钢渣矿渣水泥的研究
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图 1 水泥强度随钢渣掺量变化图
另外，从表中还可以看出，钢渣的掺入量明显增加了水泥硬化体的膨胀率，而且随着钢渣掺量的增加，
膨胀率逐渐增加。钢渣的掺入之所以造成膨胀，主要是由于钢渣中 对水泥浆体造成膨胀，但是经安定性实验检验，仍然是安全的。
f-CaO
浓度较高所致。虽然钢渣的掺入会
3.2 熟料掺量对水泥力学性能的影响
4 小结
（1）通过对钢渣矿渣水泥基本配方的研究发现，随着熟料掺量的增加，钢渣矿渣水泥各龄期的力学性 能增大，凝结时间缩短，体积膨胀减小，安定性均合格；
（2）随着钢渣掺量的增大，钢渣矿渣水泥各龄期的力学强度减小，膨胀率变大，水泥浆体流动性变好， 标准稠度用水量降低，尤其当钢渣与水渣的掺量比例接近于 1 时，钢渣矿渣水泥的各项性能达到最佳值；
抗折
抗压
25.50
74
104
6.08
29.06
8.21
53.71
1.2 实验方法
（1）水泥强度测定按 （2）比表面积测定按
G GB B//T T187067741——19189799水水泥泥比胶表砂面强积度测检定验方方法法（（勃IS氏O法法））进进行行。。
（3）凝结时问、安定性等按 — GB/T1346 2001 水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法进行。
43.58
1.6
3
35
29
30
6
221
301
3.65
15.69
8.63
43.29
1.5
4
35
24
35
6
238
313
4.05
15.96
8.71
43.42
1.4
2007 中国钢铁年会论文集
序号
配方/％ 钢渣 熟料 水渣 激发剂
凝结时间/min 初凝 终凝
3d 强度/MPa 抗折 抗压
28d 强度/MPa 抗折 抗压
（ ） Abstract This paper introduced the development that we produced the steel slag and BF slag cement SS &BFS cement ,
by utilizing steel slag and BF slag in Laiwu Steel. The study results show that properties of SS &BFS cement are up to
表 1 实验材料化学成分含量表（质量百分比，％）
样品
TFe
SiO2
CaO
MgO
Al2O3
TiO2
SO3
P2O5
Loss
莱钢渣 11.90
16.11
48.24
5.70
2.11
0.77
0.45
0.61
−3.12
水渣
2.03
28.10
40.32
8.41
14.00
0.50
2.20
熟料
3.20
21.80
65.40
3 高钢渣掺量 32.5 号钢渣硅酸盐水泥的研究
综合大量前期探索性实验的研究结果，最终决定采用以石膏与外加剂 A 按一定比例混合的复合激发剂 配方，以钢渣 35％、水渣 15％、熟料 44％、激发剂 6％为基本配方，在基本配比条件下，增加钢渣掺量的 同时相应降低熟料的掺量，研究钢渣掺量的极大值和熟料掺量的极小值的同时，钢渣矿渣水泥的性能达到 32.5 号钢渣硅酸盐水泥的国标要求，具体的实验结果如表 3 所示。
1 实验材料与实验方法
1.1 实验材料
钢渣：本实验所采用的钢渣取自泰东公司联营钢渣处理厂，该钢渣采用露天水淬法处理，经“三破五选” 后的尾渣，粒径≤5mm 的颗粒占 90％以上。钢渣外观呈灰褐色，其中夹带有部分细小的铁粉颗粒，硬度大， 用磁铁可以将铁粉颗粒吸出。用李氏瓶法（下同）测得钢渣的密度为 3.14g/cm3。化学组成见表 1。该钢渣 碱度为 CaO／(SiO2+P2O5)=2.89，属高碱度钢渣，矿物组成以硅酸三钙(C3S)为主，水硬性矿物含量较多。
（3）当钢渣掺量达到 40％，矿渣粉掺量 34％，熟料粉掺量 ％和 20 6％的激发剂时，按此比例生产的钢 渣年元矿的/年渣钢的水渣经泥矿济的渣效水各益泥项。计性能算完，全每年能达可消到耗32钢.5渣号尾钢渣渣2硅4 酸万盐吨水，泥水的渣国20标.4要万求吨。的这同也时就，意还味能着为，公若司按带生来产约61090万0吨万/
The Study of Steel Slag and BF Slag Cement
Liu Zhiwei
Chong zhenyu
Sun Yexin
Dong Xiaochun
Sun Qingliang
(Laiwu Steel Group Ltd. Technology Development Center, Laiwu, 271104)
从上图折线的变化趋势可以看出，随着钢渣掺量的增大，水泥试样各龄期的力学强度呈逐渐降低趋势，这种 趋势在早期强度更加明显。钢渣掺量低且熟料掺量高的钢渣矿渣水泥配方，其各龄期的力学性能均较好，如 钢渣掺量在 ％35 和 40％的配方，其各龄期的力学性能均能满足 32.5 号钢渣硅酸盐水泥的国标要求，且钢 渣掺量的变化对钢渣水泥的早期强度影响较大，对后期强度的影响不大。当钢渣掺量达到 45％以上时，钢 渣矿渣水泥各龄期的力学性能达不到 32.5 号钢渣硅酸盐水泥的国标要求，虽然激发剂中含有早强成分，但 由于钢渣在水泥中所占的比例较大，影响到钢渣矿渣水泥的活性，其力学性能受影响较大，达不到国标要求。 这也充分说明钢渣矿渣水泥早期强度低、后期强度高的特点。这主要是因为钢渣早期活性较差[2]，虽然钢渣 中矿含物有，这较些多矿的物C的3S、组C成2S及等活活性性与矿熟物料及的部矿分物C相2F比、相R差O较相大(M，gO 因、此M钢n渣O、被F认eO为的是固一溶种体“劣)、质f-熟Ca料O”等，需活要性辅较差以的其 他原料用于水泥中，以激发钢渣的早期强度，使之满足使用中的性能要求。
（4）原材料密度的测定按 GB208—1994《水泥密度测定方法》进行。
（5）原材料的粉磨采用φ500mm×500mm 实验小磨进行粉磨。
2 粉磨工艺的选择
水泥生产过程中，水泥制成系统多采取物料混合粉磨工艺，即：熟料、矿渣、石膏及其他材料（如钢渣） 经计量后共同入磨粉磨。因矿渣、钢渣本身含有大量难以磨细的高活性玻璃体[1]，其显微硬度（HV650 左右） 高于水泥熟料（HV515 左右），表征其易磨程度比熟料差。当熟料粉磨到一定的细度时，因材料间易磨性 指标的差异导致产生粉磨速度梯度差，矿渣、钢渣颗粒未能被充分磨细，实际比表面积要比熟料小 70～ 80m2/kg 左右，矿渣、钢渣粉颗粒粗大，造成水化反应速度缓慢，潜在的水硬活性难以得到正常发挥，只能 作为一种填充性材料，并未起到活性激发剂的根本性作用，使矿渣、钢渣的真正性能未得到充分发挥。按常 规理论认为，矿渣、钢渣磨细到 ～ 400 450m2/kg 以上，才能使其活性得到充分发挥。据此，我们实验中物料 的粉磨均采取各种物料单独粉磨，粉磨设备采用φ500mm×500mm 的实验球磨机，每次加料 5kg，分别对物 料（钢渣、水渣和熟料）粉磨一定的时间后，按 — GB/T8074 1987 要求测定其比表面积 (勃氏法)，然后按不 同的比例将不同的物料配方混匀后，进行钢渣矿渣水泥的性能测试实验。
42.62
1.7
9
45 29 20
6
241
352 3.43 13.48 7.46
38.76
1.9
10
45 24 25
6
260
375 3.12 12.37 6.98
36.74
2.1
3.1 钢渣掺量对水泥力学性能的影响 图 1 是当熟料掺量分别为 29％（左图）和 24％（右图）时，钢渣矿渣水泥强度随钢渣掺量的变化图，
表 3 钢渣、熟料掺量的影响
序号
配方/％ 钢渣 熟料 水渣 激发剂
凝结时间/min 初凝 终凝
3d 强度/MPa 抗折 抗压
28d 强度/MPa 抗折 抗压
安定性(雷氏夹法
/mm)
1
35
44
15
6
183
272
4.12
16.39
8.64
44.76
1.4
2
35
34
25
6
203
287
3.80
16.05
8.54
2007 中国钢铁年会论文集
钢渣矿渣水泥的研究∗
刘智伟 种振宇 孙业新 董晓春 孙庆亮
（莱芜钢铁集团有限公司技术研发中心，莱芜 ） 271104
摘 要 本文介绍了利用莱钢的钢渣和高炉矿渣生产钢渣矿渣水泥的研究情况，研究结果表明，当钢渣矿渣水泥中 掺入 40％钢渣，34％水渣，20％熟料和 6％激发剂时，钢渣矿渣水泥的各项性能均能达到 32.5 号钢渣硅酸盐水泥的 国标要求，也为莱钢的钢渣和矿渣开辟了一条高附加值利用途径。 关键词 钢渣 高炉矿渣 水泥 强度
％ ％ ％ correlative national standard of 32.5 SS &BFS cement, when intermingling 40 steel slag, 34 BF slag, 20 OPC ％ clinker and 6 activator in the SS &BFS cement. This study inaugurates a highly valuable utilizing method for steel slag and
图 2 是当钢渣掺量分别为 35％（左图）和 40％（右图）时，钢渣矿渣水泥强度随熟料掺量的变化图， 从上图折线的变化趋势可以看出，随着熟料掺量的增加，水泥的力学性能呈增大的趋势，3d 和 28d 强度均 有不同程度的增大，而且凝结时间均随着熟料掺量的增加呈缩短的趋势，体积膨胀呈减小趋势，安定性均合 格。因为在钢渣矿渣水泥中[2]，水泥熟料不但自身水化速度快，而且通过向浆体中释放的 Ca2+和晶核诱导
