钢铁渣粉在混凝土中的应用范文

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《福建建材杂志》2014年第八期

1钢渣的特性研究

钢渣的化学成分、矿物组成及表观形貌分别采用X射线荧光(XRF)分析、X射线衍射线(XRD)分析和扫描电子显微镜(SEM)进行。钢渣的化学成分见表1。将钢渣制成薄片，通过光学显微镜观测其微观形貌。钢渣中基本矿物是以硅酸三钙、硅酸二钙、Fe组分物质及RO相为主。由图1中可见硅酸三钙最大为1998um，有的粒径为1059μm；硅酸三钙包裹中的MgO颗粒粒径为142μm，271μm不等；白色小颗粒状物质为硅酸二钙。由图2中白色颗粒状物质为Fe单质，粒径为257μm；由图3中深色颗粒为硅酸三钙包裹中的MgO颗粒，粒径为159μm，与图1中的粒径差别不大；图4中白色颗粒为硅酸二钙，粒径为943μm。钢渣中的金属铁主要呈球粒状嵌布图（b），少数呈斑点状解理充填图（d），粒度一般介于100~300μm。

2钢铁渣粉的研制

2.1钢渣取代水泥强度对比分析的研究为探明钢渣粉自身的活性指数，在此以0～50%的掺量递增，研究了钢渣粉直接取代水泥的强度。表2为不同掺量钢渣粉的水泥砂浆配比及其强度，图5为在常温水浴养护7d和28d的抗压强度随钢渣掺量的变化情况。由图5可以得出随着钢渣粉含量的增加，强度呈现明显的下降趋势。原因是由于钢渣中存在大量的游离氧化钙、游离氧化镁以及钢渣杂质多、物化性能波动范围大、组分活性低等。同时根据《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》（GB/T20491-2006）规定，其砂浆7d和28d强度要分别达到水泥的65%和80%，即图中标出的横线。由此可以看出在单独掺加钢渣粉的时候其砂浆强度达不到国家标准要求，因此要通过掺加矿粉和水泥熟料等物质来改善其性能。

2.2改性钢铁渣粉复合粉的稠度和凝结时间研究随矿粉掺量变化，改性钢渣复合粉的稠度和凝结时间变化情况如表3。表3中，随着矿粉掺量的增加，其标准稠度稍微增加，初凝时间和终凝时间都出现一定程度的增长，说明矿粉对凝结时间有缓凝的作用。改性钢渣复合粉随矿粉掺量增加，强度呈上升趋势。且当矿粉比例到50%、60%和80%时，强度等级分别达到G75，G85和G85级别。随着矿粉掺量的增加，其标准稠度稍微增加，初凝时间和终凝时间都出现一定程度的增长，说明矿粉对凝结时间有缓凝的作用。

3结语

本文主要通过配制成型钢渣粉砂浆来测试其各项物理性能，同时测定其强度、安定性、膨胀性、工作性等性能，分析评定其可行性，得出以下结论：（1）随着钢渣粉含量的增加，强度呈现明显的下降趋势。原因是由于钢渣中存在大量的游离氧化钙、游离氧化镁以及钢渣杂质多、物化性能波动范围大、组分活性低等。（2）随着钢渣粉掺量的增加，其标准稠度逐渐变小，初凝时间缩短，终凝时间变长。但是当钢渣粉掺量达到50%时，其初凝时间和终凝时间都大幅度缩短，这与文献中查到的规律不相符，需要进一步研究。随着钢渣粉掺量的增加，试体慢慢出现裂纹，胶砂安定性变差。原因是由于钢渣中存在游离氧化钙，游离氧化镁在凝结后发生水化，形成结块，造成安定性破坏。（3）根据《水泥压蒸安定性试验方法》（GB/T750-92）中规定膨胀率不大于0.80%时钢渣粉的安定性合格；而根据《钢铁渣粉》（GB/28293-2012）钢铁渣粉压蒸膨胀率不大于0.50%时，钢铁渣粉的安定性合格。所以可以得出结论：随着钢渣粉掺量的增加，试体慢慢出现裂纹，胶砂安定性变差。而安定性问题大都是由于钢渣中的f-MgO和f-CaO造成的，所以钢渣粉掺量变少，安定性合格。钢铁渣粉合格的钢渣粉最大掺量为24.875%，而钢渣粉合格的钢渣粉最大掺量为28.35%。

作者：温宾煌单位：科之杰新材料集团有限公司