钢渣作为配重混凝土集料的研究 2010-12-31(1)

利用钢渣作混合材增加水泥耐磨性的实验研究(副答论文)抚顺水泥股份有限公司常宏2006年7月15日利用钢渣作混合材增加水泥耐磨性的实验研究————孙丽华严丽华常宏随着水利、电力和交通运输业的蓬勃发展，对水泥耐磨性能的要求也越来越被用户和生产厂家所重视。

在以往的生产中，为了增加水泥的耐磨性，主要采用的方法是：调整熟料的矿物组成。

即适量增加C4AF和C3S的含量，限制C3A的含量，以达到耐磨性和抗干缩的目的。

但是这种方法必须重新确定符合高C4AF和C3S，低C3A的配料方案。

改变窑的煅烧制度，也不利于正常生产。

实践证明，钢渣可用于增加水泥耐磨性。

为此，我们用正常生产的熟料，加入一定比例的钢渣，进行了水泥耐磨性试验研究。

并开发出耐磨水泥品种。

钢渣的选择钢渣是炼钢生产排出的废渣，产量约占钢产量的20%。

抚顺是一个重工业城市，两大钢厂钢渣的排放量为30—40万吨/年，而且利用率低。

水泥厂如能合理利用，可变废为宝。

但是，因出渣方式的不同，钢渣的成分不稳定。

为选择一种成分稳定、对水泥性能无害且充分发挥水泥耐磨性的钢渣，我们取了钢厂的电炉渣和转炉渣，在试验小磨进行了水泥耐磨性试验。

方法如下：取正常生产的熟料和生产所用石膏，加入相同比例的两种钢渣，在试验小磨中粉磨至相同比面积，取得样品，进行物理试验及耐磨性试验。

结果如下表从表试验数据看出，加入相同比例的两种钢渣，在比面积和石膏掺加量基本相同的条件下，水泥的强度相差不大，耐磨性却有所不同。

加入电炉渣的水泥磨损量为3.09kg/m2，而加入转炉渣的水泥磨损量为2.17 kg/m2。

显然，加入转炉渣的水泥耐磨性能好与加入电炉渣的水泥。

说明，在提高水泥耐磨性上，转炉渣由于电炉渣。

在小磨试验后，我们又进行了两种钢渣的化学分析以验证两者是否符合《用于水泥中的钢渣》的标准。

数据如下：从化学分析看，电炉渣中Al 2O 3、MgO 的含量均高于转炉渣，而水泥的有效成分CaO 含量相对转炉渣低。

钢渣在水泥生产中的应用研究摘要：钢渣因成分波动大、易磨性差、稳定性差等原因，导致其用于水泥熟料烧成技术没有得到广泛推广。

本文结合公司对铁质原料的需求，开展钢渣在水泥生产中的应用研究，从钢渣优选、生料易烧性分析、熟料性能研究入手，改善水泥熟料质量，提高钢渣在水泥生产中的综合利用率。

关键词：钢渣；易烧性；熟料性能引语在水泥生产中，钢渣因其潜在水硬性高、产量大、成本低，并且含有相当数量的近似水泥熟料组成的矿物而成为水泥生产中首选原材料，在熟料煅烧中可起到诱导结晶、加速助熔的作用，使水泥生产实现优质、高产和低耗。

把钢渣用作水泥生产原材料，节约了大量宝贵自然资源，保护了环境，同时降低了水泥生产成本，具有广阔的应用前景。

本文结合公司对铁质校正原料的需求，研究钢渣在水泥生产中应用的可行性，确定煅烧水泥熟料的钢渣种类；结合实际设计配料方案，多角度分析了掺入钢渣后对生料易烧性及熟料性能的影响，解决了钢渣在水泥工业中应用时均化和粉磨的难题，已在所属单位实现了产业化和推广应用，控制生产成本的同时保证产品质量，具有一定的实践指导意义。

1原材料选择本文所选用所有原燃料物理化学性能和放射性等指标均符合相应标准要求，综合考虑成本等因素最终确定如下原燃料：钙质材料选用公司自备矿山单独生产和均化的石灰石；硅铝质材料选用公司附近砂岩和页岩；对比用铁质材料选用当地产铁粉；钢渣由公司附近两家钢厂提供，其中0-6YA是A钢厂提供的0～6mm 尺寸的钢渣，0-10YB是B钢厂提供的0～10mm尺寸的钢渣。

各材料化学分析见表1。

表1 原材料化学成分分析2钢渣基本性能研究2.1钢渣粉磨性能试验将0-10YB和0-6YA分别置于电热干燥箱中，在105 ℃的条件下烘干24 h直至恒重，分别称取50kg，经球磨机粉磨30min后称重；将粉磨后的钢渣过0.6mm 标准筛筛出大颗粒难磨物相（0.6mm筛上颗粒）并称重，得出0-6YA和0-10YB中难磨物相的重量见表2。

钢渣粉在混凝土中的应用一、引言钢渣是在钢铁生产过程中产生的副产品，它具有高硅、高铁、低铝的特点，同时具有优良的物理化学性质。

在过去，钢渣通常被视为废弃物，直接处置或填埋。

近年来，随着对资源综合利用的重视，钢渣粉开始在混凝土中得到广泛应用。

本文将从钢渣粉的特性、在混凝土中的应用及其影响等方面进行探讨。

二、钢渣粉的特性1. 物理特性钢渣粉颗粒细小，比表面积大，具有较强的活性。

它可以填充混凝土中的微观孔隙，提高混凝土的致密性和坚固性。

2. 化学特性钢渣粉富含氧化铁、氧化硅等物质，对混凝土的水化产物起到催化作用，提高混凝土的强度和耐久性。

3. 显微结构钢渣粉中的玻璃体和结晶体颗粒能够填充混凝土中的空隙，形成致密的胶凝物质，提高混凝土的力学性能。

三、钢渣粉在混凝土中的应用1. 替代部分水泥钢渣粉可以作为水泥的替代材料，与水泥一起参与混凝土的水化反应。

掺配适量的钢渣粉可以降低混凝土中水泥的用量，减少混凝土的成本，同时改善混凝土的工作性能和耐久性。

2. 改良混凝土性能在混凝土中适量掺配钢渣粉可以显著提高混凝土的抗压、抗折、抗渗和耐久性能，使混凝土更加坚固耐用。

3. 降低碱-骨料反应钢渣粉中的活性成分可以与混凝土中的氢氧化钙反应，抑制碱-骨料反应的发生，保护混凝土中的骨料免受侵蚀，延长混凝土的使用寿命。

四、钢渣粉在混凝土中的影响1. 强度影响适量掺入钢渣粉可以提高混凝土的抗压、抗折强度，改善混凝土的力学性能。

但过量掺入可能会影响混凝土的强度发展，因此需要控制掺量。

2. 施工性影响钢渣粉的加入可以改善混凝土的流动性和减水性，使混凝土更易施工，但过量掺入可能导致混凝土凝结时间延长。

3. 环境影响钢渣粉的资源综合利用可以减少对自然资源的消耗，同时降低对环境的影响，减少废弃物对环境造成的污染。

五、结论通过对钢渣粉在混凝土中的应用的探讨，可以得出以下结论：钢渣粉作为一种新型矿渣材料，具有良好的物理化学性能，可以广泛应用于混凝土中。

将工业废渣在混凝土中应用（用作掺和料或骨料），既能够减少工业废渣对土地的占用和环境的污染，又可以降低混凝土的材料成本，这符合“低碳”和“可持续”的理念。

然而，如果因工业废渣在混凝土中的应用导致混凝土的性能降低，尤其是耐久性能降低，从全寿命周期来讲，就事与愿违了。

目前，矿渣和粉煤灰已成为在混凝土中使用非常成熟的矿物掺和料，在很多情况下，通过掺入矿渣或粉煤灰能够实现混凝土更高的性能要求。

钢渣是炼钢过程中排放的工业废渣，排放量大、利用率低。

值得注意的是，矿渣、粉煤灰、钢渣均是在我国快速工业化的同一阶段排放的工业废渣，且排放量均非常大，为什么到目前为止钢渣的利用率远低于矿渣和粉煤灰呢？这绝对不是因为过多的研究投向了矿渣和粉煤灰，而是钢渣自身存在着一些比较难以克服的问题，如易磨性差；活性组分的活性低、非活性组分的含量大；影响安定性的游离CaO 和游离MgO含量较高等。

近年来，随着粉磨工艺的进步、高性能助磨剂的出现，能够在不大幅增加能耗和成本的前提下使钢渣的比表面积达到500r112∕kg以上，从而改善了钢渣的早期和中期的活性；经过热烟工艺处理的钢渣，能够使大部分游离CaO在热烟过程中消解，这在很大程度上促进了钢渣作为矿物掺和料在混凝土中的应用。

但热炳工艺对于消减钢渣中的游离MgO作用甚微，因而将钢渣用作水泥的混合材或混凝土的矿物掺和料时，安定性的检测仍是强制性的。

将钢渣作为混凝土的骨料使用时，由于钢渣的强度高，破碎后的粒径相对较小，因而替代部分天然骨料很容易达到混凝土的强度要求。

然而，钢渣作为骨料时，安定性不良的问题更要引起警觉！钢渣粉的安定性合格，并不代表钢渣骨料的安定性合格。

钢渣粉要经过磨细、混合的过程，因而总体上钢渣粉的成分是相对匀质的。

而钢渣作为骨料时，钢渣骨料的安定性的离散性则非常大，图1显示的是钢渣骨料压蒸3h(216℃、2MPa)的情况，有的骨料完好无损，有的骨料产生了裂纹，有的骨料被粉碎，这是因为不同钢渣骨料中的游离CaO和游离MgO含量差异很大。

分类号:U41610710-2015221174专业硕士学位论文钢渣在水泥稳定碎石基层中的应用研究郑武西导师姓名职称郑木莲教授申请学位类别硕士专业学位类别交通运输工程及领域名称论文提交日期2018年4月16日论文答辩日期2018年5月11日学位授予单位长安大学Application of Steel Slag in Cement Stabilized CrushedStone BaseA Thesis Submitted for the Degree of MasterCandidate：Zheng WuxiSupervisor：Prof.Zheng MulianChang’an University, Xi’an, China摘要随着我国经济的快速发展，公路交通运输事业得到了长足进步。

但是我国公路发展面临一些制约条件，如环境保护禁止开采石料导致原材料匮乏，价格越来越贵，工程成本增加；水泥稳定碎石等常见半刚性基层作为路面主要承重层，抗裂性能一直难以解决。

钢渣作为一种工业废渣，在我国排放量大、堆积量多、对环境污染严重，但是有些钢渣物理力学性能良好，如能将这些钢渣用作路面材料，将会大大提高钢渣利用率，减少对环境的污染。

本文以日照钢厂生产的钢渣作为研究对象，将钢渣掺入到水泥稳定碎石中代替部分碎石，对钢渣原材料技术性能、混合料材料组成设计及其路用性能、施工技术等方面展开研究，以期推动钢渣在基层中的应用。

本文首先对钢渣进行物理力学性能试验、化学分析、浸水膨胀率等试验，分析钢渣代替碎石应用到基层中的可行性。

随后进行水泥稳定碎石-钢渣基层配合比设计，选取3种水泥剂量和5种钢渣掺量，组成15种混合料配比，基于7d无侧限抗压强度试验结果，优选出较佳水泥剂量和钢渣掺量。

同时，通过XRD和SEM两种微观试验，测试钢渣水化反应生成的产物以及不同龄期下钢渣水化后微观结构的变化，分析水泥稳定碎石-钢渣强度形成机理。

其次，对优选出的6种水泥稳定碎石-钢渣混合料进行无侧限抗压强度试验、间接抗拉强度试验、抗压回弹模量等试验，研究各力学指标随钢渣掺量、养护龄期及水泥剂量的变化规律。

收稿日期:2008-01-10基金项目:河北省建设厅科学技术研究计划项目(2006-125)作者简介:何锦云(1961-),女,河北邢台人,教授,从事建筑材料的教学与研究。

文章编号:1673-9469(2008)02-0006-03钢渣矿渣代替细骨料配制混凝土的试验研究何锦云,贾　青,李清扬(河北工程大学土木工程学院,河北邯郸056038)摘要:利用邯郸本地的矿渣、钢渣,部分代替细骨料,采用正交设计方法进行试验,然后与基准混凝土比较。

结果表明,钢渣、矿渣混凝土的7d 、28d 抗压强度非常接近基准混凝土,钢渣掺量与水胶比、矿渣掺量及水泥用量相比,其对混凝土的坍落度影响最大。

关键词:钢渣;矿渣;正交设计中图分类号:T U528.44 文献标识码:AExperimental research on steel slag and gangue replaces thinaggregate in preparing the concreteHE Jin 2yun ,J I A Qing ,LI Qing 2yang(C ollege of Civil Engineering ,Hebei University of Engineering ,Handan 056038,China )Abstract :T he concrete ,which contains slag from H andan instead for sand in concrete partially ,was com 2pared with n ormal concrete by using the orth og onal design meth od.T he tests indicate that slag concrete ’s com pression strength of 7days and 28days are very closed to normal concrete ,and steel slag is m ore im por 2tant than other factors such as water -binder ratio ,slag content and cement content for concrete w orkability.K ey w ords :steel slag ;slag ;orthog onal design 钢渣、矿渣是钢铁冶金工业中的主要副产品。

钢渣粉在混凝土中的应用随着建筑行业的不断发展，混凝土作为建筑材料的重要组成部分，对其性能的要求也越来越高。

为了满足工程建设对混凝土性能的需求，人们不断探索新型的混凝土掺合材料，其中钢渣粉作为一种具有潜力的材料备受关注。

钢渣粉是一种工业废弃物，它来源于钢铁冶炼和炼钢生产中的废弃物，经过粉碎、筛分和加工而成。

本文将从钢渣粉的来源及特性、在混凝土中的应用效果以及对混凝土性能的影响等方面进行系统性的探讨，旨在全面地探究钢渣粉在混凝土中的应用。

一、钢渣粉的特性及来源1. 来源钢渣粉是产生于钢铁冶炼和炼钢生产中的一种废弃物。

在钢铁冶炼和炼钢的过程中，熔融渣经过粉碎、磨碎后形成细颗粒状的物料，这就是钢渣粉。

由于钢铁冶炼过程中使用的生铁和废钢中含有许多有害元素，例如氮、硫、砷、铅等，这些元素会以氧化物、氢氧化物等化合物的形式存在于钢渣粉中，因此使用前需要对其进行处理，以确保对混凝土的影响在合理范围内。

2. 物理化学特性钢渣粉常规的物理化学特性如下：(1) 粒径特性：钢渣粉的粒径通常小于75微米，其细度比泛指。

粉末颗粒的微细特性有利于与水泥和其它矿物掺合材料形成致密的混凝土基质，增加混凝土的强度和耐久性。

(2) 化学成分：钢渣粉中主要含有二氧化硅、氧化铁、氧化钙等成分，这些成分的存在为混凝土提供了更好的物理力学性能。

(3) 含铁量：钢渣粉中还含有一定量的铁元素，这些铁元素有助于提高混凝土的抗裂性能和耐久性。

二、钢渣粉在混凝土中的应用效果1. 增强混凝土强度钢渣粉作为混凝土掺合材料之一，能够在一定程度上代替水泥，提高混凝土的细密性和均匀性，从而增强混凝土的抗压强度和抗折强度。

使用钢渣粉掺合混凝土，可以大大提高混凝土的耐久性和抗风化性能，降低混凝土裂缝的产生。

2. 改善混凝土耐久性混凝土中加入适量的钢渣粉可降低混凝土的孔隙率，提高混凝土的致密性，降低渗透性和吸水性，改善混凝土的耐腐蚀性和耐久性。

这对于在恶劣环境下使用的混凝土结构尤为重要，例如在水下、潮湿环境或具有化学腐蚀性物质的场合中使用。

铁渣粉掺配水泥混凝土的试验研究摘要本文通过实验研究了使用铁渣粉掺配水泥混凝土的工程可行性及其对混凝土性能的影响。

通过对不同掺量的铁渣粉进行混凝土试验，探究了铁渣粉对混凝土工程性能参数的影响，并通过比较对混凝土的力学性能、耐久性和抗裂性等进行了一定的分析和研究。

实验结果表明，适当的掺配铁渣粉可以提高混凝土的工程性能和性能参数，掺量以10%左右为宜。

同时，本文对铁渣粉掺配水泥混凝土的工程应用进行了初步的研究，对其在大型基础工程中的使用具有现实意义和指导作用。

关键词：铁渣粉；混凝土；掺配；性能。

第一章绪论1.1 研究背景与意义混凝土作为一种广泛应用于建筑工程的材料，其性能的提升对于增强建筑的工程质量、提高工程的使用寿命和安全性具有重要作用。

近年来，随着社会发展的不断壮大和研究技术的提升，掺合料、添加剂等材料在混凝土中的应用也越来越广泛。

铁渣粉作为一种重要的掺合料，被广泛应用于混凝土工程中，其在提高混凝土的耐久性、机械性能及降低其裂缝密度等方面发挥了重要作用。

1.2 研究现状在国内外学者的研究中，均对铁渣粉掺配水泥混凝土的工程应用进行了研究探究。

国外学者主要在混凝土机理、力学性能、材料工业、能源环保等方面开展了此类研究。

国内学者则在实验室条件下，对铁渣粉掺配混凝土的某些性能进行了试验研究。

但是，目前还没有也缺少对铁渣粉掺配水泥混凝土的机理及其对混凝土力学性能、耐久性和抗裂性的影响进行深入研究的资料。

第二章实验方案2.1 研究目的本文通过掺配铁渣粉到混凝土中，对混凝土的性能进行试验研究。

通过对不同掺量的铁渣粉进行混凝土试验，分析铁渣粉对混凝土性能的影响。

并比较不同掺量铁渣粉的混凝土力学性能、耐久性和抗裂性等参数，从而探究其机理。

2.2 材料选用本试验选取的水泥类型为普通硅酸盐水泥，砂石骨料选用粗细砂、中涵洞石子。

铁渣粉的掺量分别为10%、20%、30%、40%和50%。

具体材料物理性质见表1。

表1 材料物理性质表材料名称密度（kg/m3）颗粒大小范围（mm）压缩强度（MPa）抗拉强度（MPa）普通硅酸盐水泥3100≤343.62.6铁渣粉3018≤0.1527.5/粗砂16501-543.62.6细砂1700≤143.62.6中涵洞石子16305-2043.62.62.3 试验设计本试验选取不同掺量的铁渣粉，分别进行水泥混凝土试验。