宝钢高炉水淬矿渣水硬性的分析
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（１．Ｂａｏｓｔｅｅｌ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０ １ ９００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｔｏｎｇｊｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｑｕｅｎｃｈｅｄ ｇｒａｎｕｌａｔｅｄ ｓｌａｇ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ＢＦ ｓｌａｇ ｇｒａｎｕｌａｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｗｈｉｃｈ，ｉｎ ｔｕｒｎ，ｃａｕｓｅｓ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｓｌａｇ’Ｓ ｇｌａｓｓｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｑｕｉｃｋ ｓｅｌｆ－ｈｙｄｒａｕｌｉｅｉｔｙ ｏｆ Ｂａｏｓｔｅｅｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＢＦ ｓｌａｇ，ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｌａｇ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＢＦ ｓｌａｇ ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｃｌｉｎｋｅｒ ａｒｅ ｔｅｓｔｅｄ ｉｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｗａｙｓ．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｓｌａｇ’ｓ ａｃｔｉｖ— ｉｔｙ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｌａｇ ｆｒｏｍ Ｂａｏｓｔｅｅｌ ｈａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｈｙｄｒａｕｌｉｃｉｔｙ，ａｎｄ ｉｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ．
重、细度模数、自身快速水硬性以及各龄期活性指 数均比较大；３号高炉矿渣的平均容重、细度模 数、自身最大水硬性以及早期（３ ｄ，７ ｄ）活性指数 均为最小，２８ ｄ活性指数最高；２号高炉矿渣的各 项性能指标基本介于１号和３号之间；因４号高 炉矿渣仅有一次取样，从测试数据看，其细度模数 最小，活性指数指标与２号高炉矿渣较为接近。
（４）养护温度越高，矿渣自身的水化越快，不 同高炉矿渣在２０℃下养护９０ ｄ的自身水硬强度 与钧℃下养护２８ ｄ的强度基本相当。
Ｅ２
１．３２
Ｅ３
１．２３
Ｅ４
１．１７
快速水硬性／ＭＰａ １２．４ １５．４ １２．９ １６．３
３．２．２ 不同高炉矿渣水硬前后的ＸＲＤ图谱分析
图２是高炉水淬矿渣及其自身快速水硬性处 理后ＸＲＤ图谱的比较。由图２可以看出，经过快 速水硬处理后，矿渣中原有１一ｃ：ｓ和ｃ：Ａｓ晶体 的峰值变化不大，但产生了明显的水化产物ＣＳＨ 晶体峰。这一结果说明，矿粉在发生快速水硬过 程中，原始矿渣中矿物晶体没有太大的变化，产生 自硬性的主要原因是矿渣自身的玻璃体在水化过 程中形成了Ｃ．Ｓ－Ｈ凝胶。由图２同时可以看出， 快速水硬性越高的矿渣，水化产物ＣＳＨ晶体峰的 高度越高。
（２）４座高炉同一批矿渣，自身的极限水硬活 悛及在熬料激发下的极限强度基本裰当。也就是 说，高炉矿渣自身快速水硬性越大，受熟料水泥激 发的早期的净浆强度相对越高。
（３）不弱高炉矿渣是身活性发爱的速度不一 致，自身快速水硬性越大的矿渣，在不同养护温度 下的早期强度发展越快，早期的活性指数及净浆 强度也越高。
从不同时段不同高炉矿渣的取样数据看，矿 渣自身快速水硬性与矿渣的早期活性指数有一定 的相关性，尤其是同一批矿渣，这种规律更明显。 ３．２ 同一时段高炉矿渣的自身快速水硬性 ３．２．１ 不同高炉矿渣自身快速水硬性
表２是２００５年１１月４日所取高炉矿渣样品 的自身陕速水硬ｆ生值。从表２看，此批２号和４号
３．１．１ 不同高炉矿渣自身快速水硬性变化 图１是宝钢不同高炉矿渣自身快速水硬性变
化情况。由图１看，１号高炉自身快速水硬性上 下波动幅度最大，最大与最小的差别达７９．２％； ２，３号相对比较平稳，且２号的略高于３号的。 因分析时间为２００４年５月至２００５年１１月，４号 高炉仅有一次取样数据为１６．３ ＭＰａ，其矿渣的自 身快速水硬性与２号高炉接近。
取样日期
图１
Ｆｉｇ．１
宝钢不同高炉矿渣自身快速 水硬性随时间的变化
Ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｈｙｄｒａｕｌｉｃｉｔｙ ｏｆ Ｂａｏｓｔｅｅｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＢＦ ｓｌａｇ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ
３试验结果 ３．１ 不同时段高炉矿渣自身快速水硬性
自身快速水硬性就是矿粉在快速水硬过程 中，原始矿渣中矿物晶体没有太大的变化，而矿渣 自身的玻璃体在水化过程中形成了ｃ．ｓ—Ｈ凝胶， 同时吸收空气中的ＣＯ：形成ＣａＣＯ，晶体析出。
沈燕华高工１９６４年生１９８７年毕业于同济大学现从事硅 酸盐专业电话５６６９５５１ １—２０７２
释矿渣玻璃体的性质时取得了很好的效果，但是 对于一个特定的粒状高炉矿渣来说，还必须根据 其情况，作出相应的结构理论判断。
在相同激发剂的情况下，水淬高炉矿渣水化 的速度，对于成分接近的矿渣来说主要取决于矿 渣的结构形态，亦即是结晶还是玻璃体，以及微晶 的大小和结晶度。经验表明，结构形态不同，水化 速度也不Ｊ司。
（３）矿渣的容重测定按ＧＢ６６４５附录Ｂ（补充 件）进行。 ２．２试验方案
本项研究针对宝钢４座高炉测定不同时段的 高炉矿渣、同一时段高炉矿渣的自身快速水硬性 变化情况，同一时段的高炉矿渣在不同养护温度、 不同养护龄期的活性发展情况以及在水泥熟料激 发下的水泥浆体强度变化情况，借助于各种测试 方法，分析不同高炉矿渣玻璃体的活性差别以及 产生差别的原因。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｌａｇ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃｉｔｙ；ａｃｔｉｖｉｔｙ；ｓｔｒｅｎｇｔｈ
０前言 粒化水淬高炉矿渣是急剧冷却液态熔融矿渣
而得到的产品，其中大部分是玻璃态物质，玻璃体 含量与矿渣的化学成分及急冷速度有关。矿渣玻 璃体的聚合度很低，具有活性。
对于矿渣的玻璃体结构，现在比较有代表性 的理论有三种：①认为粒化高炉矿渣是由不同的 氧化物（Ａ１。Ｏ，，ＳｉＯ。）形成的各方向发展的空间网 络，它的分布规律要比晶体差得多，近程有序，远 程无序。②认为矿渣玻璃体的结构可以看成是不 同的极度变形的微晶体所组成，它们的尺寸极其 微小，仅５０～４ ０００ Ａ，是有缺陷的、扭曲的处于 介稳态的微晶子，具有较高的活性。③认为矿渣 的结构在宏观上是由硅氧四面体组成的聚合度不 同的网状结构，钙、镁离子分布在网状结构的空穴 中，微观上大体是按相律形成不均匀物相或微晶 矿物，近程有序，远程无序¨ｊ。以上三种理论在解
万方数据
４２
宝钢技术
２００７年第６期
表４商炉矿渣在不同养护温度下
Ｔａｂｌｅ ４
不同养护龄期强度Байду номын сангаас化
Ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ＢＦ ｓｌａｇ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｕＨｎｇ
ｐｅｒｉｏｄ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｕｒｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ＭＰａ
６０％左右，７ ｄ强度约为纯水泥强度的８５％左右； ②水泥熟料激发下的矿耪前７ ｄ强度发展极其迅 速，７ ｄ以后强度发展略缓，到第２８天其强度基 本达到峰值；③自身快速水硬性较大的２，４号高 炉矿渣早期强度较１，３号高炉的要略裹，纛麓强 度基本相当。
况。由表３可以看出，快速水硬性高的矿渣（Ｅ２， Ｅ４），早期（３ ｄ，７ ｄ）活性指数相对高一些，后期 （２８ ｄ）活性指数相对低一些。
表３不同高炉矿渣的活性指数
Ｔａｂｌｅ ３ Ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＢＦ ｓｌａｇ
３．２．４高炉矿渣强度与养护温度和养护龄期的 关系
表４为不同高炉矿渣在不同养护温度下不同 养护龄期强度值。
万方数据
沈燕华等宝钢高炉水淬矿渣水硬性的分析
４１
高炉的矿渣自身快速水硬性相对较大，而１号和３ 号高炉矿渣的相对较低，相差幅度在２０％左右。
表２不同高炉矿渣快速水硬性
Ｔａｂｌｅ ２ Ｑｕｉｃｋ ｈｙｄｒａｕｌｉｅｉｔｙ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＢＦ ｓｌａｇ
炉号
编号容重／（ｋｇ·Ｌ。１）
Ｅ１
１．２９
３．１．２不同高炉矿渣活性指数 为了进一步比较４座高炉矿渣系列性能差
别，同时分析它们之间的关系，将不同时段所取矿 渣的细度模数、容重、自身快速水硬性以及不同龄 期的活性指数进行了平均处理，结果见表１。
从表１中可以看出，１号高炉矿渣的平均容
Ｔａｂｌｅ １
表１矿渣砂浆强度与快速水硬性及活性指数均值
Ｍｅａｎ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｓｌａｇ ｍｏｒｔａｒ’Ｓ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｑｕｉｃｋ ｈｙｄｒａｕｌｉｃｉｔｙ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎｄｅｘ
＝５４．８ ＭＰａ。
（２）矿渣：宝钢４座高炉水淬矿渣。
万方数据
宝钢技术
２００７年第６期
２试验方法与方案 ２．１试验方法
（１）矿粉的活性测定参照《用于水泥和混凝 土中的粒化高炉矿渣粉》国家标准（ＧＢ／Ｔ１８０４６－－
２０００）； （２）矿渣的自身快速水硬性测定，是采用烘
干（１００±５）℃、磨细（试验室小磨粉磨６５ ｍｉｎ）后 的矿粉，按０．２８５的水灰比成型为２ ｏｍ×２ ｃｍ× ２ ｃｍ试块，在（６０±５）℃的环境下带模保湿养护 ２４ ｈ，拆模后在（１００±５）℃的养护箱中蒸养 １４ ｈ，测定抗压强度。
关键词：矿渣；水硬性；活性；强度 中图分类号：ＴＦ５４３．１文献标识码：Ｂ文章编号：１００８—０７１６（２００７）０６—００３９—０４
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｉｔｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ－Ｑｕｅｎｃｈｅｄ Ｇｒａｎｕｌａｔｅｄ ＢＦ Ｓｌａｇ ａｔ Ｂａｏｓｔｅｅｌ
Ｓｈｅｎ Ｙａｎｈｕａ １，Ｚｈａｎｇ Ｓｈｕｑｉｎ９２
炉同一批矿渣，尽管自身快速水硬性有高有低，强 度达到极限强度的对闻有旱有晚，键最终的极隈 强度相差不大。 ３．２．５ 高炉矿渣强度在水泥熟料激发下的变化
为了进一步分析４恋高炉矿渣在熟料永泥激 发情况下的活性发展情况，按照熟料水泥：矿粉＝ ３０：７０，水灰比为０。２８５进行净浆试件成型。测得 数据觅表５。
对于宝钢不同高炉产出的水淬高炉矿渣，由 于矿石原料相同，经过冶炼水淬后，其产出的粒化 高炉矿渣化学成分差别不大。造成不同高炉矿渣 性能差别的原因，主要是由于不同高炉渣水淬工 艺的差别引起矿渣玻璃体结构的差别。
１试验用原材料 （１）水泥：某厂生产的５２．５型硅酸盐水泥，
抗压强度（按ＧＢｌ７５－－１９９９）Ｒ３＝３０．８ ＭＰａ，Ｒ２８
２００７年第６期
宝钢技术
３９
宝钢高炉水淬矿渣水硬性的分析
沈燕华１，张树青２ （１．宝钢开发公司，上海２０１９００；２．同济大学，上海２０００９２）
摘要：不同高炉矿渣性能存在差别的主要原因是不同高炉渣水淬工艺的差别引起矿渣玻璃体结构的差 异。通过各种试验测试宝钢不同高炉矿渣的自身快速水硬性变化、不同高炉矿渣在不同养护温度下不同养护 龄期强度变化以及不同高炉矿渣在水泥熟料激发下的强度变化，从而分析各种外界因素对其活性的影响程 度。结果表明，宝钢高炉矿渣具有较高的水硬性，且随着时间的增长而增长。
２４００
★
圃
２４００
鏊１６００
１６００
琶
８００
８００
图２ 不同高炉水淬矿渣及其自身快速水硬性ＸＲＤ图谱
Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ＸＲＤ ｃｈａｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ—ｑｕｅｎｃｈｅｄ ＢＦ ｓｌａｇ ａｎｄ ｑｕｉｃｋ ｓｅｌｆ－ｈｙｄｒａｕｌｉｃｉｔｙ
３．２．３不同高炉矿渣活性指数 表３是不同高炉矿渣不同龄期的活性指数情
由表４可以看出，①养护温度越高，矿渣的强 度发展越快。矿渣在２０。Ｃ下养护９０ ｄ后自身水 硬强度与４０。Ｃ养护２８ ｄ强度接近；②自身快速水 硬性越大的矿渣强度发展越快，达到极限强度的 时间越短。自身快速水硬性相对较高的２，４号高 炉矿渣在４０℃下养护６０ ｄ后强度基本相同，而自 身快速水硬性相对较低的１，３号高炉矿渣在养护 ６０ ｄｇｉ］９０ｄ期间仍有１０％左右的增长；③４座高
表５高炉矿渣在水泥激发下不同养
护龄期豹净浆强度
Ｔａｂｌｅ ５
Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ＢＦ ｓｌａｇ ｍｏｒｔａｒ ｅｘｃｉｔｅｄ ｂｙ ｃｅｍｅｎｔ
ｃｌｉｎｋｅｒ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｕｒｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ
ＭＰａ
４结论 （１）宝钢高炉矿渣自身具有较高的水硬性，
主要原因是矿渣自身的玻璃体在水化过程中形成 了ｃ．Ｓ一珏凝黢，瑟与矿渣掰含晶体关系不大；其永 硬强度随着养护龄期的增加逐渐增长。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｑｕｅｎｃｈｅｄ ｇｒａｎｕｌａｔｅｄ ｓｌａｇ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ＢＦ ｓｌａｇ ｇｒａｎｕｌａｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｗｈｉｃｈ，ｉｎ ｔｕｒｎ，ｃａｕｓｅｓ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｓｌａｇ’Ｓ ｇｌａｓｓｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｑｕｉｃｋ ｓｅｌｆ－ｈｙｄｒａｕｌｉｅｉｔｙ ｏｆ Ｂａｏｓｔｅｅｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＢＦ ｓｌａｇ，ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｌａｇ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＢＦ ｓｌａｇ ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｃｌｉｎｋｅｒ ａｒｅ ｔｅｓｔｅｄ ｉｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｗａｙｓ．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｓｌａｇ’ｓ ａｃｔｉｖ— ｉｔｙ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｌａｇ ｆｒｏｍ Ｂａｏｓｔｅｅｌ ｈａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｈｙｄｒａｕｌｉｃｉｔｙ，ａｎｄ ｉｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ．
重、细度模数、自身快速水硬性以及各龄期活性指 数均比较大；３号高炉矿渣的平均容重、细度模 数、自身最大水硬性以及早期（３ ｄ，７ ｄ）活性指数 均为最小，２８ ｄ活性指数最高；２号高炉矿渣的各 项性能指标基本介于１号和３号之间；因４号高 炉矿渣仅有一次取样，从测试数据看，其细度模数 最小，活性指数指标与２号高炉矿渣较为接近。
（４）养护温度越高，矿渣自身的水化越快，不 同高炉矿渣在２０℃下养护９０ ｄ的自身水硬强度 与钧℃下养护２８ ｄ的强度基本相当。
Ｅ２
１．３２
Ｅ３
１．２３
Ｅ４
１．１７
快速水硬性／ＭＰａ １２．４ １５．４ １２．９ １６．３
３．２．２ 不同高炉矿渣水硬前后的ＸＲＤ图谱分析
图２是高炉水淬矿渣及其自身快速水硬性处 理后ＸＲＤ图谱的比较。由图２可以看出，经过快 速水硬处理后，矿渣中原有１一ｃ：ｓ和ｃ：Ａｓ晶体 的峰值变化不大，但产生了明显的水化产物ＣＳＨ 晶体峰。这一结果说明，矿粉在发生快速水硬过 程中，原始矿渣中矿物晶体没有太大的变化，产生 自硬性的主要原因是矿渣自身的玻璃体在水化过 程中形成了Ｃ．Ｓ－Ｈ凝胶。由图２同时可以看出， 快速水硬性越高的矿渣，水化产物ＣＳＨ晶体峰的 高度越高。
（２）４座高炉同一批矿渣，自身的极限水硬活 悛及在熬料激发下的极限强度基本裰当。也就是 说，高炉矿渣自身快速水硬性越大，受熟料水泥激 发的早期的净浆强度相对越高。
（３）不弱高炉矿渣是身活性发爱的速度不一 致，自身快速水硬性越大的矿渣，在不同养护温度 下的早期强度发展越快，早期的活性指数及净浆 强度也越高。
从不同时段不同高炉矿渣的取样数据看，矿 渣自身快速水硬性与矿渣的早期活性指数有一定 的相关性，尤其是同一批矿渣，这种规律更明显。 ３．２ 同一时段高炉矿渣的自身快速水硬性 ３．２．１ 不同高炉矿渣自身快速水硬性
表２是２００５年１１月４日所取高炉矿渣样品 的自身陕速水硬ｆ生值。从表２看，此批２号和４号
３．１．１ 不同高炉矿渣自身快速水硬性变化 图１是宝钢不同高炉矿渣自身快速水硬性变
化情况。由图１看，１号高炉自身快速水硬性上 下波动幅度最大，最大与最小的差别达７９．２％； ２，３号相对比较平稳，且２号的略高于３号的。 因分析时间为２００４年５月至２００５年１１月，４号 高炉仅有一次取样数据为１６．３ ＭＰａ，其矿渣的自 身快速水硬性与２号高炉接近。
取样日期
图１
Ｆｉｇ．１
宝钢不同高炉矿渣自身快速 水硬性随时间的变化
Ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｈｙｄｒａｕｌｉｃｉｔｙ ｏｆ Ｂａｏｓｔｅｅｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＢＦ ｓｌａｇ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ
３试验结果 ３．１ 不同时段高炉矿渣自身快速水硬性
自身快速水硬性就是矿粉在快速水硬过程 中，原始矿渣中矿物晶体没有太大的变化，而矿渣 自身的玻璃体在水化过程中形成了ｃ．ｓ—Ｈ凝胶， 同时吸收空气中的ＣＯ：形成ＣａＣＯ，晶体析出。
沈燕华高工１９６４年生１９８７年毕业于同济大学现从事硅 酸盐专业电话５６６９５５１ １—２０７２
释矿渣玻璃体的性质时取得了很好的效果，但是 对于一个特定的粒状高炉矿渣来说，还必须根据 其情况，作出相应的结构理论判断。
在相同激发剂的情况下，水淬高炉矿渣水化 的速度，对于成分接近的矿渣来说主要取决于矿 渣的结构形态，亦即是结晶还是玻璃体，以及微晶 的大小和结晶度。经验表明，结构形态不同，水化 速度也不Ｊ司。
（３）矿渣的容重测定按ＧＢ６６４５附录Ｂ（补充 件）进行。 ２．２试验方案
本项研究针对宝钢４座高炉测定不同时段的 高炉矿渣、同一时段高炉矿渣的自身快速水硬性 变化情况，同一时段的高炉矿渣在不同养护温度、 不同养护龄期的活性发展情况以及在水泥熟料激 发下的水泥浆体强度变化情况，借助于各种测试 方法，分析不同高炉矿渣玻璃体的活性差别以及 产生差别的原因。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｌａｇ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃｉｔｙ；ａｃｔｉｖｉｔｙ；ｓｔｒｅｎｇｔｈ
０前言 粒化水淬高炉矿渣是急剧冷却液态熔融矿渣
而得到的产品，其中大部分是玻璃态物质，玻璃体 含量与矿渣的化学成分及急冷速度有关。矿渣玻 璃体的聚合度很低，具有活性。
对于矿渣的玻璃体结构，现在比较有代表性 的理论有三种：①认为粒化高炉矿渣是由不同的 氧化物（Ａ１。Ｏ，，ＳｉＯ。）形成的各方向发展的空间网 络，它的分布规律要比晶体差得多，近程有序，远 程无序。②认为矿渣玻璃体的结构可以看成是不 同的极度变形的微晶体所组成，它们的尺寸极其 微小，仅５０～４ ０００ Ａ，是有缺陷的、扭曲的处于 介稳态的微晶子，具有较高的活性。③认为矿渣 的结构在宏观上是由硅氧四面体组成的聚合度不 同的网状结构，钙、镁离子分布在网状结构的空穴 中，微观上大体是按相律形成不均匀物相或微晶 矿物，近程有序，远程无序¨ｊ。以上三种理论在解
万方数据
４２
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表４商炉矿渣在不同养护温度下
Ｔａｂｌｅ ４
不同养护龄期强度Байду номын сангаас化
Ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ＢＦ ｓｌａｇ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｕＨｎｇ
ｐｅｒｉｏｄ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｕｒｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ＭＰａ
６０％左右，７ ｄ强度约为纯水泥强度的８５％左右； ②水泥熟料激发下的矿耪前７ ｄ强度发展极其迅 速，７ ｄ以后强度发展略缓，到第２８天其强度基 本达到峰值；③自身快速水硬性较大的２，４号高 炉矿渣早期强度较１，３号高炉的要略裹，纛麓强 度基本相当。
况。由表３可以看出，快速水硬性高的矿渣（Ｅ２， Ｅ４），早期（３ ｄ，７ ｄ）活性指数相对高一些，后期 （２８ ｄ）活性指数相对低一些。
表３不同高炉矿渣的活性指数
Ｔａｂｌｅ ３ Ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＢＦ ｓｌａｇ
３．２．４高炉矿渣强度与养护温度和养护龄期的 关系
表４为不同高炉矿渣在不同养护温度下不同 养护龄期强度值。
万方数据
沈燕华等宝钢高炉水淬矿渣水硬性的分析
４１
高炉的矿渣自身快速水硬性相对较大，而１号和３ 号高炉矿渣的相对较低，相差幅度在２０％左右。
表２不同高炉矿渣快速水硬性
Ｔａｂｌｅ ２ Ｑｕｉｃｋ ｈｙｄｒａｕｌｉｅｉｔｙ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＢＦ ｓｌａｇ
炉号
编号容重／（ｋｇ·Ｌ。１）
Ｅ１
１．２９
３．１．２不同高炉矿渣活性指数 为了进一步比较４座高炉矿渣系列性能差
别，同时分析它们之间的关系，将不同时段所取矿 渣的细度模数、容重、自身快速水硬性以及不同龄 期的活性指数进行了平均处理，结果见表１。
从表１中可以看出，１号高炉矿渣的平均容
Ｔａｂｌｅ １
表１矿渣砂浆强度与快速水硬性及活性指数均值
Ｍｅａｎ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｓｌａｇ ｍｏｒｔａｒ’Ｓ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｑｕｉｃｋ ｈｙｄｒａｕｌｉｃｉｔｙ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｉｎｄｅｘ
＝５４．８ ＭＰａ。
（２）矿渣：宝钢４座高炉水淬矿渣。
万方数据
宝钢技术
２００７年第６期
２试验方法与方案 ２．１试验方法
（１）矿粉的活性测定参照《用于水泥和混凝 土中的粒化高炉矿渣粉》国家标准（ＧＢ／Ｔ１８０４６－－
２０００）； （２）矿渣的自身快速水硬性测定，是采用烘
干（１００±５）℃、磨细（试验室小磨粉磨６５ ｍｉｎ）后 的矿粉，按０．２８５的水灰比成型为２ ｏｍ×２ ｃｍ× ２ ｃｍ试块，在（６０±５）℃的环境下带模保湿养护 ２４ ｈ，拆模后在（１００±５）℃的养护箱中蒸养 １４ ｈ，测定抗压强度。
关键词：矿渣；水硬性；活性；强度 中图分类号：ＴＦ５４３．１文献标识码：Ｂ文章编号：１００８—０７１６（２００７）０６—００３９—０４
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｉｔｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ－Ｑｕｅｎｃｈｅｄ Ｇｒａｎｕｌａｔｅｄ ＢＦ Ｓｌａｇ ａｔ Ｂａｏｓｔｅｅｌ
Ｓｈｅｎ Ｙａｎｈｕａ １，Ｚｈａｎｇ Ｓｈｕｑｉｎ９２
炉同一批矿渣，尽管自身快速水硬性有高有低，强 度达到极限强度的对闻有旱有晚，键最终的极隈 强度相差不大。 ３．２．５ 高炉矿渣强度在水泥熟料激发下的变化
为了进一步分析４恋高炉矿渣在熟料永泥激 发情况下的活性发展情况，按照熟料水泥：矿粉＝ ３０：７０，水灰比为０。２８５进行净浆试件成型。测得 数据觅表５。
对于宝钢不同高炉产出的水淬高炉矿渣，由 于矿石原料相同，经过冶炼水淬后，其产出的粒化 高炉矿渣化学成分差别不大。造成不同高炉矿渣 性能差别的原因，主要是由于不同高炉渣水淬工 艺的差别引起矿渣玻璃体结构的差别。
１试验用原材料 （１）水泥：某厂生产的５２．５型硅酸盐水泥，
抗压强度（按ＧＢｌ７５－－１９９９）Ｒ３＝３０．８ ＭＰａ，Ｒ２８
２００７年第６期
宝钢技术
３９
宝钢高炉水淬矿渣水硬性的分析
沈燕华１，张树青２ （１．宝钢开发公司，上海２０１９００；２．同济大学，上海２０００９２）
摘要：不同高炉矿渣性能存在差别的主要原因是不同高炉渣水淬工艺的差别引起矿渣玻璃体结构的差 异。通过各种试验测试宝钢不同高炉矿渣的自身快速水硬性变化、不同高炉矿渣在不同养护温度下不同养护 龄期强度变化以及不同高炉矿渣在水泥熟料激发下的强度变化，从而分析各种外界因素对其活性的影响程 度。结果表明，宝钢高炉矿渣具有较高的水硬性，且随着时间的增长而增长。
２４００
★
圃
２４００
鏊１６００
１６００
琶
８００
８００
图２ 不同高炉水淬矿渣及其自身快速水硬性ＸＲＤ图谱
Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ＸＲＤ ｃｈａｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ—ｑｕｅｎｃｈｅｄ ＢＦ ｓｌａｇ ａｎｄ ｑｕｉｃｋ ｓｅｌｆ－ｈｙｄｒａｕｌｉｃｉｔｙ
３．２．３不同高炉矿渣活性指数 表３是不同高炉矿渣不同龄期的活性指数情
由表４可以看出，①养护温度越高，矿渣的强 度发展越快。矿渣在２０。Ｃ下养护９０ ｄ后自身水 硬强度与４０。Ｃ养护２８ ｄ强度接近；②自身快速水 硬性越大的矿渣强度发展越快，达到极限强度的 时间越短。自身快速水硬性相对较高的２，４号高 炉矿渣在４０℃下养护６０ ｄ后强度基本相同，而自 身快速水硬性相对较低的１，３号高炉矿渣在养护 ６０ ｄｇｉ］９０ｄ期间仍有１０％左右的增长；③４座高
表５高炉矿渣在水泥激发下不同养
护龄期豹净浆强度
Ｔａｂｌｅ ５
Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ＢＦ ｓｌａｇ ｍｏｒｔａｒ ｅｘｃｉｔｅｄ ｂｙ ｃｅｍｅｎｔ
ｃｌｉｎｋｅｒ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｕｒｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ
ＭＰａ
４结论 （１）宝钢高炉矿渣自身具有较高的水硬性，
主要原因是矿渣自身的玻璃体在水化过程中形成 了ｃ．Ｓ一珏凝黢，瑟与矿渣掰含晶体关系不大；其永 硬强度随着养护龄期的增加逐渐增长。