钢渣对水泥混凝土性能的影响
钢渣在混凝土中配比标准

钢渣在混凝土中配比标准
嘿,同学们!咱们来聊聊钢渣在混凝土里的那些事儿。
你们知道吗,钢渣在混凝土里可是个宝!它能增强混凝土的强度,还能让混凝土更耐用,降低成本呢!
钢渣在混凝土中的配比影响因素
这钢渣的配比可不是随便定的哟!首先得看钢渣的品质,不同品质的钢渣性能可不一样。
然后呢,混凝土的用途也很关键,比如是修大楼还是铺马路,配比都得跟着变。
还有啊,施工的环境条件也得考虑进去,温度、湿度啥的都会影响配比效果。
常见的钢渣在混凝土中的配比标准
一般来说呢,在普通的混凝土中,钢渣的掺入量可以占到胶凝材料总量的 10%到 30%。
但要是特殊要求的混凝土,比如说高强度的,那钢渣的比例可能就得调整啦。
比如说,有的工程里钢渣能占到 20%左右,就能让混凝土又结实又经济。
注意事项
同学们,咱们在搞钢渣混凝土配比的时候,可一定要严格按照标准来哦!得先对钢渣进行检测和处理,保证它的质量没问题。
而且啊,搅拌混凝土的时候也要注意均匀,这样才能让钢渣充分发挥作用。
要是配比不对,那可就麻烦啦,会影响工程质量的哟!。
钢渣的处理方式

钢渣综合利用方法和处理工艺的介绍钢铁工业是国民经济的基础产业,在国家经济快速发展的形势下,钢铁工业也呈现出跳跃式发展的态势,钢产量近几年不断提高,钢渣作为炼钢工艺流程的衍生物随着钢产量的提高年产量不断递增。
据最新资料统计,2004年我国钢渣的产生量为3819万t,钢渣利用率仅为10%左右,该数据显示钢渣利用率很低,距离钢铁企业固体废弃物“零”排放的目标尚远。
积极开发和应用先进有效的处理技术和资源化利用新技术,提高其利用率和附加值,是钢铁企业发展循环经济,实现可持续发展的重要课题之一。
钢渣利用途径和制约钢渣利用率的因素钢渣的利用途径大致可分为内循环和外循环,内循环指钢渣在钢铁企业内部利用,作为烧结矿的原料和炼钢的返回料。
钢渣的外循环主要是指用于建筑建材行业。
1 钢渣的内循环利用钢渣返烧结主要是利用钢渣中的残钢、氧化铁、氧化镁、氧化钙、氧化锰等有益成分,而且可以作为烧结矿的增强剂,因为它本身是熟料,且含有一定数量的铁酸钙,对烧结矿的强度有一定的改善作用,另外转炉渣中的钙、镁均以固溶体形式存在,代替溶剂后,可降低溶剂(石灰石、白云石、菱镁石)消耗,使烧结过程碳酸盐分解热减少,降低烧结固体燃料消耗。
钢渣在钢铁企业内部循环历来受到重视和普遍采用,配加转炉渣的烧结矿可改善高炉的流动性,增加铁的还原产量。
但是配矿工艺对返烧结有影响,过度使用会造成磷等有害元素的富集;配加转炉渣的烧结矿品位、碱度有所降低。
研究表明,当高炉炉料使用100%自熔性球团矿时,5%转炉渣作为溶剂加入会引起高炉运行不畅,原因是明显影响球团矿的软熔特性,增大软熔温度间隔,使炉渣粘性有增大趋势。
另外钢渣的成分波动较大,烧结配矿时要求钢渣各种氧化物成分波动≤±2%,粒度要求一般小于3mm,钢渣在成分上很难满足要求,对钢渣破碎和筛分的要求也高。
由于这些不利因素存在,尤其是各大钢铁公司普遍采用富矿冶炼,推行精料入炉方针,同时要求炼钢和炼钢工序的能耗和材料消耗指标不断降低,致使返回烧结利用的钢渣量越来越低。
钢渣粉对混凝土性能的影响
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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]。
钢渣替换混凝土骨料的力学性能影响综述

安徽建筑中图分类号:TU528文献标识码:A文章编号:1007-7359(2024)1-0065-02DOI:10.16330/ki.1007-7359.2024.1.0240引言钢铁产业是国民经济的重要支柱产业,在经济发展、工程建设和稳定就业等方面发挥着重要作用。
目前我国钢铁年产量达10亿t ,约占全球年总产量的50%,稳居世界第一。
然而,钢渣作为炼钢过程中的主要副产物,对环境的污染问题也日益严重。
据统计,我国当前钢渣年产量达1.2亿t ,钢渣固废累计储量已超20亿t ,形成大量堆积,严重侵占农地资源,污染生态环境。
我国“十一五”发展规划就曾指出,钢渣的综合利用率应达86%以上,基本实现零排放。
然而目前对钢渣的综合利用率仅20%~30%,远低于规划要求和发达国家利用的平均水平[1]。
钢渣材料成分与水泥熟料具有一定的相似性,并具有强度高、硬度大、耐磨性强等特性,为其在混凝土中的应用提供了诸多可能。
同时,我国混凝土材料消耗巨大,采用钢渣制备混凝土,将有效减小自然资源消耗,降低建筑活动碳排放量,对实现“双碳”目标、建成“美丽中国”具有重大战略意义。
鉴于钢渣的材料特性和建筑用混凝土消耗现状,为提高钢渣的综合利用率,近年来科学界和工程界陆续开展了使用钢渣替换混凝土粗细骨料的尝试,并对钢渣替换粗细骨料的混凝土材料力学性能进行了研究。
然而,目前国内外针对钢渣替换混凝土粗细骨料对其力学性能的作用效益认识尚未统一,严重影响其在实际工程中的推广和应用。
为此,本文拟基于现有研究,明确钢渣替换混凝土粗细骨料对其力学性能的影响效果,开展不同钢渣替换率下混凝土材料的适用性分析,为钢渣混凝土在实际工程中的应用提供参考依据。
1钢渣替换粗骨料混凝土的材料性能研究综述目前钢渣混凝土的制备主要是通过钢渣替换混凝土聚合物中的砂(细骨料)、石(粗骨料),其材料性能的研究主要包括抗压、抗拉、抗折和干缩性能等关键参数。
1.1抗压性能对于钢渣替换粗骨料混凝土的抗压强度,刘华山[2]研究出随着钢渣对粗集料替换率的提高,混凝土抗压强度逐渐增大,且随着龄期的增加,替换率越高的混凝土抗压强度提高越大,结果表明最佳替换率为50%。
钢渣粉在混凝土中的应用
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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。
将钢渣用作混凝土骨料要非常慎重
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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500r112∕kg以上,从而改善了钢渣的早期和中期的活性;经过热烟工艺处理的钢渣,能够使大部分游离CaO在热烟过程中消解,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。
但热炳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。
钢渣微粉对混凝土路用性能的影响
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பைடு நூலகம்
抗折 强度 比普 通基 准混凝 土提 高约 3 , 度 系数 降低 3 , O/ 脆 9 6 O 耐磨 性 能提 高 1 以上. 3
关键 词 :钢 渣微粉 ; 用性能 ;抗折 强度 ;耐磨 ; 冻 收 缩 路 抗 中图分类 号 : 1 . 8 U4 4 1 文献标 识 码 : A
Ef e to t e l g Po e n Ro d Pr p r i so nc e e f c fS e lS a wd r o a o e te f Co r t
SUN a y n Ji— i g ~. WA NG ix n Zh — i
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第 9卷 第 4期 2 0 年 8月 06
建
筑
材
料
学
报
Vo1 9,N O . .4 Au g., 006 2
J OURNAL OF B I DI U L NG ATERI M AI S
文 章 编 号 :0 7 6 92 0 ) 4 4 7 4 1 0 —9 2 (0 60 —0 7 一O
1 实验 方 法
1 1 原 材 料 .
水泥 : 螺牌 P・ 2 5普通 硅酸 盐水 泥 。 海 O4. 其化学 组成 及性 能见 表 1 钢渣 微 粉 : ; 上海 宝钢 冶金
水泥 混凝 土道 路使 用于 自然 环境 中 , 长期 承 受着 以交通 为 主 的加 载 一卸载 作用 。 因此要 求道 路
用于水泥和混凝土中的钢渣粉
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用于水泥和混凝土中的钢渣粉关于适用范围钢渣矿渣水泥自1974年在我国正式生产和使用以来已有30年历史,钢渣水泥所具有的后期强度高、抗折性能好、耐磨性好、抗冻性好等多种优良特性,已在道路工程、水利工程、工业及民用建筑工程应用中得到验证。
因此,原国家建筑材料工业局向国务院呈报“关于发展钢渣水泥的报告”。
混磨工艺生产的钢渣水泥,由于钢渣比硅酸盐水泥熟料难磨,钢渣在水泥中颗粒较粗,一般大于70μm,其活性未能得到发挥。
而生产钢渣粉与熟料粉混拌生产水泥具有很多优点:如生产能耗下降,不同物料可分别控制在最佳粒度分布等,这样可大大改善钢渣水泥性能,产品的配合比易调节以适应不同工程要求。
同时单独粉磨的钢渣粉又可直接作混凝土的活性掺合料。
改善混凝土的耐久性能。
尤其是钢渣粉与矿渣粉双掺作混凝土掺合料,两者取长补短,将成为21世纪混凝土工程最理想的活性矿物掺合料。
因此将本标准的适用范围规定为:“本标准适用于水泥和混凝土掺合料的钢渣粉的生产和检验”。
2 关于引用文件本标准引用文件不注日期是因为本标准规定应满足有关水泥和混凝土标准的要求,因此引用文件的最新版本适用于本标准。
3 关于定义和术语3、1 定义3、1、1 钢渣本标准首先明确了钢渣是指符合YB/T022技术要求的转炉钢渣或电炉钢渣,需要指出的是在YB/T022标准中钢渣是指平炉钢渣或转炉钢渣。
由于冶金工业现已淘汰了平炉炼钢工艺,因此本标准中取消了平炉钢渣的品种。
因为电炉炼钢日益增多,故增加了电炉钢渣品种。
在本标准的验证试验中,选取不同碱度系数(1、8,2、2,2、5)的钢渣,试验结果表明:随着碱度系数的增加,活性指数增加,在同一个细度范围内,碱度系数不同,钢渣粉所反映的活性不同。
中冶集团建筑研究总院曾对我国20余个大中型钢铁企业,40组钢渣的化学成分及碱度系数进行了统计,统计结果表明,我国大中型钢铁企业的钢渣的质量系数平均在2、0以上,最低不小于1、8,都能生产出符合本标准征求意见稿中技术要求的钢渣粉。
钢渣在水泥熟料烧成中的作用及其机理
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第27卷 第9期2005年9月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNA L OF WUH AN UNIVERSIT Y OF TECHN OLOG YV ol.27 N o.9 Sep.2005钢渣在水泥熟料烧成中的作用及其机理马保国1,许婵娟1,2,蹇守卫1,郝先成1,董荣珍1(1.武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室,武汉430070;2.中国人民解放军63653部队,马兰841700)摘 要: 通过对原材料化学组成的分析,发现在水泥熟料烧制中钢渣不仅可以作石灰质及铁质原料,而且可以作为“晶种”,有利于水泥熟料的煅烧。
因此将钢渣作为独立组分,利用自编全组分水泥配料计算系统在较大率值范围内,进行大量计算并分析规律,选取配比进行烧成实验。
结果表明:在生料中掺入钢渣不仅可以降低硅氧率,明显减少f 2CaO 含量,提高熟料质量,而且能够降低环境负荷,具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。
关键词: 钢渣; 水泥熟料; 晶种; 熟料烧成中图分类号: T Q 172.4文献标志码: A文章编号:167124431(2005)0920001203Function and Mechanism of Steel Slag in the CementClinker Forming ProcessMA Bao 2guo 1,XU Chan 2juan1,2,JIAN Shou 2wei 1,H AO Xian 2cheng 1,DONG Rong 2zhen1(1.K ey Laboratory for S ilicate Materials Science and Engineering of Ministry of Education ,Wuhan University of T echnology ,Wuhan 430070,China ;2.The People ’s Liberation Army Unit 63653,Malan 841700,China )Abstract : The result of this research which showed that the steel slag can not merely replace lime and iron raw materials in cement ,and could be used as “crystal seed ”to accelerate the reaction of cement clinker was obtained by analyzing the chemistry component of raw materials.S o steel slag could be regarded as the independent component by using the self 2programming computing system of cement batching within larger range of ratio to calculate and analyze a large am ount data.The result of experiment indicated that steel slag could not only reduce the silica m odulus ,obviously reduced f 2CaO content ,improved clinker quality and reduced environmental load ,but als o had better economic benefits and s ocial benefit.K ey w ords : steel slag ; cement clinker ; crystal seed ; clinkering 收稿日期:2005205210.基金项目:国家“863”计划(2002AA335050)和国家“973”项目(2001C B61070423).作者简介:马保国(19572),男,博导,教授.E 2mail :mbgjob @钢渣是炼钢时产生的工业废渣,约为粗钢产量的15%~20%,是我国主要的工业废弃物之一。
钢渣掺合料对混凝土Cl-渗透性能及力学性能的影响

二、 试 验 过程 和方 法
1 、 材料选择 : 在研究的过程 中, 针对水泥材料选择了某水 泥厂 的P O 4 2 .
5 水泥 , 富裕系数为1 . 1 ; 钢渣粉 和粉煤灰则是来 自 某 钢厂的废物物资公式 ,
・
C a O 损失 比表面积
7 3 6 2 7 7 4 5 】
的提高材料抗氯离子性能。 后 面的组别增加了粉煤灰 , 从其抗渗 透性能来
看, 性 能影 响较大 , 随着粉煤灰 的增量抗渗透 的性能 明显增加 , 说明钢渣+ 粉煤灰 的掺和方式可以提高混凝土的抗 氯离子渗透性。当熟料比例相 同,
其 化学成分包 括 , 二氧化硅( s i 0 ; 一氧化钙( c a 0 ) ; 一氧/ / ) d f j  ̄ ( M g O ) ; 三 氧化 组别测试 中随着钢渣 的拌合量增加 , 抗氯离子渗透的性能呈下降趋势 , 其 二铁( F e 2 0 3 ) ; 三氧化二铝( A 1 2 0 3 ) ; 游离氧化钙( f - C a O ) , 具体如表1 中试样 2 、 3 的抗渗透性较差 , 试样4 与试样 l 差异不 大 , 这就说 明钢 渣量少
蚀, 所 以抗 氯离子腐蚀是混凝土的重要指标 , 所 以要利用钢渣作为拌合 材 表3试块混凝土坍 落度分析表
料, 就应重视拌合量对抗氯离子腐蚀性能以及强度等性能 的影响 , 以何 种 拌合 比例才能获得最佳的材料性能 , 就成为 了研究的热点 , 本文将对此 进
行 简要分析 。
样 本 代 码l l 1 I l 2
钢渣粉和钢铁渣粉

在混凝土中使用比表面积为 450m2/kg 的钢渣微粉,当水胶比高于 0.5 时,使用钢渣微粉的混凝土强度均高于使用矿粉的混凝土强度;当水胶比 低于 0.5 时,使用钢渣微粉的混凝土强度均低于使用矿粉的混凝土强度, 并且随着水胶比的降低,两者的强度差距逐渐拉大。
添加复合粉的混凝土收缩率均较低,主要原因可能是钢渣中含有一定 量的 CaO、MgO,这些物质在粉磨过程中得到了活化,可以在水泥水化过 程中发生化学反应产生微量的膨胀,对混凝土的收缩有一定的补偿作用; 并且,钢渣取代部分水泥可以降低由于水泥水化形成的化学减缩,有利于 降低混凝土早期的干缩和自收缩。
钢铁渣双掺粉是混凝土最佳掺合料 硬化后混凝土的强度主要取决于骨料强度、硬化后水泥浆的强度及水 泥浆与骨料之间的粘结界面强度。仅从掺加钢铁渣双掺粉对硬化后水泥浆 体强度的影响而言,其强度取决于颗粒的堆积和接触粘结情况,颗粒堆积 形式的不同会造成材料孔隙率的不同。掺入钢铁渣双掺粉混凝土强度之所 以提高,其中一个原因是因为钢铁渣粉细度在 400mz/kg,在材料堆积中 起孔隙填充作用,使混凝土孔隙率减小,强度提高。另外,矿渣粉和钢渣 粉的细度大,水化速率快,水化程度高,也是提高混凝土强度的重要因素。 钢铁渣双掺粉比单一渣粉强度高,是因为矿渣玻璃体网络结构较牢固,在
化较慢的 C2S,而早期水化较快的 C3A、C3S 较少,水化速度较水泥慢,在 一定程度上也减少用水量,改善流动性。
掺加钢渣粉的标稠试样初凝时间与空白样(基准水泥)没有太大差异, 而终凝时间缩短了。分析其原因可能是钢渣粉取代量增加后,胶凝体系单 位质量中起到调凝作用的石膏用量相对减少,而同时钢渣粉本身碱含量较 高,钢渣粉的掺入提高体系的碱度,促进水泥凝结硬化,所以表现为终凝 时间缩短。
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。
钢渣矿渣掺合料对水泥性能的影响

钢渣矿渣掺合料对水泥性能的影响张作顺;徐利华;赛音巴特尔;廖洪强;孙鹏辉;郝洪顺【摘要】研究了钢渣的掺入量对水泥浆体性能的影响,以及钢渣单掺和钢渣与矿渣复掺对水泥胶砂强度的影响.结果表明:钢渣的掺入可以改善水泥浆体的流动性,凝结时间随钢渣掺量增加而延长.单掺钢渣时,水泥胶砂强度下降明显.钢渣与矿渣复掺会相互激发、相互促进水化,水泥胶砂强度变化不大,且钢渣在复合粉中的比例为20%,替代水泥量为50%时,28 d强度已超过基准样.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2010(000)007【总页数】4页(P173-176)【关键词】钢渣;矿渣;掺合料;水泥胶砂强度【作者】张作顺;徐利华;赛音巴特尔;廖洪强;孙鹏辉;郝洪顺【作者单位】北京科技大学;北京科技大学;首钢环保产业事业部;首钢环保产业事业部;北京科技大学;北京科技大学【正文语种】中文钢渣是炼钢过程中产生的废弃物,排出量占钢产量的 10%~15%。
2008年我国的钢产量已达 5亿 t,钢渣的排出量近亿吨[1]。
目前,美国、德国、日本等主要产钢国的钢渣利用率在 95%以上。
由于种种原因,我国的钢渣并没有得到充分利用,利用率不足 50%,大量的钢渣如今已在各钢铁公司周围堆积成山,不仅占用了大量的土地,而且还污染环境、危害人体健康[2-3]。
在当前社会经济发展与资源短缺之间的矛盾变得日益突出的情况下,对钢渣资源化和高价值化利用的研究显得尤为重要。
钢渣的化学成分和水泥熟料的化学成分较接近,含有的硅酸二钙 (C2S)和硅酸三钙(C3S)等水硬性矿物具有胶凝性,可以替代部分水泥作为掺合料应用于水泥和混凝土生产中[4]。
经研究证明,钢渣粉与矿渣粉有很好的适应性,作为复合粉使用时,可以显著提高混凝土的强度值,特别是中后期的强度,还可提高混凝土抗氯离子扩散能力和抗冻性,降低混凝土的干缩率,提高混凝土耐久性等[5-6]。
本试验通过球磨的方式将钢渣和矿渣粉磨至一定的细度,采用单掺钢渣粉和钢渣矿渣复掺的方法,替代等量的部分水泥进行试验,研究钢渣矿渣复合微粉对水泥性能的影响。
钢渣对道路水泥力学性能的影响分析

钢渣对道路水泥力学性能的影响分析钢渣作为一种常见的工业废料,广泛应用于道路水泥材料的生产过程中。
然而,钢渣对道路水泥的力学性能有着重要的影响。
本文将分析钢渣对道路水泥力学性能的影响,并探讨相关的研究成果。
首先,钢渣的添加能够提高道路水泥的强度和耐久性。
多项研究表明,钢渣的添加能够增强水泥的抗压强度和抗拉强度。
这是由于钢渣中含有具有活性的硅酸盐和铝酸盐成分,这些成分能够与水泥中的水合物发生反应,形成更加坚固的结晶相,提高水泥的强度。
此外,钢渣中的硅酸盐还能够填充水泥基体中的孔隙,提高水泥的致密性和耐久性,减少水泥的渗水率和开裂倾向。
其次,钢渣的添加对短期和长期抗裂性能也有着显著影响。
钢渣中的硅酸盐和铝酸盐成分能够填充水泥基体中的微裂纹,改善水泥的抗裂性能。
研究发现,钢渣的添加能够降低水泥基体的收缩性,减少内部应力的集中,从而减少裂缝的产生和扩展。
此外,钢渣还能够提供更好的界面粘结性能,增加水泥基体与骨料之间的粘结强度,进一步提高抗裂性能。
另外,钢渣的添加对道路水泥的稳定性和抗磨性也有重要作用。
钢渣中的细粒料能够填充水泥基体中的孔隙,提高道路水泥的稳定性。
研究发现,钢渣的添加能够减少水泥基体中的空隙率,提高材料的密实度和稳定性,减少材料的沉降和变形。
此外,钢渣中的矿物颗粒能够增加材料的硬度和抗磨性,延长材料的使用寿命。
然而,钢渣添加量的选取和水泥基体配比的合理调整也十分重要。
过量的钢渣添加可能导致水泥基体中的孔隙率增加,从而降低材料的强度和耐久性。
研究表明,当钢渣掺量超过一定比例时,材料的强度和耐久性会出现下降。
因此,需要根据具体工程要求和材料特性进行合理的配比控制,以充分发挥钢渣对水泥力学性能的积极作用。
在实际工程应用中,需要考虑到环境因素对钢渣对道路水泥力学性能的影响。
例如,温度变化、湿度变化以及盐碱腐蚀等因素都可能对钢渣添加材料的性能产生影响。
因此,在选择钢渣添加材料时需要综合考虑工程环境条件和冻融循环等因素,以确保道路水泥材料的力学性能能够满足实际使用要求。
钢渣粉取代粉煤灰在混凝土中的应用研究

钢渣粉取代粉煤灰在混凝土中的应用研究发布时间:2023-01-06T08:31:08.846Z 来源:《福光技术》2022年24期作者:洪伟群周林赵杰黄威[导读] 钢渣粉与粉煤灰有较好的适应性,钢渣粉与粉煤灰复合可以大大改善混凝土的工作性能,但是使复合型掺合料混凝土的早期强度大幅度降低。
广东韶钢嘉羊新型材料有限公司广东韶关 512123摘要:钢渣粉与粉煤灰有较好的适应性,钢渣粉与粉煤灰复合可以大大改善混凝土的工作性能,但是使复合型掺合料混凝土的早期强度大幅度降低。
当钢渣粉与粉煤灰的比例为5∶5,取代量在30%以内时,其后期强度随取代量的增大而增大,90d的抗压强度超过基准混凝土,当取代量大于30%时,强度随掺量的增加却呈现出下降的趋势,当取代量为30%时,强度达到最大值。
因此钢渣粉与粉煤灰的最佳取代量为30%。
关键词:钢渣粉,粉煤灰,复合掺合料,力学性能引言:钢渣是炼钢工业的废渣,主要由Ca、Fe、Si、Mg和少量Al、Mn、P等多种氧化物组成,主要矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙以及Si、Mg、Fe、Mn、P的氧化物形成的固熔体,还含有少量的游离氧化钙及金属铁等。
钢渣的组成随原料、炼钢方法、生产阶段、钢种和炉次的不同而波动,我国采用的炼钢方法主要是转炉和电炉炼钢,产生的钢渣分别为转炉钢渣和电炉钢渣;按渣处理工艺又可分为滚筒渣、热泼渣、热焖渣等。
生产出的钢渣有较大差异,导致钢渣的成分波动较大,未能作为混凝土掺合料得以规模化的工程应用。
目前,钢渣的主要资源化利用途径是加工成粉体用于水泥的混合材,但由于钢渣活性相对较低,存在安定性问题,且对凝结时间存在一定的影响,因此一般掺量均不宜较高。
针对这一现状,通过对钢渣粉进行安定性试验,且经过砂浆和混凝土配合比优化调整的基础上,通过不同钢渣微粉及掺量对混凝土性能的比对,探索利用钢渣微粉取代粉煤灰在混凝土中的应用。
1基本特性钢渣冶炼工艺和处理工艺的复杂多样化,导致了钢渣种类多、渣况差异大的现象。
钢渣在水泥生产中的运用

钢渣作为混合材或矿物掺合料的应用1前言1.1研究背景以及意义随着社会和经济的飞速发展,人类的生活水平和质量得到了很人的提高,但是我们赖以生存的环境却在口益恶化。
我们生活和生产中排放了越来越多的垃圾和废物。
特别是其中的工业废渣、废弃物,不仅占用了大量的土地,对生态环境也造成了巨大的危害,而且还给人类的生活和健康带来了极大的危害。
因此,如何处理工业废渣,保护生态环境已成为我们目前迫切需要解决的问题。
水泥作为发展国民经济的主要原材料,水泥产业作为发展国民经济的支柱产业在处理工业废渣上有其特殊的优势。
某些工业废弃物含有对水泥熟料烧成有利的离子,某些冶炼工业废渣经过了高温锻烧,在成渣过程中加入了石灰,经过高温成渣反应,改变了物料中的2SiO , 2Al 3O :等氧化物的积聚状态,生成了一些和水泥矿物相同或者相近的矿物,经过水淬处理,形成以玻璃体为主的固体。
这些玻璃体和熟料矿物,在适当条件下,可促进水泥熟料烧成。
废渣中含有的某些微量元素,有可能改变熟料矿物的微观结构,提高水硬活性。
所以资源化、有利化利用工业废渣现在也被作为水泥研究的主要课题之一,同时这也是水泥生产绿色化和高性能化的结合点。
在国家重点基础研究发展规划项目(973项目)一一“高性能水泥制备和应用的基础研究”的实施过程中,陈益民教授等水泥混凝土专家做了将工业废渣(钢渣、磷渣、赤泥)作为水泥原料配料烧制水泥熟料方面的工作,并获得了很多宝贵的研究成果。
但是,这些研究成果只是证明了某些工业废渣作为水泥工业原料 配料的可行性,至于更进一步的研究还需要继续进行。
钢渣作为炼钢过程的副产品,具有难磨的特性。
所以当其作为水泥原料配料时势必会给水泥烧成过程中带来较大的钢渣颗粒。
具体研究方法是在水泥生料中掺加不同粒径的钢渣颗粒,同时并配以不同的掺量分析并研究其对水泥生料易烧性、水泥熟料矿物形成以及熟料性能的影响,试图寻找出合适的掺量范围。
以此来解决由于易磨性不好给水泥生产所带来的问题。
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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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。
目前导致钢渣在水泥混凝土中应用受限的主要原因有两个:(1)钢渣的成分复杂多变不同钢厂,采用炼钢工艺不同,原料来源不同,钢渣的矿物、化学成分含量存在差异,即使同一钢厂,不同批次的钢渣也存在细微差异。
(2)钢渣可能存在安定性不良的问题钢渣中存在的少量游离CaO,在混凝土硬化后缓慢水化生成Ca(OH)2,体积增至1.98倍,部分学者认为这是导致钢渣安定性不良的重要因索;另外,有研究表明,当钢渣中金属铁粒含量在2.2%以上时,压蒸试验的安定性不合格,因此钢渣必须经过磁选。
三、钢渣掺合料对混凝土流动性及强度的影响3.1钢渣掺合料对混凝土流动性的影响(1)钢渣掺量对混凝土流动性的影响钢渣的活性较低,达到可塑性所需的水量较少,用钢渣替代部分水泥后,复合胶凝材料的需水量小于等质量纯水泥的需水量。
因此,在用水量不变的情况下,掺人钢渣会增加混凝士的流动性。
李永鑫等研究结果发现,当水灰比较低时,掺人钢渣能够改善混凝土的流动性,且在一定程度上钢渣掺量越大,效果越明显。
当水灰比较高时,掺人钢渣也能在一定程度上改善混凝土的流动性,但掺量较大时,混凝土的抗离析能力下降。
在钢渣掺量为15%~25%时,流动性普遍提高,对提高混凝土的流动性有利;但当掺量进一步增大时,流动度有停滞或倒缩现象。
在混凝土初凝前,由于胶凝材料中的C3S、C2S、C4AF等逐渐水化,随着时间的推移,混凝土的流动性会降低。
而钢渣中类硅酸盐水泥熟料的矿物的水化活性低、水化速度慢,因此,用钢渣替代部分水泥可以在一定程度上抑制新拌混凝土流动性的降低。
相关研究结果表明,相比基准混凝土,掺钢渣的混凝土保持流动性的能力增强,且钢渣的掺量越大,混凝土保持流动性的能力越强。
朱航等研究表明,利用钢渣做掺合料,可制备初始坍落度大于18cm的混凝土,与基准混凝土相比,掺加钢渣的混凝土初始坍落度约大1~2cm。
同时钢渣降低混凝土坍落度经时损失的作用也比较明显,且钢渣掺量越大,减小坍落度经时损失的作用越突出。
可见,钢渣的掺人不仅有利于提高新拌混凝土的流动性,还能抑制混凝土的经时坍落度损失。
(2)钢渣细度对混凝土流动性的影响钢渣细度对混凝土流动性存在影响。
陈益民等研究表明,随着钢渣比表面积的增大,钢渣改善混凝土流动性及减小混凝土流动性损失的效果都会变小。
这是因为钢渣的比表面积增大,致使钢渣颗粒被水包裹的需水量增加。
同时,钢渣中矿物与水的接触面积增大,使得水分子容易进人矿物内部加速水化反应,提高了钢渣的活性。
不同细度钢渣对不同等级混凝土流动性的影响不同。
混凝土的强度等级越高,钢渣细度对混凝土流动性的影响越大。
对于C20~C60混凝土,钢渣的掺量为胶凝材料用量的20%,比表面积为600m2/kg时,对于C20混凝土,1h坍落度经时损失约为2cm,而对C60混凝土,1h坍落度经时损失则高达4~5cm。
但钢渣的细度应有一定的限制范围,过细的钢渣比表面积较大,需水量也相应增加。
此外,从降低粉磨电耗的角度出发,也不必将钢渣磨得过细。
3.2钢渣掺合料对混凝土强度的影响钢渣的掺量对混凝土强度有重要影响。
在混凝土中用钢渣替代部分水泥,能使硬化水泥浆体的结构及界面过渡区发生变化。
当钢渣掺量< 20%时,钢渣对硬化水泥石浆体强度的影响并不明显,而钢渣中的微小颗粒则可以填充浆体中的孔隙及改善过渡区,且随着龄期的增长,钢渣中的部分活性成分发生水化,改善混凝土微结构,从而提高后期强度。
但当钢渣掺量较大时(>20%时),胶凝材料中的惰性组分较多,在用水量不变的情况下,相当于增大了水灰比,因此,尽管钢渣可以起到一定的填充作用,但由于实际水灰比过大,浆体结构的孔隙率很大,造成混凝土的抗压强度降低。
已有研究表明钢渣掺量为10%~20%时,混凝土各龄期的抗压强度相对于基准混凝土略有提高;当钢渣掺量为20%时,混凝土28d和90d抗压强度接近基准混凝土;当掺量超过20%时,随着钢渣掺量的增加,混凝土的抗压强度开始呈明显的下降趋势。
此外,随着钢渣比表面积的提高,混凝土强度有一定提高。
钢渣掺量为10%时,掺400m2/kg钢渣的混凝土强度为44.2MPa,掺600m2/kg钢渣的混凝土28d强度增至54.4Mpa。
四、钢渣对混凝土耐久性的影响混凝土的耐久性涉及面广,影响因索多,破坏机理复杂,但混凝土材料的耐久性问题大多是水、有害液体或气体向其内部侵人造成的。
所以,提高混凝土耐久性的关键是增加混凝土材料自身的密实性和抗开裂能力。
4.1钢渣掺合料对混凝土体积稳定性的影响混凝土体积稳定性是指混凝土凝结硬化过程中,不受外界环境影响而保持自身体积不变的性质。
相对于混凝土的膨胀(主要是热膨胀),收缩更易引起混凝土的开裂,故实际工程中人们更加关心混凝土的收缩。
混凝土的收缩包括由各种原因引起的收缩,如干缩、碳化收缩、塑性收缩、温度收缩等。
掺加适量钢渣可以降低混凝土早期收缩,但对混凝土后期收缩影响不大。
掺钢渣混凝土硬化早期收缩减小的主要原因有:(1)钢渣的活性低于硅酸盐水泥,钢渣对水泥的“稀释作用”,降低了由于水泥水化形成的化学收缩;(2)钢渣中含有一定量的CaO、MgO,这些物质在水泥水化过程中发生化学反应,产生微量的膨胀,对混凝土收缩有少许补偿作用。
混凝土水化后期,由于钢渣混凝土的孔隙率及孔径均低于基准混凝土,因而由毛细管失水引起的收缩应力相对较高;同时也由于含钢渣混凝土的抗碳化能力相对较差,较大的碳化收缩也可能增加了后期收缩的总量,故钢渣混凝土后期收缩相对较大。
已有研究结果表明:掺加适量钢渣对于降低混凝土早期收缩有利,但降低混凝土后期收缩不明显。
4.2钢渣掺合料对混凝土抗冻性能的影响在有冻融交替环境中服役的混凝土应具有一定的抗冻融循环能力。
杨全兵等研究发现,在含气量相近的条件下,掺合料掺量不超过25%时,抗冻耐久性指数DF值与基准混凝土相差不大;而掺合料用量超过25%时,混凝土的DF值有所降低。
这是由于掺加掺合料后水泥浆体的孔径细化,对水的阻力增大,毛细孔的曲折度也增大,使水在气孔之间流动的实际距离增大,不利于卸除和降低水结冰产生的膨胀压。
4.3钢渣掺合料对混凝土抗碳化性能的影响混凝土中掺加钢渣后碳化深度有不同程度的降低,在碳化前期这种降低并不明显,而随着碳化时间的延续,掺加掺合料后混凝土的碳化深度有较明显的降低。
当碳化时间达到180d时,掺加25%和50%的钢渣复合粉的混凝土的碳化深度分别为基准混凝土的59.8%和71.9%。
对于混凝土抗碳化性能的影响,钢渣掺合料主要有两方面的作用:一方面由于水泥用量的减少,水化产生的Ca(OH)2减少,水泥浆体中的碱含量降低,造成其吸收CO2的能力降低,对抗碳化不利;而另一方面,钢渣掺合料的活性效应有利于混凝土的长期抗渗性的提高。
总体而言,随着龄期的增长,钢渣掺合料的水化及填充效应,改善了混凝土的孔结构,使其抗气体渗透能力显著提高,有利于混凝土抗碳化性能的提高。
4.4钢渣掺合料对混凝土抗氯离子渗诱性的影响氯离子的浓度和扩散是影响混凝土中钢筋锈蚀等问题的关键因索,因此常用氯离子在混凝土中的扩散系数评价混凝土的渗透性。
混凝土中氯离子渗透性主要决定于孔结构,特别是毛细孔数量及其连通程度。
矿物掺合料加人混凝土中后,会对水泥石结构、混凝土界面结构等产生影响,从而对混凝土的渗透性产生影响。
钢渣能够提高混凝土抗渗透性能的原因主要有以下4个方面:(1)钢渣的水化活性远低于水泥,用钢渣替代部分水泥,相当于增大了水泥的实际水灰比,优化了水泥的水化环境,使水泥水化更加充分;(2)钢渣的微集料效应对水泥石孔隙和界面结构起到填充作用,改善了混凝土的界面结构,降低了混凝土孔隙率、平均孔径,提高了密实性;(3)随着龄期的增长,钢渣活性成分逐渐水化,水化产物填充水泥石的孔隙,也有利于提高密实性;(4)钢渣活性成分水化改善了胶凝材料水化产物组成,增加了吸附固化氯离子的水化产物CSH凝胶及水化铝酸盐凝胶的数量。
众多学者研究发现掺入适量钢渣可以提高混凝土的抗氯离子渗透性能。
朱航的研究表明,当钢渣掺量低于30%时,掺钢渣的混凝土早期的抗氯离子渗透能力低于基准混凝土,但后期的抗氯离子渗透能力高于基准混凝土。
孙家瑛研究了钢渣掺量对混凝土抗氯离子渗透能力的影响,当钢渣掺量低于20%时,混凝土抗氯离子渗透能力提高;掺量高于20%时,随着钢渣掺量的增大,混凝土抗氯离子渗透的能力降低。
吕林女对用钢渣配制的C60高性能混凝土的耐久性进行了研究,也得到了当钢渣掺量不高20%时钢渣能提高混凝土抗氯离子渗透能力的结果。
李永鑫详细研究了不同钢渣掺量配比混凝土7d,28d及90d龄期的相对氯离子渗透系数在水化7d龄期,含钢渣掺合料的水泥石孔隙率大于基准水泥石,混凝土的氯离子渗透系数高于基准混凝土,即其混凝土抗氯离子渗透性能不如基准混凝土;在水化28d龄期,掺钢渣粉混凝土的渗透系数仍高于基准混凝土,钢渣掺合料虽仍不能提高混凝土的抗氯离子渗透性能,但相比水化旱期阶段而言,含有钢渣掺合料混凝土的抗氯离子渗透能力有一定幅度的提高;在水化90d龄期,含有钢渣掺合料混凝土的渗透系数明显低于基准混凝土,说明钢渣掺合料可显著提高较长龄期混凝土的抗氯离子渗透能力。