鋼渣在混凝土中的綜合應用

1、2013年第11期(總第289期)Number11in2O13(Tota1N0289)混凝土Concrete預拌混凝土READYMIXEDCONCRETE鋼渣在混凝土中的綜合應用吳剛。高瑞，尚建麗(兩安建筑科技大學材料與礦資學院，陜兩兩安710055)摘要：系統(tǒng)闡述了目前鋼渣用于混凝土的主要方向：制備水泥、替代粗骨料、替代細集料等，以及提m了鋼渣在混凝土利用中存在的一問題，為鋼渣的進一步開發(fā)和利用提供了一定的借鑒作用。關鍵詞：鋼渣；昆凝

2、土；應用中圖分類號：TU528041文獻標志碼：A文章編號：1002—3550(2013)110122—02IntegratedapplicationofsteelslaginconcreteWUGangGAORuiSHANGJianli(SchoolofMaterialsandMineralResources，Xi’anUniversityofArchitectureTechnology，Xi’an710055，China)Abstr

3、act：Thisstudysystematicallyelaboratedthemaindirectionofthesteelslagusedinconcrete：preparationofcement，insteadofcoarseaggregateinsteadoffineaggregateandSOonnhermoreputforwardsomeprobleminsteelslagconcreteutilizationandpro

4、videreferenceforthefurtherdevelopmentandutilizationofslagKeywords：steelslag；concrete：utj1ization0引言資源綜合利用是國民經濟和社會發(fā)展的長遠戰(zhàn)略方針，以清潔生產為中心發(fā)展循環(huán)經濟，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是冶金T業(yè)的必然選擇。重視鋼渣資源的二次開發(fā)利用，對冶金丁業(yè)鋼渣的資源化利用技術提fJ了更為科學的發(fā)展觀。合理選擇處理藝、綜合加T技術與產品應用技術，

5、開發(fā)節(jié)能環(huán)保型鋼渣混凝土材料，不但可大量有效利用鋼渣資源，變廢為寶，而且促進了1二業(yè)固體廢渣資源循環(huán)利用的可持續(xù)發(fā)展，符合產業(yè)政策。鋼渣是在煉鋼過程中產生的以硅酸二鈣、硅酸三鈣為主要成分的熔融物，經冷卻后得到的副產品。目前隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，大量的鋼渣被排放出來，目前幾乎所有鋼廠都存在堆積如山的鋼渣，并且每年還新產牛很多，不僅占用大量寶貴的土地，而且嚴重污染周圍的環(huán)境。由于鋼渣中含有水硬膠凝性硅酸二鈣和硅酸三鈣，被視為過燒硅酸鹽水泥

6、熟料。因此將鋼渣用于混凝土中不僅可以使鋼渣得到充分和高附加值的利用，同時也可以提高混凝土的性能。本研究在于闡述了目前鋼渣在混凝土中利用的情況，為其進一步的利用提供一定的參考價值_1_。1鋼渣用于混凝土的主要方向11鋼渣用于生產水泥由于鋼渣中含有和水泥相類似的硅酸三鈣、硅酸二鈣及鐵鋁酸鹽等活性礦物質，具有水硬膠凝性，因此可成為生產無熟料和少熟料水泥的原料，也可作為水泥摻和料。現(xiàn)在生產的鋼渣水泥品種有無熟料鋼渣礦渣水泥、少熟料鋼渣礦渣水泥、

7、鋼渣沸石水泥、鋼渣礦渣硅酸鹽水泥、鋼渣礦渣高溫型石膏白水泥和鋼渣硅酸鹽水泥等。以上水泥適于蒸汽養(yǎng)護，具有后期強度高、耐腐蝕、微膨脹、耐磨性能好、水化熱低等特點，并且還具有生產簡便、投資少、設備少、節(jié)省能源和成本低等優(yōu)點。其缺點是早期強度低、性能不穩(wěn)定，因此限制了它的推廣和利用。我國近幾年鋼渣水泥的生產發(fā)展較快，目前已有近30萬t的生產能力。此外，南于鋼渣水泥中含有40％50％的氧化鈣，用它作原料配制水泥生料，越來越引起人們重視。據報道，

8、日本研究用鋼渣生產鐵酸鹽水泥，其水泥的抗壓強度和其他主要性能幾乎與硅酸鹽水泥一樣，研究中所用T藝流程是將石灰石、高爐渣和鋼渣以及少量的二氧化硅，按比例磨細混合，制成直徑為05～15cm的小球，在1340～l460℃溫度下煅燒30min。與普通硅酸鹽水泥相比，鐵酸鹽水泥早期強度高，水化熱低。鐵酸鹽水泥中摻入石膏后可生成大量硫鐵酸鹽，能有效地減少水泥的干縮和提高抗海水腐蝕的性能。試驗還測定了熟料形成熱，應用鋼渣制造鐵酸鹽水泥，熟料的形成熱大

9、約可以比普通硅酸鹽水泥減少50％。我國目前生產的鋼渣水泥主要有兩種：一種是以石膏作激發(fā)劑的無熟料鋼渣礦渣水泥，其配合比為鋼渣40％～45％、收稿日期：201305~)8基金項目：國家十二五科技支撐重點項目(20l1BAB03B051)；陜兩省重點學科建設專項基金資助項目l22學兔兔www.xuetutu.com『41BONAVETTIVL，IRASSAREFTheeffectofstonedustcontentinsand~]Cemen

10、tandConcreteResearch，1994，24(3)：580—590『5]BONAVETTIVL，RAHHALVF，IRASSAREFStudiesonthecarboaluminateformationin1imestonefiller—blendedcementsⅢCementandConcreteResearch，2o01(31)：853—859【6】ZHOUMingkai，PENGShaoming，XUJian，eta

11、1Effectofstonepowderonstonechippingsconcrete[J]JournalofWuhanUniversity上接第123頁點問題，RO相和游離CaO被認為是影響鋼渣安定性的主要因素。唐明述的研究結果表明[41，以固溶態(tài)存在的R0相，無論是方鐵石還是MgO、MnO、FeO形成的固溶體，對水都比較穩(wěn)定，用高溫高壓也不能加速其水化，即RO相是非活性的。肖琪仲翻、錢光人罔對鋼渣進行的高溫高壓水熱反應試驗研究結果

12、也表明RO相是相對穩(wěn)定的。有學者認為RO相并不是絕對的惰性，RO相是否影響鋼渣的安定性主要取決于RO相中MgO的含量，當RO相中MgO的含量超過70％時，鋼渣的安定性不良。鋼渣中少量CaO以游離形式存在，fCaO水化生成Ca(0H)，體積增大198倍，很多學者認為這是導致鋼渣安定性不良的重要因素。鋼渣中fCaO的含量在1％～7％之間，其含量受原材料、煉鋼工藝、鋼渣冷卻方式等多個因素的影響，在將鋼渣作為產品生產的過程中應對鋼渣中的fCaO

13、含量嚴格控制。另外，有研究表明當鋼渣中金屬鐵粒含量在22％以上時，壓蒸試驗的安定性不合格㈣，因此鋼渣必須經過磁選。3結語如前所述，鋼渣由于自身存在的潛在活性等其他特性，可將鋼渣應用混凝土的多種方面，提升混凝土的各種性能，降低工程造價，最終達到鋼渣高附加值利用的目的。而且鋼渣在混凝土中的應用不僅可以解決目前由于鋼渣大面積堆放而造成的環(huán)境問題，而且提高了鋼渣的附加利用價值，具有良好的經濟效益。當然鋼渣在混凝土中的應用還有一些問題有待繼續(xù)研究

14、，例如鋼渣應用于混凝土中的比例問題：鋼渣替代水泥、粗骨料、細集料等的比例，在何種比例能夠發(fā)揮鋼渣最大的效能，提高混凝土的性能；鋼渣前期的處理問題：由于鋼渣的不同應用方向，需要將鋼渣處理成所需要的粒徑，配套的處理設備是必不可少的；另外，如何在鋼渣的前期上接第125頁(2)選用濃度值為35％的攪拌站廢水，通過外加劑的微調試配，可以制備出工作性能良好與滿足強度等級要求的綠色混凝土。在滿足混凝土性能要求的前提下可適量增加廢水摻量。(3)選用濃度

15、值為35％的攪拌站廢水，制備混凝土強度等級為C20、C25、C30、C35、C40的混凝土，其廢水的最佳摻量分別為60％、40％、40％、20％、20％。參考文獻：【1]常洪民，葛新文，王東旭廢棄混凝土拌合物分離漿水再利用技術的試驗研究j昆凝土，2007(7)：69—70ofTechnology(MaterialsSciencesEdition)，1996，11(4)：29—34作者簡介：王立華(1972一)，男，高級工程師，碩士，主要

16、從事水工混凝土、特種混凝土及新型建筑材料開發(fā)、研究、推廣。聯(lián)系地址：廠州市天河區(qū)天壽路116號廣東水利大廈B座1102室(510000)聯(lián)系電話：020—38036628處理過程中降低鋼渣中的不安定因素，進一步提高鋼渣的穩(wěn)定性等也是研究的重點。因此，鋼渣的研究和開發(fā)還有很多的方向需要進一步的去探尋。參考文獻：[1】金強，賀鴻珠，楊剛，等寶鋼鋼渣在混凝土材料中資源化應用技術研究[J]_寶鋼技術，2010(3)：19—22[212白敏，尚建

17、麗，張松榆，等岡渣替代粗集料配制混凝土的試驗研究fJ]昆凝土，2005(7)：62—65[3】丁慶軍，李春，等鋼渣作瀝青混凝土集料的研究[J]武漢理工大學學報，2001(6)：913[4】唐明述，袁美棲，韓而芬，等鋼渣中MgO、MnO、FeO的結晶狀態(tài)與鋼渣的體積穩(wěn)定性[J]_硅酸鹽學報，1979，70)：35—46【5】葉貢欣岡渣中的二價剝匕物及其與鋼渣水泥體積安定性的關系【c]，／水泥學術會議論文集編委會水泥學會會議論文選集北京：中

18、國建筑[6】候貴華，李偉峰，郭偉，等轉爐鋼渣的顯微形貌及礦物相[J1_硅酸鹽學報，2008，36(4)：436—443【7】肖琪仲岡渣的膨脹破壞與抑制[J】硅酸鹽學報，1996，24(6)：635—640f818錢光人，徐光亮，李和玉，等1氐堿度鋼渣的礦物組成、巖相特征與膨脹研究[J】西南工學院學報，1997，12(1)：35—39[9】QIANGR，SUNDD，TAYJH，eta1Hydrothermalreactionandauto

19、_clavestabilityofMgbearingROphaseinsteelsiagfIJIBritishCeramicTransactions，2002，101(4)：159—164【10]李永鑫含鋼渣粉摻合料的水泥混凝土組成結構及性能研究【D]北京：中國建筑材料科學研究院，2003作者簡介：吳[~U(1987一)，男，研究方向：高性能混凝土。聯(lián)系地址：西安市碑林區(qū)西安建筑科技大學11號信箱(710055)聯(lián)系電話：1599170

20、7722[2】姚志玉，張冬原廢水對混凝土強度及耐久，l生的影響【c]，／建設工程混凝土應用新技術，2009I3l3何廷樹，李小玲，王福川，等攪拌站廢水對不同摻合料配制的C80高強混凝土強度的影響『J1_硅酸鹽通報，2011，30(2)：384—388【4】何正斌，孫皖紅，王韶輝，等攪拌站廢水對混凝土性能影響研究廣東建材，2012(12)：24—26作者簡介聯(lián)系地址聯(lián)系電話歐陽孟學(1983一)，男，大學本科。西安市長安區(qū)王寺鎮(zhèn)西街中建商