鋼鐵渣粉在混凝土中的應(yīng)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(xué)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(jìn)行。鋼渣的化學(xué)成分見表1。將鋼渣制成薄片，通過光學(xué)顯微鏡觀測(cè)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(zhì)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(zhì)為硅酸二鈣。由圖2中白色顆粒狀物質(zhì)為Fe單質(zhì)，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(shù)呈斑點(diǎn)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(qiáng)度對(duì)比分析的研究為探明鋼渣粉自身的活性指數(shù)，在此以0～50%的摻量遞增，研究了鋼渣粉直接取代水泥的強(qiáng)度。表2為不同摻量鋼渣粉的水泥砂漿配比及其強(qiáng)度，圖5為在常溫水浴養(yǎng)護(hù)7d和28d的抗壓強(qiáng)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(qiáng)度呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)。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(zhì)多、物化性能波動(dòng)范圍大、組分活性低等。同時(shí)根據(jù)《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》（GB/T20491-2006）規(guī)定，其砂漿7d和28d強(qiáng)度要分別達(dá)到水泥的65%和80%，即圖中標(biāo)出的橫線。由此可以看出在單獨(dú)摻加鋼渣粉的時(shí)候其砂漿強(qiáng)度達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)要求，因此要通過摻加礦粉和水泥熟料等物質(zhì)來改善其性能。

2.2改性鋼鐵渣粉復(fù)合粉的稠度和凝結(jié)時(shí)間研究隨礦粉摻量變化，改性鋼渣復(fù)合粉的稠度和凝結(jié)時(shí)間變化情況如表3。表3中，隨著礦粉摻量的增加，其標(biāo)準(zhǔn)稠度稍微增加，初凝時(shí)間和終凝時(shí)間都出現(xiàn)一定程度的增長(zhǎng)，說明礦粉對(duì)凝結(jié)時(shí)間有緩凝的作用。改性鋼渣復(fù)合粉隨礦粉摻量增加，強(qiáng)度呈上升趨勢(shì)。且當(dāng)?shù)V粉比例到50%、60%和80%時(shí)，強(qiáng)度等級(jí)分別達(dá)到G75，G85和G85級(jí)別。隨著礦粉摻量的增加，其標(biāo)準(zhǔn)稠度稍微增加，初凝時(shí)間和終凝時(shí)間都出現(xiàn)一定程度的增長(zhǎng)，說明礦粉對(duì)凝結(jié)時(shí)間有緩凝的作用。

3結(jié)語

本文主要通過配制成型鋼渣粉砂漿來測(cè)試其各項(xiàng)物理性能，同時(shí)測(cè)定其強(qiáng)度、安定性、膨脹性、工作性等性能，分析評(píng)定其可行性，得出以下結(jié)論：（1）隨著鋼渣粉含量的增加，強(qiáng)度呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)。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(zhì)多、物化性能波動(dòng)范圍大、組分活性低等。（2）隨著鋼渣粉摻量的增加，其標(biāo)準(zhǔn)稠度逐漸變小，初凝時(shí)間縮短，終凝時(shí)間變長(zhǎng)。但是當(dāng)鋼渣粉摻量達(dá)到50%時(shí)，其初凝時(shí)間和終凝時(shí)間都大幅度縮短，這與文獻(xiàn)中查到的規(guī)律不相符，需要進(jìn)一步研究。隨著鋼渣粉摻量的增加，試體慢慢出現(xiàn)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(jié)后發(fā)生水化，形成結(jié)塊，造成安定性破壞。（3）根據(jù)《水泥壓蒸安定性試驗(yàn)方法》（GB/T750-92）中規(guī)定膨脹率不大于0.80%時(shí)鋼渣粉的安定性合格；而根據(jù)《鋼鐵渣粉》（GB/28293-2012）鋼鐵渣粉壓蒸膨脹率不大于0.50%時(shí)，鋼鐵渣粉的安定性合格。所以可以得出結(jié)論：隨著鋼渣粉摻量的增加，試體慢慢出現(xiàn)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(tuán)有限公司