钢渣矿渣微粉复合掺合料在混凝土中的应用

摘 要 ： 以矿渣、钢渣磨细粉按不同比例双掺作混凝土掺合料，用于C30 混凝土中，掺量在0～80％，结果表明，运用激发剂KYH-10，钢铁渣磨细粉掺量比例最高可占胶凝材料80％。结果表明，采用矿渣：钢渣比例2:3 时，掺量达到70％时能达到C30 混凝土要求，加激发剂KYH-10 后，掺量在80％能达到C30 混凝土要求；采用矿渣：钢渣比例1:4 时，掺量达到50％时能达到C30 混凝土要求，加激发剂KYH-10 后，掺量在60％~80％能达到C30 混凝土要求；钢铁渣微粉总掺量不高于40％时，钢渣粉掺量有助于提高混凝土强度；钢铁渣磨细粉高于40％时，钢渣粉的强度激发作用逐步减弱。

关键词 ：钢渣 矿渣 磨细粉 混凝土

一、前言

　　钢铁冶金过程中，每生产一吨粗钢产生约0.12 吨钢渣，每生产一吨铁水产生矿渣约0.2 吨。在我国，钢铁尾渣的主要高附加值利用途径就是将其制备成磨细粉用于水泥及混凝土，等量替代水泥。研究采用首钢生产矿渣-钢渣复合渣磨细粉等量替代混凝土中的水泥用量，使其达到最大使用掺量，最大限度的利用工业废渣，同时降低混凝土生产成本。其中，矿渣和钢渣磨细粉的比例按照2：3 和1：4 两组复合渣进行试验，配制C30混凝土，最大掺量达到80％。

二、原材料与方法

2.1 原材料

2.1.1 钢铁渣磨细粉

　　两种磨细粉采用首钢公司生产的钢渣磨细粉和矿渣磨细粉，比表面积均为450m3/kg。化学成分见表一和表二。

2.1.2 水泥

　　水泥采用某水泥厂P.O32.5R 普通硅酸盐水泥，经检验合格，符合GB197-1999 普通硅酸盐水泥国家标准。

2.1.3 骨料

　　砂子： 砂为中砂，各项指标符合国标要求，属于合格品。

　　石子：卵石和碎石混合料，粒径为20.0mm以上的石子累计筛余为45.5%，大于45%的标准，10.0mm 以上的石子累计筛余为95.3%，大于90%的标准。石子级配达到标准要求，属于合格品。

　　砂子的细度模数2.25，砂子的其他物性如表三。

　　砂子各项指标符合国标要求。

2.1.4 减水剂

　　减水剂为萘系高效减水剂，掺量为0.5%-10%，本实验掺量为0.8%-0%，减水率约为15%-23%。

2.1.5 外加剂和激发剂

　　外加剂选用A N 1 0 - 2 型，激发剂为自制K Y H - 1 0 。

2.2 混凝土试验方法

　　试验所用方法及标准见表四将两种磨细粉按不同比例取代部分水泥，与石子、砂、水泥共同混合搅拌均匀，再加水搅拌3min后立即测定拌合物的坍落度，并将拌合物置于100mm × l00mm × l00mm 试模内振动成型，成型后的试体先置于20 ± 2℃、湿度大于65% 的养护室内养护24小时后⒈脱模，然后放入养护箱中进行水养护，分别测定3d、7d、28d抗压强度。

2.3 试验方案

　　将矿渣磨细粉和钢渣磨细粉按2：3 和1：4混合，作为掺和料配制C30 混凝土，掺和料替代水泥20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%，测定其3d、7d、28d 抗压强度。对达不到要求的配比加入KYH － 10 激发剂进行试验，测试3d、7d、28d抗压强度。混凝土基准配合比如下表五。

三、 试验结果与分析

　　矿渣钢渣磨细粉按照不同比例双掺替代部分水泥制备C30 混凝土的试验结果见表六.

　　由表六，矿渣磨细粉和钢渣磨细粉按照2 ：3 混合，等量替代普通水泥的C30 混凝土，在要求的坍落度范围内，具有良好的和易性。从表六可以看出，钢铁渣磨细粉掺量越大，强度越低。但是，掺量20%～70%的复合渣混凝土实测强度，均能达到设计强度的要求，而掺量为80% 复合渣混凝土只能达到C25。对于达不到设计要求的掺量为80% 复合渣混凝土，采用激发剂激发的方式进行处理。经过激发后，达不到设计要求的复合渣混凝土和易性良好，实测抗压强度达到C35 级，满足C30 混凝土设计要求，具备良好的经济性。

　　由表七，用矿渣钢渣复合渣替代普通水泥的C40 混凝土，在要求的坍落度范围内，具有良好的和易性。从上表可以看出，钢铁渣磨细粉掺量越大，混凝土强度越低。但是，掺量20%～50%的复合渣混凝土实测强度，均能达到设计强度的要求，而掺量为60%～80%复合渣混凝土只能达到C25 和C20。对于达不到设计要求的复合渣混凝土，采用激发剂激发的方式进行处理。经过激发后，这些复合渣混凝土和易性良好，实测抗压强度达到C30 级，满足C30 混凝土设计要求。同时，钢铁渣微粉总掺量低于不高于40％时，钢渣粉掺量大有助于提高混凝土强度；钢铁渣磨细粉高于40％时，混凝土强度逐渐下降。

四、结论

　　采用矿渣：钢渣比例2：3时，掺量达到70％时能达到C30 混凝土要求，加激发剂KYH-10 后，掺量在80％能达到C30 混凝土要求；采用矿渣：钢渣比例1：4 时，掺量达到50％时能达到C30混凝土要求，加激发剂KYH-10 后，掺量在60％~80％能达到C30混凝土要求；钢铁渣微粉总掺量不高于40％时，钢渣粉掺量大有助于提高混凝土强度；钢铁渣磨细粉高于40％时，混凝土强度会逐渐下降。

参考文献

　　[1] 陶珍东，郑少华，张秀芝等.利用钢渣微细粉制备高强度混凝土的试验研究.水泥工程，2003，6：10～12.

　　[2] 叶平，李文翔，陈广言.钢渣和高炉渣微粉做水泥和混凝土掺合料的研究.中国冶金，