利用钢渣生产混凝土空心砌块的研究

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摘要：对用钢渣生产混凝土空心砌块进行了研究。 研究结果表明：钢渣的活性较低，若用其生产砌块，必须对其活性进行激发。芒硝对钢渣的活性激发效果较好。 用40%32．5级水泥，58%磨细钢渣，2%的芒硝配制的胶凝材料28 d抗压强度达22．5 MPa，利用该胶凝材料、破碎的钢渣作粗集料、河砂作细集料，制成的空心砌块强度等级达MU10，且耐久性满足GB 8239-97要求。关键词：钢渣；空心砌块；活性激发；混凝土 钢渣是炼钢过程中排出的废渣，其排放量约占粗钢产量的15%一20%。按目前我国年产钢3亿t计，年排放钢渣量达4 500万一6 000万t。目前很多钢厂渣满为患，不仅占用宝贵的土地，同时还污染环境。钢渣综合利用，使其变废为宝已成为一个非常急迫的问题。 本研究的目的是探索利用钢渣生产混凝土空心砌块的可行性，为大规模利用钢渣提供一个有效途径。1原材料 钢渣来自四川江油长钢集团公司，主要化学成分见表1。X衍射分析表明，其主要矿物组成为橄榄石、镁摹薇辉石、RO相(FeO、MgO、MnO的固溶体)、枪晶石等。经绵阳市质检站放射性检测证明，该钢渣的内、外放射指数分别为0.12和0.08，都远小于国家标准的规定值(内放射指数不大于1.0，外照射指数不大于1.3)。钢包灰来自长钢集团公司；石膏、32．5级和42．5级水泥来自双马水泥集团公司；石灰、芒硝系市售产品。 2 钢渣的活性分析 采用强度试验的方法来确定钢渣、矿渣和粉煤灰的相对活性。这3种材料的粉磨细度相近(比表面积分别为3 573、3 721、3 652 cm2／g)，均按30%掺量分别掺入42．5级水泥中．按国标水泥胶砂试验方法测定其28 d抗压、抗折强度，结果见表2。 由表2可见，钢渣的活性与粉煤灰相近，但比矿渣低得多。 总体来说，钢渣的活性较低，若用其生产墙体材料，必须对以钢渣为主的胶凝材料进行优化配制。3 胶凝材料优化配制 胶凝材料是空心砌块的活性组分，直接关系到空心砌块的性能。在大量实验的基础上，选定了32．5级水泥、钢包灰、石灰、芒硝、石膏、钢渣6个组分来优化配制胶凝材料，其中石灰、芒硝、百膏是作为激发剂掺人。钢包灰是炼钢的副产品，主要成分为CaO。石膏和钢渣分别磨细至比表面积3421、3 573 cm2／g。胶凝材料配合比及28 d抗折、抗压强度见表3。 实验过程中发现，掺有钢包灰的配合比1、5、9号试样28d时．表面存在不同程度的龟裂，其原因是由于钢包灰中存在死烧状态的石灰引起的。掺有石灰的配合比2、6、10号试样需水量大，需掺高效减水剂，势必增加生产成本；掺有石膏的配合比4、8、12号试样强度低，说明石膏对钢渣的活性激发效果不理想。相对而言，芒硝的活性激发效果最好。从降低成本和最大幅度利用钢渣的角度，选定配合比7号试样作为配制混凝土空心砌块用胶凝材料。4 钢渣混凝土上空心砌块的配制 利用配合比7号试样作为胶凝材料，破碎的钢渣作为粗集料(最大粒径12 mm)，天然河砂为细集料，配制混凝土空心砌块。混凝土的配合比为：m(胶凝材料)：m(粗集料)：m(细集料)：m(水)=1：3．64：1．95：0．35。空心砌块的尺寸为390 mm*190 mm*190 mm，空心率为50%，共成型5组砌块。 根据GB 8239-97(普通混凝土小型空心砌块》进行测试，测得的抗压强度见表4，耐久性测试结果见表5。 由表4可以看出，利用钢渣配制的空心砌块强度达到MU10。 由表5可见，该砌块的耐久性较好，完全满足国家标准要求，因此用钢渣生产混凝土空心砌块是可行的。5 结论 (1)钢渣的活性较低，和粉煤灰相近。 (2)相对石灰和石膏而言，芒硝对钢渣的活性激发效果较好。 (3)用40%32．5级水泥，58%磨细钢渣，2%的芒硝，控制水灰比0．35，配制的胶凝材料28 d抗压强度达到22．5 MPa。 (4)利用上述胶凝材料作为胶结料，破碎的钢渣为粗集料。天然河砂为细集料，控制水灰比为0．35，生产规格为390mm*190 mm*190 mm、空心率为50%的空心砌块，其强度等级达MU10，且耐久性满足GB 8239—97要求。

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