解的液相炉料中分离出来的杂质等，其排放量约为粗钢产量的12%~20%左右。
据统计，2006年我国钢铁渣的堆存量约4亿吨，占地约2700万m2，新产生的钢渣约5800万吨；2007年我国钢铁工业排出钢渣量达到了8500万吨，2008年我国全年钢渣排放量达7000余万吨，全国钢渣累计积存量达到3亿多吨。
若不对堆放的钢渣进行及时有效的处理，不仅占用大量土地资源，还会造成环境污染。
目前钢渣主要应用于路基工程、工程回填料和沥青混凝土集料等，而在水泥混凝土中的应用不到其利用总量的10%。
近几年来，人们主要研究了钢渣胶凝性的激发途径和制备新材料的可行性，但钢渣对水泥混凝土力学性能和耐久性影响的理论研究尚不够系统和深人，因此，加强这方面的理论研究显得非常有必要，可以为钢渣资源化提供知识基础，使分布广、数量大的钢渣作为矿物掺合料在水泥混凝土中得到充分应用成为现实，在获得巨大的经济效益的同时也有利于保护环境，节约资源与能源，实现水泥混凝土材料的可持续发展。
二、钢渣的性质钢渣矿物组成主要是硅酸三钙、硅酸二钙、铁铝酸盐和少量的方镁石以及游离氧化钙，钢渣的化学成分主要有CaO, SiO3, Fe2O3, MgO，此外还有少量A12O3 , MnO2 , P2O5等。
可见钢渣矿物化学组成与硅酸盐水泥熟料相似。
钢渣经化学激发和机械激发后均具有较强的水硬胶凝性，具备用作水泥混合材和混凝土掺合料的基础条件。
但钢渣的形成温度比硅酸盐水泥熟料高200~300℃，并且在钢渣缓慢冷却过程中C3S大部分发生分解，因此钢渣中处于介稳态的C3S所占密度较少，C3S的含量远低于水泥熟料。
此外，由于钢渣的冷却速度很慢，C3S晶格发生重排，活性较高的β-C2S向活性较低的r-GS转化，这也是钢渣活性低于水泥熟料的另一个原因，钢渣因此也被称为过烧硅酸盐水泥熟料。
钢渣微粉对道路混凝土掺合料性能的影响
第30卷第3期2018年6月沈阳大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f S h e n y a n g U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e)V o l.30,N o.3 J u n.2018文章编号:2095-5456(2018)03-0237-07钢渣微粉对道路混凝土掺合料性能的影响任新涛1,康春霞2(1.西安国际陆港市政配套公司,陕西西安710000;2.河北建筑工程学院经济管理学院,河北张家口075000)摘要:为了缓解道路混凝土路面常见病害,同时提高钢渣微粉等工业废渣利用率,将莱钢钢渣微粉以10%为等级等质量取代水泥用量制备钢渣-水泥道路混凝土掺合料,研究了莱钢钢渣微粉质量分数在0~ 40%变化范围内对复合胶凝材料相关性能的影响规律.研究结果表明:随着复合胶凝材料中莱钢钢渣微粉质量分数的增加,复合胶凝材料标准稠度㊁砂浆强度呈现出先下降后稳定的趋势,凝结时间㊁砂浆流动度呈现先上升后稳定趋势;钢渣微粉和水泥的最佳配合质量比为m(钢渣微粉)ʒm(水泥)=3ʒ7.沿德高速水泥混凝土路面试验结果表明,钢渣微粉的掺加能够明显改善路用混凝土的耐磨㊁抗冻㊁体积稳定性等耐久性指标.关键词:钢渣微粉;水泥;道路混凝土;掺合料;配合比中图分类号:T U528.57文献标志码:A垃圾是放错位置的资源.我国是钢材消耗大国,随着基础设施建设的迅猛发展,近几年我国的钢材产量迅速增长,钢材在生产过程中会产生大量钢渣微粉,而钢渣较低的利用率对自然环境产生了负面影响,因此需要采取合适的途径促进该类工业次产品的有效利用[12].水泥混凝土路面由于其强度高㊁使用周期长㊁养护费用低㊁施工方便等优点,在我国公路建设中被广泛采用.随着服役年限的延长㊁交通运输量的急剧增加,以及外部环境影响,水泥混凝土路面常存在坑洞㊁断裂㊁骨料剥离等病害[35].相关文献表明,在水泥混凝土中加入钢渣微粉㊁粉煤灰等外加剂可以改变晶体结构,增加水泥的活化能,提高和易性,消除碱骨料反应,有效地缓解和减少相关病害的产生和恶化[68].因此,钢渣微粉在道路混凝土中应用,节约成本的同时,促进了工业生产中次产品的利用率,保护了环境,实现绿色可持续发展,是未来 绿色交通 的发展方向.郑青等针对钢粉混凝土的耐久性和力学指标进行了试验研究,结果表明钢粉对混凝土的抗折性能没有明显改变,但会降低混凝土的早强性能[9];杨荣俊等通过试验提出钢粉作为添加剂加入混凝土中可以明显降低水化热,减缓氯离子侵入,同时得出了钢粉不会影响混凝土的碳化行为的结论[10].日本的钢渣资源化技术水平较高,但只有约6%的钢渣应用在水泥混凝土行业中[1112].美国C h a p a r r a l钢铁公司与T X I水泥公司合作开发了S T A R项目,研究用钢渣作为原料粉生产水泥混凝土,成果表明其具有较高工作性和匀质性,易于浇筑,振捣不离析,具有较高的强度和耐久性[13].然而,钢渣微粉对道路混凝土性能的影响规律和影响机理还不明确,本文在前人研究成果基础上,通过改变钢渣微粉质量分数对道路混凝土掺合料性能进行研究,为钢渣微粉在实际工程中的应用提供理论指导.1实验方案1.1实验原料本实验采用的原材料主要包括水泥㊁钢渣微粉㊁矿渣微粉㊁粉煤灰㊁标准砂㊁粗集料㊁细集料㊁水及减水剂等.1.2试验设备实验过程中所用的主要仪器设备包括干燥箱㊁表面积测定仪㊁电阻炉㊁水泥砂浆搅拌机㊁恒温收稿日期:20180226基金项目:国家西部交通建设科技资助项目(2009319812050).作者简介:任新涛(1983),男,陕西咸阳人,西安国际陆港市政配套公司工程师.恒湿养护箱㊁混凝土压力实验机㊁混凝土抗折试验机㊁混凝土抗冻试验机㊁X射线衍射分析仪㊁电子显微镜㊁等温微量热仪及激光粒度分析仪等.1.3试验方案(1)水泥标准稠度㊁凝结时间及安定性测试.实验按照G B/T1346 2001‘水泥标准稠度用水量㊁凝结时间㊁安定性检验方法“相关规定进行.(2)水泥砂浆强度实验.实验按G B/T 17671 1999‘水泥胶砂强度检验方法(I S O法)“进行.(3)新拌道路混凝土工作性测试.实验按G B/T50080 2002‘普通混凝土拌和物性能实验方法标准“进行.(4)新拌道路混凝土成型.按A S T M C192-C192M方法对水泥混凝土成形,待脱模后放入R H=95%,温度为(20ʃ2)ħ标准养护室中进行养护.(5)道路混凝土抗折抗压强度测试.道路混凝土抗折强度测定时采用150mmˑ150mmˑ550mm标准试件,抗压强度测定时采用150mm ˑ150mmˑ150mm标准试件,具体测定方法参照J T GE30 2005‘公路工程水泥及水泥混凝土实验规程“相关规程进行.(6)道路混凝土耐磨性测试.道路混凝土耐磨性试验具体过程如下:1)取尺寸为150mmˑ150mmˑ150mm的标准耐磨试件,并分别置于温水中进行养护7㊁28㊁90d龄期;2)取出养护试件,擦干水分,并在空气中干燥12h;3)将自然干燥的试件放在烘干箱内烘干至少12h,直到构件质量不再发生变化;4)取出标准试件在200N的负载下磨10转,称取试件重量M1;5)在该负载作用下磨30转,并称取试件重量M2;6)计算试件单位面积磨损量G c=M1-M20.0125.(7)道路混凝土抗冻性测试(快冻法).道路混凝土抗冻性试验具体过程如下:1)制作尺寸为100mmˑ100mmˑ400mm 的抗冻性试件,并分别养护24和86d.2)将养护期满的试件放入石灰水中充分浸泡,浸泡温度为(20ʃ2)ħ.3)将试件取出,并用吸干纸充分吸干试件表面水分.4)测定试件初始质量M0.5)将试件进行冻融循环试验,并测定试件质量M n,直到满足下列情况之一即可停止冻融循环试验:①冻融循环300次;②试件冻融后弹性模量折损40%;③试件质量损失W n在5%以上,W n=(M0-M n)/M0.(8)道路混凝土收缩测试.道路混凝土收缩测试具体流程如下:1)将试件进行分组,每组3个试件;2)试件放入养护室中养护3d后取出,并测量混凝土试件初始温度;3)将试件放进干缩养护室内进行养护;4)分别测量试件在干缩养护室1㊁3㊁7㊁14㊁21㊁28㊁60㊁90㊁120㊁150㊁180d的试件长度; 5)计算试件干缩率S d=(X01-X t1)/L0式中:L0试件测量的基准标距,为混凝土不计金属测头试件长度减去2倍金属测头埋入深度, mm;X01为试件初始长度(含金属测头),mm;X t1为某一龄期的干燥收缩长度(含金属测头),mm. 2钢渣微粉质量分数对水泥混凝土性能分析本试验将莱钢钢渣微粉以10%为等级等质量取代水泥用量制备钢渣-水泥复合胶凝材料,并研究莱钢钢渣微粉质量分数在0~40%变化范围内对复合胶凝材料标准稠度㊁抗折抗压强度㊁标准砂浆的流动度㊁凝结时间等各项物理性能的影响规律.2.1对复合胶凝材料标准稠度的影响莱钢钢渣微粉质量分数在0~40%变化范围内对复合胶凝材料标准稠度的影响见表1及图1.表1莱钢钢渣微粉质量分数对复合胶凝材料标准稠度的影响T a b l e1T h e i n f l u e n c eo fm a s sb l e n d i n g o f L a i g a n g s t e e l s l a g m i c r o-p o w d e r o n t h es t a n d a r dc o n s i s t e n c yo f c o m p o s i t ec e m e n t i t i o u sm a t e r i a l s编号质量分数/%钢渣水泥标准稠度J Z01000.300G1010900.295G2020800.292G3030700.288G4040600.290832沈阳大学学报(自然科学版)第30卷图1莱钢钢渣微粉质量分数对复合胶凝材料标准稠度的影响F i g.1T h e i n f l u e n c eo fm a s sb l e n d i n g o f L a i g a n g s t e e ls l a g m i c r o-p o w d e r o n t h es t a n d a r dc o n s i s t e n c yo f c o m p o s i t ec e m e n t i t i o u sm a t e r i a l s由表1及图1可知,钢渣微粉质量分数在0 ~30%范围内时,随着钢渣微粉质量分数的增加,复合胶凝材料的标准稠度呈降低趋势,标准稠度由0.300降低到0.288,降低了4.17%;钢渣微粉质量分数在30%~40%范围内时复合胶凝材料的标准稠度略微上升,钢渣微粉质量分数30%时标准稠度为0.288;当钢渣微粉质量分数达到40%时,标准稠度又升高到了0.290.2.2对复合胶凝材料凝结时间的影响莱钢钢渣微粉质量分数在0~40%变化范围内对复合胶凝材料凝结时间的影响见表2及图2.表2莱钢钢渣微粉质量分数对复合胶凝材料凝结时间的影响T a b l e2I n f l u e n c eo fm a s sb l e n d i g o f L a i g a n g s t e e l s l a g m i c r o-p o w d e r o n t h es e t t i n g t i m eo f c o m p o s i t ec e m e n t i t i o u sm a t e r i a l编号质量分数/%钢渣水泥凝结时间/m i n初凝终凝J Z0100211.2284.9 G101090235.4348.7 G202080261.8363.0 G303070330.0418.0 G404060335.5414.7图2莱钢钢渣微粉质量分数对复合胶凝材料凝结时间的影响F i g.2I n f l u e n c eo fm a s sb l e n d i g o f L a i g a n g s t e e l s l a gm i c r o-p o w d e r o n t h es e t t i n g t i m eo fc o m p o s i t ec e m e n t i t i o u sm a t e r i a l由表2及图2可知,随着莱钢钢渣微粉质量分数所占比例的不断增加,复合胶凝材料初凝时间和终凝时间均呈先升高后稳定的趋势.复合胶凝材料终凝时间由284.9m i n增加到414.7m i n,增加了45.6%,其中钢渣微粉质量分数在0~ 30%范围内时的变化速率较大,在30%~40%范围内时变化速率较小;复合胶凝材料初凝时间由211.2m i n增加到335.5m i n,增加了58.9%,其中钢渣微粉质量分数在0~10%㊁20%~30%范围内时的变化速率较大,30%后凝结时间呈降低趋势.2.3对复合胶凝材料砂浆流动度的影响莱钢钢渣微粉质量分数在0~40%变化范围内对复合胶凝材料砂浆流动度的影响见表3及图3.表3莱钢钢渣微粉质量分数对复合胶凝材料砂浆流动度的影响T a b l e3I n f l u e n c eo fm a s sb l e n d i g o f L a i g a n g s t e e l s l a g m i c r o-p o w d e r o n t h e f l u i d i t y o fm o r t a r o fc o m p o s i t ec e m e n t i t i o u sm a t e r i a l编号质量分数/%钢渣水泥流动度/c m J Z010022.43G1*******.06G2*******.01G3*******.00G4*******.99图3莱钢钢渣微粉质量分数对复合胶凝材料砂浆流动度的影响F i g.3I n f l u e n c eo fm a s sb l e n d i g o f L a i g a n g s t e e l s l a gm i c r o-p o w d e r o n t h e f l u i d i t y o fm o r t a r o fc o m p o s i t ec e m e n t i t i o u sm a t e r i a l由表3及图3可知,莱钢钢渣微粉质量分数在0~20%范围内时,随着钢渣微粉质量分数的增加,复合胶凝材料砂浆流动度呈不断增加趋势,由22.43c m增加到了24.01c m,增加了7.04%;莱钢钢渣微粉质量分数在20%~40%范围内复合胶凝材料砂浆流动度基本趋于稳定,保持在24 c m左右.造成这种现象的主要原因是钢渣微粉早期活性较低,因此增大了胶凝材料的流动度.932第3期任新涛等:钢渣微粉对道路混凝土掺合料性能的影响2.4 对复合胶凝材料砂浆强度的影响莱钢钢渣微粉质量分数在0~40%变化范围内对复合胶凝材料砂浆流动度的影响见表4及图4.表4 莱钢钢渣微粉质量分数对复合胶凝材料砂浆抗折抗压强度的影响T a b l e4 T h e i n f l u e n c eo fm a s sb l e n d i g o f L a i g a n g s t e e l s l a g m i c r o -p o w d e r o na n t i -f o l d i n ga n dc o m p r e s s i v es t r e n g t ho fm o r t a r o f c o m po s i t ec e m e n t i t i o u sm a t e r i a l 编号质量分数/%钢渣水泥抗折强度/M P a 3d7d28d 90d抗压强度/M P a 3d7d28d90dJ Z1005.36.89.810.225.438.850.254.5G 1010904.16.58.79.719.535.044.359.0G 2020803.95.98.09.817.833.047.359.7G 3030703.25.28.09.716.232.844.157.2G 4040603.25.28.09.716.232.844.157.2图4 莱钢钢渣微粉质量分数对复合胶凝材料砂浆抗折抗压强度的影响F i g .4 T h e i n f l u e n c eo fm a s sb l e n d i g o f L a i g a n g s t e e l s l a g m i c r o -p o w d e r o na n t i -f o l d i n g an d c o m p r e s s i v es t r e n g t ho fm o r t a r o f c o m po s i t ec e m e n t i t i o u sm a t e r i a l (a ) 抗折强度;(b) 抗压强度.由表4及图4可知,随着养护时间的增加,复合胶凝材料砂浆抗折强度和抗压强度均有不同程度的增加,但是在相同的养护时间内,随着莱钢钢渣微粉质量分数比例的增加,复合胶凝材料砂浆抗折强度和抗压强度虽然有所波动,但整体呈现下降的趋势,其中以3d 养护期复合胶凝材料砂浆抗压强度变化最为明显,在不掺入钢渣微粉时为25.4M P a ,当钢渣微粉比例升高至30%时降低到16.2M P a ,降低了近56.8%;钢渣微粉质量分数大于30%后抗折强度和抗压强度趋于稳定.造成这种现象的主要原因是钢渣微粉的活性较低,对复合胶凝材料强度没有明显的提升作用.通过研究莱钢钢渣微粉质量分数在0~40%变化范围内对复合胶凝材料标准稠度㊁抗折抗压强度㊁标准砂浆的流动度㊁凝结时间等各项物理性能的影响规律发现,钢渣微粉最佳质量分数为30%,即m (钢渣微粉)ʒm (水泥)=3ʒ7.3 工程应用以沿德高速水泥混凝土路面工程为项目依托,通过以质量比m (莱钢钢渣微粉)ʒm (水泥)=3ʒ7比例在基准组中掺加莱钢钢渣微粉的方式得到实验组,并通过对比实验组和基准组路面工作性能㊁力学性能以及耐久性能验证莱钢钢渣对水泥混凝土路面的影响效果.沿德高速水泥混凝土路面标准组和实验组的混凝土成分见表5,调整前后混凝土状态见图5.图5 道路混凝土状态F i g.5 S t a t eo f r o a dc o n c r e t e (a ) 调整前;(b) 调整后.表5 调整后的道路混凝土的成分T a b l e5 C o m p o s i t i o no f a d ju s t e d r o a dc o n c r e t e k g㊃m -3组 别胶凝材料钢渣水泥水水胶比细集料粗集料4.75~9.50mm 9.50~16.00mm 16.00~26.50mm减水剂标准组0408.20试验组122.46285.74142.60.34731.7273.4381.6455.24.08042沈阳大学学报(自然科学版) 第30卷3.1 工作性能路用混凝土的使用性能常用的衡量参数有塌落度㊁振动黏度系数.由于振动黏度系数测试的条件要求较高,通常在工地现场选择塌落度试验作为质量依据.依托工程标准组和试验组塌落度见表6.由表6的道路混凝土基准组和实验组初始坍落度和1h 坍落度可以发现,初始塌落度和1h 塌落度实验组均有一定程度的增大.实验组与基准组相比,初始及1h 塌落度分别增加2.3和3.5c m.通过上述对比可以得出,在路用混凝土中添加外加剂(钢渣微粉等)可以改善其流动性㊁保水性,同时减少其经时塌落度损失.表6 道路混凝土的坍落度T a b l e6 T h es l u m p o f r o a dc o n c r e t e c m组 别初始坍落度1h 坍落度基准组9.65.4实验组11.98.83.2 力学性能评价一条公路的路面质量的主要参考指标是结构强度,表7给出了沿德高速混凝土路面基准组及实验组的抗折-抗压强度试验数据对比.表7 不同龄期下道路混凝土的抗折抗压强度T a b l e7 A n t i -f o l d i n g a n dc o m p r e s s i v es t r e n gt h o f r o a dc o n c r e t eu n d e r d i f f e r e n t a ge s M P a组 别抗折强度28d 龄期90d 龄期抗压强度28d 龄期90d 龄期基准组6.537.3852.0367.8实验组7.318.5057.3472.4对比基准组和实验组两组数据可知,龄期28和90d 抗折强度㊁抗压强度实验组均有一定程度的增大.实验组与基准组相比,28及90d 抗折强度分别增加0.78和1.12M P a ,28及90d 抗压强度分别增加5.31和4.6M P a .以上数据说明,添加了钢渣的混凝土水化时间增长,同时钢渣等外加剂自身的活性对提高混凝土的后期强度具有明显作用.3.3 耐久性能道路混凝土耐久性能主要包括耐磨性㊁抗冻性㊁体积安定性3方面.(1)耐磨性.表8给出了沿德高速混凝土路面基准组及实验组28和90d 道路混凝土的单位磨损量.对比基准组和实验组28和90d 两组耐磨试验数据可知,添加钢渣等外加剂的实验组可以降低混凝土路面的磨耗率.实验组与基准组相比,28及90d 单位平均磨耗分别下降0.01和0.26k g㊃m -2,磨耗率分别降低0.45%和14.5%,随着混凝土龄期的增长,特重等级交通量添加钢渣等外加剂的实验组混凝土路面磨耗率在迅速降低;以上数据说明,添加了钢渣的混凝土水化时间增长,同时,钢渣等外加剂逐渐发挥了降低混凝土路面磨耗的作用.表8 道路混凝土的单位磨损量T a b l e8 U n i tw e a r i n g c a p a c i t y of r o a dc o n c r e t e kg ㊃m -2组 别28d 龄期90d 龄期基准组2.231.79实验组2.241.53(2)抗冻性.图6给出了沿德高速混凝土路面基准组及实验组道路混凝土的冻融质量损失率.图6 不同龄期道路混凝土的冻融质量损失F i g.6 M a s s l o s s o f f r e e z e -t h a wo f r o a d c o n c r e t ea t d i f f e r e n t a ge s 对比基准组和实验组28和90d 两组质量损失试验数据可知,添加钢渣等外加剂的实验组可以降低混凝土路面经过多次冻融循环后的质量损失率.实验组与基准组相比,28及90d 在经历300次冻融循环后质量损失率分别下降了0.23%和0.23%,随着混凝土龄期的增长,特重等级交通量添加钢渣等外加剂的实验组混凝土路面质量损失率在逐渐降低,表明其抵抗冻融循环能力逐渐增强.以上数据说明,添加了钢渣的混凝土水化时间增长的同时,钢渣等外加剂逐渐改善了混凝土抵抗冻融循环的能力.(3)体积安定性.图7给出了沿德高速混凝土路面基准组及实验组道路混凝土的体积安定性.从以上分析可见:随着混凝土龄期的增长,混凝土的收缩量逐渐变大;对比相同龄期,添加钢渣㊁粉煤灰等外加剂的实验组和基准组混凝土142第3期 任新涛等:钢渣微粉对道路混凝土掺合料性能的影响的干缩量可以发现,伴随着龄期增长,其差值逐渐增大;混凝土龄期在7~90d间,混凝土的干缩量变化较大.说明混凝土添加钢渣等外加剂后可以减少水泥用量,延缓混凝土的水化反应,改善混凝土初期的干缩性能,并有效减少干缩裂缝的产生.图7道路混凝土不同龄期收缩率变化F i g.7C h a n g eo f s h r i n k a g e r a t ea t d i f f e r e n ta g e s o f r o a dc o n c r e t e4结论针对道路混凝土路面常见病害以及钢渣微粉等工业废渣利用率较低的现状,本文将莱钢钢渣微粉以10%为等级等质量取代水泥用量制备钢渣-水泥复合胶凝材料,研究了莱钢钢渣微粉质量分数在0~40%变化范围内对复合胶凝材料相关性能的影响规律,得出了钢渣微粉最佳含量,并将研究成果在沿德高速水泥混凝土路面工程中进行了应用.研究结果表明:(1)随着复合胶凝材料中莱钢钢渣微粉质量分数的增加,复合胶凝材料标准稠度㊁砂浆强度呈现出先下降后稳定的趋势,凝结时间㊁砂浆流动度呈现先上升后稳定趋势;(2)根据道路混凝土掺合料性能的变化规律,钢渣微粉和水泥的最佳配合质量比m(钢渣微粉)ʒm(水泥)=3ʒ7;(3)沿德高速水泥混凝土路面试验结果表明,钢渣微粉的掺加能够有效改善混凝土的颗粒级配,使得混凝土结构更加密实,可以明显改善路用混凝土的耐磨㊁抗冻㊁体积稳定性等耐久性指标.参考文献:[1]袁明月,张福海,陈翔,等.钢渣微粉改良膨胀土室内试验研究[J].水利与建筑工程学报,2017,15(2):8185.Y U A N M Y,Z H A N GFH,C H E NX,e t a l.M i c r o-p o w d e ri m p r o v e m e n t so fs t e e ls l a g t r e a t e d e x p a n s i v es o i l[J].J o u r n a l o f W a t e r R e s o u r c e s a n d A r c h i t e c t u r a lE n g i n e e r i n g,2017,15(2):8185.[2]朱李俊,王磊,程东波,等.钢渣微粉用于重金属污染土壤固化剂实验研究[J].硅酸盐通报,2016,35(7):22812286.Z HU LJ,WA N G L,C H E N G D B,e ta l.E x p e r i m e n t a ls t u d y o fs t e e ls l a g p o w d e ra ss o l i d i f i e da g e n tt o h e a v ym e t a lc o n t a m i n a t e d s o i l[J].B u l l e t i n o f t h e C h i n e s eC e r a m i c S o c i e t y,2016,35(7):22812286.[3]宋凯强,刘福田.钢渣微粉与矿渣粉对混凝土性能及水化机理的影响研究[J].水泥工程,2015,28(4):7680.S O N G K Q,L I U F T.I n f l u e n c eo fs t e e ls l a g a n ds l a gp o w d e r o n c o n c r e t e c h a r a c t e r i s t i c a n d i t s h y d r a t i o nm e c h a n i s m[J].C e m e n t E n g i n e e r i n g,2015,28(4):7680.[4]高汉青,杨晓光,仲朝明,等.钢渣微粉在水泥基灌浆料中的应用研究[J].混凝土,2014(2):8587.G A O H Q,Y A N G X G,Z H O N GZ M,e t a l.A p p l i c a t i o ns t u d y o f s t e e ls l a g p o w d e ri n c e m e n t b a s e d g r o u t i n gm a t e r i a l[J].C o n c r e t e,2014(2):8587.[5]邹启贤,喻世涛.钢渣微粉对高强混凝土性能的影响[J].混凝土与水泥制品,2009(4):1215.Z O U Q X,Y U S T.E f f e c t so f s t e e l s l a gp o w d e ro nt h ep r o p e r t i e so fh i g h-s t r e n g t hc o n c r e t e[J].C h i n aC o n c r e t ea n dC e m e n tP r o d u c t s,2009(4):1215.[6]袁萍,孙家瑛,任传军.钢渣微粉对沥青混合料性能影响研究[J].建筑施工,2007,29(6):443444.Y U A NP,S U NJY,R E N CJ.S t u d y o ne f f e c to fm i c r os t e e l s l a g p o w d e ro n a 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a l s ,2016,110:145153.E f f e c t o f S t e e l S l a g Po w d e r o n P e r f o r m a n c e o f R o a d C o n c r e t e A d m i x t u r eR e nX i n t a o 1,K a n g Ch u n x i a 2(1.X i a nI n t e r n a t i o n a lL a n dP o r t M u n i c i p a lA u x i l i a r y C o m p a n y ,X i a n710000,C h i n a ;2.S c h o o lo fE c o n o m i c sa n d M a n a g e m e n t ,H e b e iU n i v e r s i t y o fA r c h i t e c t u r e ,Z h a n g ji a k o u075000,C h i n a )A b s t r a c t :I no r d e rt oa l l e v i a t et h ec o mm o n d i s e a s e so fr o a dc o n c r e t e p a v e m e n ta n di m pr o v et h e u t i l i z a t i o n r a t e o f s t e e l s l a g a n do t h e r i n d u s t r i a lw a s t e ,t h e s t e e l s l a g -c e m e n t r o a d c o n c r e t e a d m i x t u r e w a s p r e p a r e db y s u b s t i t u t i n g t h e c e m e n t c o n t e n tw i t h t h e q u a l i t y o fL a i g a n g s t e e l s l a g m i c r o -p o w d e r w i t h 10%g r a d e .T h e i n f l u e n c e l a wo f L a i g a n g s t e e l s l a g m i c r o -p o w d e rm a s s b l e n d i n g i n t h e r a n g e o f 0~40%o n t h e p r o p e r t i e s o f c o m p o s i t e c e m e n t i t i o u sm a t e r i a l sw a s s t u d i e d ,a n d t h e o pt i m u mc o n t e n t o f s t e e l s l a g m i c r o -p o w d e rw a s o b t a i n e d .T h e r e s u l t s s h o wt h a tw i t h t h e i n c r e a s e o f t h e c o n t e n t o f s t e e l s l a gp o w d e r i n t h e c o m p o s i t e c e m e n t i t i o u sm a t e r i a l ,t h e s t a n d a r dc o n s i s t e n c y a n dm o r t a r s t r e n gt ho f t h e c o m p o s i t e c e m e n t i t i o u sm a t e r i a l s h o wa t e n d e n c y o f d e c r e a s i n g fi r s t a n d t h e ns t a b i l i z e d ,a n d t h e s e t t i n g t i m ea n dt h e m o r t a r f l u i d i t y s h o wat r e n do f r i s i n g f i r s ta n dt h e ns t a b i l i z e d .T h eo p t i m u m m a s s r a t i oo f s t e e l s l a gp o w d e r a n d c e m e n t i s 3ʒ7.T h e t e s t r e s u l t so fY a n c h e n g h i g h -s p e e dc e m e n t c o n c r e t e p a v e m e n t s h o wt h a t t h e a d d i t i o no f s t e e l s l a gp o w d e r c a n s i g n i f i c a n t l y i m p r o v e t h e d u r a b i l i t yi n d e x e s o f r o a d c o n c r e t e s u c ha sw e a r r e s i s t a n c e ,f r o s t r e s i s t a n c e a n dv o l u m e s t a b i l i t y.K e y wo r d s :s t e e l s l a gp o w d e r ;c e m e n t ;r o a d c o n c r e t e ;a d m i x t u r e ;m i x r a t i o ʌ责任编辑:赵 炬,李 艳ɔ342第3期 任新涛等:钢渣微粉对道路混凝土掺合料性能的影响。
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。
钢渣粉对高性能混凝土耐久性能影响的试验研究
钢渣粉对高性能混凝土耐久性能影响的试验研究摘要：利用钢渣粉作为矿物掺合料制备高性能混凝土，研究钢渣粉对高性能混凝土耐久性能（抗冻性能等）的影响。
研究表明：一定掺量的钢渣粉，可以提高高性能混凝土的抗冻性能，根据钢渣粉不同掺量对高性能混凝土抗冻性能影响规律，其钢渣粉的最佳掺量为20%。
关键词：钢渣粉；高性能混凝土；抗冻性能1、引言由于高性能混凝土的耐久性劣化或失败，世界各国为此付出的代加十分沉重。
然而，值得庆幸的是，由于工程安全因素，更由于耗费巨资的经济提醒我们：现在，混凝土耐久性问题已越来越受到人们的重视[1-2]。
钢渣粉是工业化生产中的副产品，是不可避免的，我国钢铁产业每年排放大量的固体废渣，其中钢渣粉的排放量达到4000多万吨[3]。
由于钢材煅烧温度在1200度左右，钢渣粉中含有一定数量的水泥熟料矿物组成，如C2S、C3S等，具备可以作为水泥混合材和混凝土掺合料的条件；钢渣粉掺入到高性能混凝土中，可降低水泥胶体的水化热，提高混凝土结构的耐磨性，是否可以改善高性能混凝土的工作性能、力学性能和耐久性等，这些工作已经有不少学者和专家进行相关研究[4-5]。
本文利用钢渣粉作为矿物掺合料制备高性能混凝土，研究钢渣粉对高性能混凝土耐久性能（抗冻性能）的影响。
2、原材料与试验仪器、设计方案2.1原材料水泥：PO42.5水泥，细度1.2%；比表面积为330m2/kg；山东济南山水集团平阴厂产。
钢渣粉：比表面积376kg/m3；氯离子0.0024%；烧失量2.12%；山东济南山钢集团产。
水泥和钢渣粉的化学成分见表1所示：普通硅酸盐水泥的实测性能指标见表2所示：表1 普通硅酸盐水泥、粉煤灰和钢渣粉的化学成分 /%名称SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2OK2OSO3fCaO水泥20.855.472.9059.821.24.46.37-0.60钢渣粉14.054.6621.9545.481.311.562.44.805.69表2 普通硅酸盐水泥的实测性能指标编号安定性定性凝结时间/min抗折强度/MPa抗压强度/MPa初凝终凝1d3d28d1d3d28dO PC 合格190245-5.6413.6-24.051.7砂：天然河砂，Ⅰ类中砂；含泥量1.65%；泥块含量0.3%；细度模数2.85；比表面积2620 kg/m3；为山东省济南市济南近郊产。
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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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。
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．
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
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。
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
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。
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
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。
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。
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．
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。
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
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℃。
工 业 技 术
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）
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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％。
２试验结果分析
２．１钢渣矿粉掺量对混凝土抗压强度的影响 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
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
由图 １可知，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。