鋼鐵渣粉在混凝土中的應用范文

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《福建建材雜志》2014年第八期

1鋼渣的特性研究

鋼渣的化學成分、礦物組成及表觀形貌分別采用X射線熒光(XRF)分析、X射線衍射線(XRD)分析和掃描電子顯微鏡(SEM)進行。鋼渣的化學成分見表1。將鋼渣制成薄片，通過光學顯微鏡觀測其微觀形貌。鋼渣中基本礦物是以硅酸三鈣、硅酸二鈣、Fe組分物質及RO相為主。由圖1中可見硅酸三鈣最大為1998um，有的粒徑為1059μm；硅酸三鈣包裹中的MgO顆粒粒徑為142μm，271μm不等；白色小顆粒狀物質為硅酸二鈣。由圖2中白色顆粒狀物質為Fe單質，粒徑為257μm；由圖3中深色顆粒為硅酸三鈣包裹中的MgO顆粒，粒徑為159μm，與圖1中的粒徑差別不大；圖4中白色顆粒為硅酸二鈣，粒徑為943μm。鋼渣中的金屬鐵主要呈球粒狀嵌布圖（b），少數呈斑點狀解理充填圖（d），粒度一般介于100~300μm。

2鋼鐵渣粉的研制

2.1鋼渣取代水泥強度對比分析的研究為探明鋼渣粉自身的活性指數，在此以0～50%的摻量遞增，研究了鋼渣粉直接取代水泥的強度。表2為不同摻量鋼渣粉的水泥砂漿配比及其強度，圖5為在常溫水浴養護7d和28d的抗壓強度隨鋼渣摻量的變化情況。由圖5可以得出隨著鋼渣粉含量的增加，強度呈現明顯的下降趨勢。原因是由于鋼渣中存在大量的游離氧化鈣、游離氧化鎂以及鋼渣雜質多、物化性能波動范圍大、組分活性低等。同時根據《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》（GB/T20491-2006）規定，其砂漿7d和28d強度要分別達到水泥的65%和80%，即圖中標出的橫線。由此可以看出在單獨摻加鋼渣粉的時候其砂漿強度達不到國家標準要求，因此要通過摻加礦粉和水泥熟料等物質來改善其性能。

2.2改性鋼鐵渣粉復合粉的稠度和凝結時間研究隨礦粉摻量變化，改性鋼渣復合粉的稠度和凝結時間變化情況如表3。表3中，隨著礦粉摻量的增加，其標準稠度稍微增加，初凝時間和終凝時間都出現一定程度的增長，說明礦粉對凝結時間有緩凝的作用。改性鋼渣復合粉隨礦粉摻量增加，強度呈上升趨勢。且當礦粉比例到50%、60%和80%時，強度等級分別達到G75，G85和G85級別。隨著礦粉摻量的增加，其標準稠度稍微增加，初凝時間和終凝時間都出現一定程度的增長，說明礦粉對凝結時間有緩凝的作用。

3結語

本文主要通過配制成型鋼渣粉砂漿來測試其各項物理性能，同時測定其強度、安定性、膨脹性、工作性等性能，分析評定其可行性，得出以下結論：（1）隨著鋼渣粉含量的增加，強度呈現明顯的下降趨勢。原因是由于鋼渣中存在大量的游離氧化鈣、游離氧化鎂以及鋼渣雜質多、物化性能波動范圍大、組分活性低等。（2）隨著鋼渣粉摻量的增加，其標準稠度逐漸變小，初凝時間縮短，終凝時間變長。但是當鋼渣粉摻量達到50%時，其初凝時間和終凝時間都大幅度縮短，這與文獻中查到的規律不相符，需要進一步研究。隨著鋼渣粉摻量的增加，試體慢慢出現裂紋，膠砂安定性變差。原因是由于鋼渣中存在游離氧化鈣，游離氧化鎂在凝結后發生水化，形成結塊，造成安定性破壞。（3）根據《水泥壓蒸安定性試驗方法》（GB/T750-92）中規定膨脹率不大于0.80%時鋼渣粉的安定性合格；而根據《鋼鐵渣粉》（GB/28293-2012）鋼鐵渣粉壓蒸膨脹率不大于0.50%時，鋼鐵渣粉的安定性合格。所以可以得出結論：隨著鋼渣粉摻量的增加，試體慢慢出現裂紋，膠砂安定性變差。而安定性問題大都是由于鋼渣中的f-MgO和f-CaO造成的，所以鋼渣粉摻量變少，安定性合格。鋼鐵渣粉合格的鋼渣粉最大摻量為24.875%，而鋼渣粉合格的鋼渣粉最大摻量為28.35%。

作者：溫賓煌單位：科之杰新材料集團有限公司