用于水泥和混凝土中的钢渣粉
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《用于水泥和混凝土中的硅锰渣粉》冶金行业标准编制说明硅锰渣是工业废弃物,堆放占用大量的场地,并污染环境。
综合利用这些废渣生产水泥,不仅有利于减少污染,减少矿物资源开采量,保护环境,维护生态,还能降低水泥生产成本,提高水泥质量,增强产品的市场竞争能力具有显著的社会效益和经济效益。
硅锰渣大多用水淬处理,供水泥厂作水泥混合材使用。
曾有硅锰渣作铸石制品或作土壤改良剂、碎石、建筑用砖等。
但都没形成大规模推广使用。
根据国家发展和改革委员会发改办工业[2007]1415号文的要求,将《用于水泥和混凝土中的硅锰渣粉》等标准列于行业标准项目计划中,由中冶建筑研究总院XXX固体废弃物处理与利用研究室负责标准的制定工作。
标准制定小组接到任务后对硅锰渣的性质及利用情况进行了文献查阅,并了解了一些铁合金厂,大致了解了其硅锰渣的生产使用情况。
为了进一步加深对铁合金渣的认识以及渣的利用情况,标准制定小组对硅锰渣的产量较大的吉林铁合金厂进行考察,并到锦州铁合金厂进行了座谈。
标准制定小组将取到的渣样进行了试验分析,参照相关的标准及对应参考文献,制定出《用于水泥和混凝土中的硅锰渣粉》标准的草案稿,并与5月日标准制定小组对草案稿进行讨论修改,形成初步的征求意见稿。
现就本标准修订的主要内容简要说明如下:1 关于范围硅锰渣的主要处理方法为水淬法,各铁合金厂的水淬渣一般可达到70%以上,其余的硅锰渣为风淬渣。
硅锰渣主要用作水泥或混凝土掺合料使用,因此,本标准的主要适用范围是用于水泥和混凝土中硅锰渣粉的生产和检验。
2 规范性引用文件本标准试验方法中硅锰渣比表面积的测定按照GB/T 8074《水泥比表面积测定方法(勃氏法)》进行;含水量按照GB/T 18046《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》附录B进行;三氧化硫含量的测定按照GB/T 176《水泥化学分析方法》进行;活性指数按照采用GB/T 17671《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》中所规定的试验用仪器,试件的制备、养护和试验方法规定进行,比对水泥符合GB 8076-1997《混凝土外加剂》附录C中规定的基准水泥;流动度试验按GB/T 2419《水泥胶砂流动度测定方法》的规定进行;计算结果按GB/T 8170《数值修约规则》的规定修约。
水泥、钢渣、粉煤灰等相关国家标准:框架:1、G B 175-2007 通用硅酸盐水泥2、GB 21372-2008 硅酸盐水泥熟料3、GB/T 21371-2008 用于水泥中的工业副产石膏By-product gypsum used in cement4、GB/T 28293-2012 钢铁渣粉ground iron and steel slag4.1、GB/T 20491-2006 用于水泥和混凝土中的钢渣粉4.2、GB/T 18046-2008用于水泥和混凝土中的粒度高炉矿渣粉5、GB/T 1596-2017用于水泥和混凝土中的粉煤灰6、GB 8076-2008混凝土外加剂concrete admixtures7、JG/T 486-2015混凝土用复合掺和料compound mineral admixtures for concrete8、GB 13590-2006钢渣硅酸盐水泥8.1、GB 13693-2005道路硅酸盐水泥Portland cement for road8.2、GB 25029-2010钢渣道路水泥9、GB 200-2003中热、低热、低热矿渣硅酸盐水泥moderate heat/low heat Portland cement、low heat portland slag cement10、GB/T 3183-2003 砌筑水泥11、GB/T 31289-2014 海工硅酸盐水泥Portland cement for ocean project1、GB 175-2007 通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥common portland cement 以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。
按照混合材料的品种和掺量分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。
硅酸盐水泥熟料:主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料,按适当比例磨成细粉烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。
团体标准T/CMCA4001-2018代替GB/T 50912-2013钢铁渣粉混凝土应用技术标准Technical standard for application of ground iron and steel slag concrete目次1 总则 (1)2 术语和符号 (2)2.1 术语 (2)2.2 符号 (2)3 基本规定 (3)4 钢铁渣粉的检验和验收 (4)4.1 一般规定 (4)4.2 检验方法 (4)4.3 验收要求 (5)5 钢铁渣粉混凝土配合比设计 (6)5.1 材料要求 (6)5.2 配合比设计 (6)6 钢铁渣粉混凝土的制备与施工 (8)6.1 制备 (8)6.2 浇筑成型 (8)6.3 养护 (9)6.4 冬期施工 (9)7 钢铁渣粉混凝土质量检验评定 (10)附录A 钢铁渣粉含水量测定 (11)附录B 钢铁渣粉活性指数及流动度比测定 (12)本标准用词说明 (14)引用标准名录 (15)Contents1 General Provisions (1)2 Terms and Symbols (2)2.1 Terms (2)2.2 Symbols (2)3 Basic Requirements (3)4 Quality Inspection and Acceptance of Ground Iron and Steel Slag (4)4.1 General Requirements (4)4.2 Test Methods (4)4.3 Acceptance Requirements (5)5 Design of Mix Proportion of Ground Iron and Steel Slag Concrete (6)5.1 Technical Requirements of Materials (6)5.2 Design of Mix Proportion (6)6 Preparation and Construction of Ground Iron and Steel Slag Concrete (8)6.1 Preparation (8)6.2 Placing (8)6.3Curing (9)6.4 Winter Construction (9)7 Quality Inspection and Assessing of Ground Iron and Steel Slag Concrete (10)Appendix A Test Method for Water Content of Ground Iron and Steel Slag (11)Appendix B Test Method for Activity Index and Fluidity of Ground Iron and Steel Slag (12)Explanation of Wording in This Code (14)List of Quoted Standards (15)1 总则1.0.1 为安全、合理、有效地在混凝土中应用钢铁渣粉,改善混凝土性能、保证工程质量、节约资源和能源,制定本标准。
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。
108 73^ 08031中华人民共和国国家标准08/720491—2006用于水泥和混凝土中的钢渣粉81661 8132 只卩评过亡!' 1186^ 061116111 811(1 00001*6162006-09-12发布2007-02-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局^7中国国家标准化管理委员会08/120491 —2006刖本标准参照美国八3丁I V! 0618:2000《用于混凝土中的矿物掺合料》标准、日本115六620:1999《混凝 土用粉煤灰》标准、俄罗斯丁 25818:1991《用于混凝土的热电站粉煤灰》标准和我国丁 18046 《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》标准,结合我国钢渣粉的生产和使用情况制定。
本标准的附录八为规范性附录。
本标准的某些内容有可能涉及专利。
本标准的发布机构不应承担识别这些专利的责任。
本标准由中国钢铁工业协会提出。
本标准由全国钢标准化技术委员会归口。
本标准负责起草单位:中冶集团建筑研究总院。
本标准参加起草单位:湖南华菱南方环保科技有限公司钢渣分公司、马钢集团钢渣综合利用有限责 任公司、武汉钢铁集团冶金渣有限责任公司、北京建源合特种水泥公司、上海宝钢综合开发公司、浙江海 穆钢铁服务有限公司、武汉绿色冶金渣技术开发有限公司、杭州军安钢渣建材制造有限公司、无锡市中 环钢渣利用有限公司、鞍山钢铁集团公司矿渣开发公司、鞍钢附属企业公司钢材改制厂、首都钢铁公司。
本标准主要起草人:尜桂林、孙树杉、李决明、王武、朱跃刚、赵明友、徐莉、张岩、何景星、冀更新、李国平、王涛、王延顺、霍兰平。
08/120491 —2006用于水泥和混凝土中的钢渣粉1范围本标准规定了用于水泥和混凝土中的钢渣粉的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志、运输和贮存。
本标准适用于水泥和混凝土中钢渣粉的生产和检验。
本标准也适用于钢渣粉与粒化高炉矿渣粉、粉煤灰复合的产品。
一、前言新国家标准GB/T 18046-2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》于2017年12月29日正式发布,2018年11月1日开始实施。
最近,从国内几家权威检测单位了解到,各家正在做新标准检测的相关认证工作,相信很快就会依照新的国家标准对来样进行检测。
为了更好地了解修订后的标准,现将GB/T 18046《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》新旧标准中参数的变化及变化原因做初步分析,希望能对矿渣粉行业内的生产单位以及下游应用单位及相关技术人员有一定的参考作用。
二、矿渣粉相关标准的制订和发展矿渣粉作为混凝土高性能化的重要矿物掺合料,生产规模日益壮大,业已成为独立于水泥的另一个产业板块。
为了规范矿渣粉的生产和推广其使用,我国自上个世纪九十年代末开始,陆续颁布了多个地方标准、行业标准和国家标准,对矿渣粉的定义及其相关产品的品质做了相应的规定和要求。
据我们的不完全统计,目前我国涉及或引用到高炉矿渣粉和/或GB/T 18046产品的相关标准众多,举例如表1所示。
据此可知,我国目前建筑施工中有大量的标准或规范涉及矿渣粉产品,而直接采用或间接引用国标GB/T 18046中的技术指标要求,是最通用的做法。
因此,GB/T 18046作为矿渣粉产品最根本和重要的技术标准。
三、新旧标准变化的原因1、矿渣粉的行业地位矿渣是钢铁企业在炼铁过程中产生的最主要的副产品,也是生产优质水泥混合材以及高性能混凝土掺合料的重要原材料。
根据发达国家的应用实例,矿渣粉在建筑胶凝材料中的掺合量已达到70%以上,一些欧洲国家甚至允许掺到85-90%,是的重要的资源再生型低碳绿色建筑材料。
我国大型立磨矿渣粉生产和应用虽然起步较晚(1997年建成第一条立磨矿渣粉生产线),但发展十分迅速。
根据中国矿渣粉网的统计数据显示,2013年,我国矿渣粉产量已超过1.2亿吨,位列世界第一。
虽然,近几年我国矿渣粉总产量略有下降,但基本徘徊在1亿吨左右。
水泥、钢渣、粉煤灰等相关国家标准:框架:1、G B 175-2007 通用硅酸盐水泥2、GB 21372-2008 硅酸盐水泥熟料3、GB/T 21371-2008 用于水泥中的工业副产石膏By-product gypsum used in cement4、GB/T 28293-2012 钢铁渣粉ground iron and steel slag4.1、GB/T 20491-2006 用于水泥和混凝土中的钢渣粉4.2、GB/T 18046-2008用于水泥和混凝土中的粒度高炉矿渣粉5、GB/T 1596-2017用于水泥和混凝土中的粉煤灰6、GB 8076-2008混凝土外加剂concrete admixtures7、JG/T 486-2015混凝土用复合掺和料compound mineral admixtures for concrete8、GB 13590-2006钢渣硅酸盐水泥8.1、GB 13693-2005道路硅酸盐水泥Portland cement for road8.2、GB 25029-2010钢渣道路水泥9、GB 200-2003中热、低热、低热矿渣硅酸盐水泥moderate heat/low heat Portland cement、low heat portland slag cement10、GB/T 3183-2003 砌筑水泥11、GB/T 31289-2014 海工硅酸盐水泥Portland cement for ocean project1、GB 175-2007 通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥common portland cement 以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。
按照混合材料的品种和掺量分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。
硅酸盐水泥熟料:主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料,按适当比例磨成细粉烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。
混凝土的基本知识1.定义:1.1由胶凝材料.水.粗集料.细集料.以及必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料,按一定比例配合,经搅拌.捣实成型.养护硬化而成的一种人造石材.2.组成2.1.胶凝材料:混凝土中水泥和矿物掺合料的总称。
2.1.1水泥品种与强度等级的选用应根据设计、施工要求以及工程所处环境确定。
对于一般建筑结构及预制构件的普通混凝土,宜采用通用硅酸盐水泥;高强混凝土和有抗冻要求的混凝土宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
2.1.2水泥质量主要控制项目应包括凝结时间、安定性、胶砂强度.细度或比表面积。
2.1.3水泥的应用应符合下列规定:1宜采用新型干法窑生产的水泥。
2用于生产混凝土的水泥温度不宜高于60℃。
2.2矿物掺合料2.2.1用于混凝土中的矿物掺合料可包括粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰、;可采用两种或两种以上的矿物掺合料按一定比例混合使用。
粉煤灰应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T 1596的有关规定,粒化高炉矿渣粉应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》G13/T 18046的有关规定,钢渣粉应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》GB/T 20491的有关规定,其他矿物掺合料应符合相关现行国家标准的规定并满足混凝土性能要求;矿物掺合料的放射性应符合现行国家标准《建筑材料放射性核素限量》GB 6566的有关规定。
2.2.2粉煤灰的主要控制项目应包括细度、需水量比、烧失量和三氧化硫含量,C类粉煤灰的主要控制项目还应包括游离氧化钙含量和安定性;粒化高炉矿渣粉的主要控制项目应包括比表面积、活性指数和流动度比;钢渣粉的主要控制项目应包括比表面积、活性指数、流动度比、游离氧化钙含量、三氧化硫含量、氧化镁含量和安定性;磷渣粉的主要控制项目应包括细度、活性指数、流动度比、五氧化二磷含量和安定性;硅灰的主要控制项目应包括比表面积和二氧化硅含量。
矿物掺合料的主要控制项目还应包括放射性。
钢渣作为混凝土骨料为何会导致建筑大面积爆裂?将钢渣用作混凝土骨料要非常慎重!到底能不能用?!近年来,我国钢铁工业快速发展,钢渣产量大幅增加。
从国家统计局数据来看,2020年我国粗钢产量达到10.65亿吨,位列全球第一;炼钢过程中产生的钢渣约为1.20亿吨,累计堆存量超10亿吨。
大量钢渣堆存,不仅占用土地资源,还给生态环境带来了较大安全隐患。
当前,合理利用钢铁固废是我国开展资源综合利用的关键之一,而加快钢渣利用是全社会的共识。
不可否认的是,在钢渣综合利用方面,我国目前仍存在利用率普遍偏低、利用途径单一等问题,如何进一步实现钢渣有效利用是值得人们深思的问题。
近日,由中国工业合作协会资源综合利用分会、工业固废网联合主办的“2021年钢铁冶金固废综合处理利用技术交流会”在江苏省苏州市召开。
会上,多名专家学者及企业代表围绕固废产业发展状况,钢铁固废资源化利用焦点、难点进行了深入研讨,为钢铁固废处置产业的绿色低碳发展指明了方向。
其实,钢渣是炼钢过程中排放的工业废渣。
当前,我国是产钢第一大国,但对于钢渣的回收利用一直处于较低水平,综合利用率仅在10%左右,相较于美德98%的有效利用率,仍有较大的追赶空间。
2020年9月,《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》正式施行。
其中规定:固体废物污染环境防治坚持减量化、资源化和无害化的原则。
任何单位和个人都应当采取措施,减少固体废物的产生量,促进固体废物的综合利用,降低固体废物的危害性。
在绿色发展的趋势下,钢渣在某种程度上是一种放错地方的资源。
将钢渣用作掺和料或骨料应用在混凝土中,既能减少工业废渣对土地的占用和环境的污染,降低混凝土的材料成本,又符合固废危废减量化、资源化、无害化的政策引领。
加之,近几年基础设施和城市化建设,对混凝土的需求日益增多,经过多年大规模开采,天然砂石资源逐渐减少。
“砂石热”正在逐步走向高潮。
由于有着和天然砂石类似的强度,并存在一定的水硬胶凝性,且使用成本较低,钢渣成为施工方青睐之选,频频应用于建筑工程中。
钢渣粉磨系统成本测算一、产品定位与规模产品标准:用于水泥和混凝土中的钢渣粉(本标准也适用于钢渣粉与粒化高炉矿渣粉、粉煤灰复合的产品)产品标准代号:GB/T2049-2006该项目为建设一条复合粉生产线:40万吨/年生产依据:根据我公司与钢铁公司分交形式,建设一套“嘉恒法”钢渣粒化设备,每年能粒化钢渣14万吨考虑和享受综合利用项目免税优惠的政策(钢渣占产品中≥30%),每年生产40万吨钢矿复合粉。
即:40万吨×35%(钢渣所占比例)=14万吨钢渣(与每年能粒化的钢渣量持平),为使该项目具有可行性,所以测算时暂不考虑生产钢渣水泥生产线。
二、钢渣粉磨厂部人员配备及工资测算三、原材料成本测算1.钢渣:①、加运费:24.55元/吨+0.47元/吨公里×10公里=29.25元/吨注:24.55元/吨为粒化成本,0.47元/吨公里为运费,10公里为运距。
②、扣出水份:29.25元/吨×8%+29.25元/吨=31.59元/吨注:钢渣含水量约为5%-10%,取8%含水量。
③、加烘干费:31.59元/吨+14.71元/吨(烘干费用)=46.3元/吨即:钢渣最终成本为46.3元/吨2.矿渣:①、加运费:10元/吨+0.47元/吨公里×10公里=14.7元/吨注:10元/吨为矿渣出厂价,0.47元/吨公里为运费,10公里为运距。
②、扣出水份:14.7元/吨×15%+14.7元/吨=16.91元/吨注:矿渣含水量为10%-20%,取15%含水量。
③、加烘干费:16.91元/吨+14.71元/吨(烘干费用)=31.62元/吨即:矿渣最终成本为31.62元/吨3.钢矿复合粉原料成本:46.3元/吨×35%+31.62元/吨×65%=36.76元/吨注:46.3元/吨为钢渣成本,35%为钢渣所占比例,31.62元/吨为矿渣成本,65%为矿渣所占比例即:生产钢矿复合粉所需原料成本为36.76元/吨四、钢渣粉磨系统投资(含厂办公部分)1.办公系统及占地投资①、办公室:300m2×1100元/m2=33万元宿舍:300m2×1100元/m2=33万元②、围墙:破碎磁选拟占100亩地,得出围墙1100米长(厂区定为:长333米×宽200米),拟建围墙高2.8米,厚为0.24米,按定额围墙费用为230元/m3,另外拟修建厂门投资5万元。
钢渣粉在混凝土中的应用一、引言混凝土是建筑工程中常用的建筑材料,由水泥、砂、骨料和水等混合物构成。
近年来,随着工业化进程的加快,大量的钢渣产生,如何有效地利用钢渣成为了一个备受关注的话题。
钢渣粉是一种常见的工业副产品,由钢铁冶炼过程中的废渣经过加工而成,其具有一定的活性,可以作为混凝土的替代材料,为混凝土的性能改善和资源综合利用提供了新的思路。
本文将探讨钢渣粉在混凝土中的应用,并分析其对混凝土性能的影响。
二、钢渣粉的来源和性质1. 钢渣粉的来源钢渣是钢铁冶炼过程中产生的一种冶炼废渣,主要包括钢渣渣、钢冶炼灰、氧化铁和其他杂质。
钢渣粉是通过钢渣经过破碎、磨细等加工方式得到的细粉状物质。
2. 钢渣粉的性质钢渣粉主要成分为氧化铁、氧化钙、氧化硅等,具有一定的活性,其颗粒尺寸较小,表面积较大。
钢渣粉中也含有少量的氧化铝、氧化镁等杂质。
三、钢渣粉在混凝土中的应用1. 混凝土中替代部分水泥钢渣粉可以作为混凝土掺细化材料,替代部分水泥的使用。
适量的钢渣粉掺入混凝土中,可以减少混凝土中水泥的用量,进而减少混凝土的成本。
钢渣粉的活性可以使混凝土中的细孔结构得到改善,提高混凝土的致密性和抗渗性能。
2. 对混凝土性能的影响(1)力学性能:适量的钢渣粉添加可以改善混凝土的抗压强度、抗折强度和耐久性,提高混凝土的整体力学性能。
(2)耐久性能:钢渣粉可以促进混凝土内部致密化,减少了混凝土中的孔隙率,提高了混凝土的耐久性。
(3)硅酸盐混凝土的影响:钢渣粉中的氟化物、硅铬酸盐等成分对硅酸盐水泥的水化作用有一定的促进作用,可以提高混凝土的强度。
3. 混凝土中应用的注意事项在混凝土中使用钢渣粉时,需要注意以下几点:(1)控制掺量:合理控制钢渣粉的掺量,过高过低都容易影响混凝土的性能。
(2)充分研磨:钢渣粉需要充分研磨,以增加其活性和细度,提高其在混凝土中的利用率。
(3)与其他掺合料的配合:钢渣粉可以与粉煤灰、硅灰等掺合料相配合使用,综合提高混凝土的性能。
钢渣粉取代粉煤灰在混凝土中的应用研究发布时间:2023-01-06T08:31:08.846Z 来源:《福光技术》2022年24期作者:洪伟群周林赵杰黄威[导读] 钢渣粉与粉煤灰有较好的适应性,钢渣粉与粉煤灰复合可以大大改善混凝土的工作性能,但是使复合型掺合料混凝土的早期强度大幅度降低。
广东韶钢嘉羊新型材料有限公司广东韶关 512123摘要:钢渣粉与粉煤灰有较好的适应性,钢渣粉与粉煤灰复合可以大大改善混凝土的工作性能,但是使复合型掺合料混凝土的早期强度大幅度降低。
当钢渣粉与粉煤灰的比例为5∶5,取代量在30%以内时,其后期强度随取代量的增大而增大,90d的抗压强度超过基准混凝土,当取代量大于30%时,强度随掺量的增加却呈现出下降的趋势,当取代量为30%时,强度达到最大值。
因此钢渣粉与粉煤灰的最佳取代量为30%。
关键词:钢渣粉,粉煤灰,复合掺合料,力学性能引言:钢渣是炼钢工业的废渣,主要由Ca、Fe、Si、Mg和少量Al、Mn、P等多种氧化物组成,主要矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙以及Si、Mg、Fe、Mn、P的氧化物形成的固熔体,还含有少量的游离氧化钙及金属铁等。
钢渣的组成随原料、炼钢方法、生产阶段、钢种和炉次的不同而波动,我国采用的炼钢方法主要是转炉和电炉炼钢,产生的钢渣分别为转炉钢渣和电炉钢渣;按渣处理工艺又可分为滚筒渣、热泼渣、热焖渣等。
生产出的钢渣有较大差异,导致钢渣的成分波动较大,未能作为混凝土掺合料得以规模化的工程应用。
目前,钢渣的主要资源化利用途径是加工成粉体用于水泥的混合材,但由于钢渣活性相对较低,存在安定性问题,且对凝结时间存在一定的影响,因此一般掺量均不宜较高。
针对这一现状,通过对钢渣粉进行安定性试验,且经过砂浆和混凝土配合比优化调整的基础上,通过不同钢渣微粉及掺量对混凝土性能的比对,探索利用钢渣微粉取代粉煤灰在混凝土中的应用。
1基本特性钢渣冶炼工艺和处理工艺的复杂多样化,导致了钢渣种类多、渣况差异大的现象。
钢渣粉在混凝土中的应用1.引言混凝土作为一种重要的建筑材料,不仅在实际工程中广泛使用,而且对于社会和经济的发展也起着重要的推动作用。
然而,传统混凝土在制作过程中会产生大量的钢渣废料,这些废料的处理一直是一个难题。
为了实现资源化利用和环境保护的目标,人们开始研究和探索将钢渣废料转化为有用的建筑材料。
其中,钢渣粉作为一种重要的替代性材料,具有广阔的应用前景。
本文将介绍钢渣粉在混凝土中的应用情况。
2.钢渣粉的特性及制备钢渣粉是由钢铁冶炼过程中产生的废料经过磨矿处理得到的细粉末。
钢渣粉主要由硅酸盐、氧化物和钙化合物组成,具有一定的水泥活性。
钢渣粉的制备过程主要包括钢渣的收集、破碎、磨矿和筛分等步骤。
通过控制研磨时间和研磨方式,可以调节钢渣粉的粒度及其活性。
3.钢渣粉在混凝土中的物理和力学性能钢渣粉用作混凝土掺合料可以显著改善混凝土的物理和力学性能。
首先,钢渣粉具有细小的颗粒尺寸和较大的表面积,可以填充混凝土的孔隙,提高混凝土的致密性和强度。
其次,钢渣粉的使用可以降低混凝土的水灰比,有效地减少水泥用量,节约资源。
另外,钢渣粉还能提高混凝土的耐久性,减少水泥热量发散,降低温度应力,进而改善混凝土的抗裂性能。
4.钢渣粉混凝土的工程应用钢渣粉在混凝土工程中的应用包括两个方面:一是钢渣粉代替部分水泥使用,二是钢渣粉作为混凝土掺合料使用。
4.1钢渣粉代替部分水泥使用钢渣粉可用来代替部分水泥,以降低混凝土的制备成本和环境污染程度。
研究表明,适量掺入钢渣粉可以有效提高混凝土的抗压强度、抗弯强度和抗冻融性能。
4.2钢渣粉作为混凝土掺合料使用钢渣粉也可作为混凝土中的掺合料,与水泥和骨料共同使用。
钢渣粉的加入能够改善混凝土的工作性能和耐久性。
同时,钢渣粉还能促进混凝土的早期水化反应,缩短混凝土的凝结时间和强度发展时间。
5.钢渣粉混凝土的优缺点钢渣粉混凝土具有很多优点,如降低制备成本、减少环境污染、提高混凝土的力学性能等。
然而,钢渣粉混凝土也存在一些缺点,如增加混凝土的收缩、影响混凝土的颜色等。
用于水泥和混凝土中的钢渣粉
关于适用范围钢渣矿渣水泥自1974年在我国正式生产和使用以来已有30年历史,钢渣水泥所具有的后期强度高、抗折性能好、耐磨性好、抗冻性好等多种优良特性,已在道路工程、水利工程、工业及民用建筑工程应用中得到验证。
因此,原国家建筑材料工业局向国务院呈报“关于发展钢渣水泥的报告”。
混磨工艺生产的钢渣水泥,由于钢渣比硅酸盐水泥熟料难磨,钢渣在水泥中颗粒较粗,一般大于70μm,其活性未能得到发挥。
而生产钢渣粉与熟料粉混拌生产水泥具有很多优点:如生产能耗下降,不同物料可分别控制在最佳粒度分布等,这样可大大改善钢渣水泥性能,产品的配合比易调节以适应不同工程要求。
同时单独粉磨的钢渣粉又可直接作混凝土的活性掺合料。
改善混凝土的耐久性能。
尤其是钢渣粉与矿渣粉双掺作混凝土掺合料,两者取长补短,将成为21世纪混凝土工程最理想的活性矿物掺合料。
因此将本标准的适用范围规定为:“本标准适用于水泥和混凝土掺合料的钢渣粉的生产和检验”。
2 关于引用文件本标准引用文件不注日期是因为本标准规定应满足有关水泥和混凝土标准的要求,因此引用文件的最新版本适用于本标准。
3 关于定义和术语3、1 定义3、1、1 钢渣本标准首先明确了钢渣是指符合YB/T022技术要求的转炉钢渣或电炉钢渣,需要指出的是在YB/T022标准中钢渣是指平炉钢渣或转炉钢渣。
由于冶金工业现已淘汰了平炉炼钢工
艺,因此本标准中取消了平炉钢渣的品种。
因为电炉炼钢日益增多,故增加了电炉钢渣品种。
在本标准的验证试验中,选取不同碱度系数(1、8,2、2,2、5)的钢渣,试验结果表明:随着碱度系数的增加,活性指数增加,在同一个细度范围内,碱度系数不同,钢渣粉所反映的活性不同。
中冶集团建筑研究总院曾对我国20余个大中型钢铁企业,40组钢渣的化学成分及碱度系数进行了统计,统计结果表明,我国大中型钢铁企业的钢渣的质量系数平均在2、0以上,最低不小于1、8,都能生产出符合本标准征求意见稿中技术要求的钢渣粉。
3、1、2 石膏研究表明石膏可提高钢渣粉的早期强度,一般掺量为2%~3%,因此在标准中规定钢渣粉粉磨时允许加入少量的石膏。
由于我国已有GB/T5483《石膏与硬石膏》标准,并规定了天然石膏和硬石膏的分类、技术要求等条款。
同时,在水泥标准中明确规定了用作水泥调凝剂的石膏必须符合GB/T5483中的规定。
因此在本标准中直接引用。
3、1、3 助磨剂由于钢渣较难磨细,为了提高粉磨效率,在本标准中规定:粉磨时允许加入水泥粉磨用助磨剂。
在JC/T667《水泥粉磨用工艺外加剂》标准中,规定了水泥粉磨用工艺外加剂对水泥及混凝土性能允许影响范围及要求、试验方法和评定准则等。
因此,本标准引用了JC/T667。
有助于助磨剂的掺入规范化。
3、2 术语本标准明确了碱度系数、对比胶砂、受检胶砂、活性指数的术语。
以明确影响钢渣粉性能的内在因素和性能检验的基本条件。
4 关于技术要求技术要求有9项:比表面积、密度、含水率、游离
CaO、三氧化硫、碱度系数、活性指数、流动度比和安定性。
4、1 钢渣粉的分级钢渣中含有1600℃下生成的硅酸二钙和硅酸三钙,结晶致密,晶粒粗大,水化硬化较缓慢,因此在一定范围内增加钢渣粉的细度,其活性增加不明显。
而细度的增加势必造成粉磨能耗的提高,生产成本增大,影响销售。
本标准根据生产实际情况,结合7天和28天活性指数,将钢渣粉分为两级:一级和二级。
4、2 比表面积由于钢渣中往往会有少量残钢即使经过磁选,但由于钢粉和渣粉内聚力很大不易磁选干净,因此细度不能用筛析法测定。
比表面积是钢渣粉的重要品质指标,对水化硬化后强度的影响很大。
细度低于400m2/kg时,水泥和混凝土的3天、7天强度较低,根据试验研究和生产使用的数据验证。
比表面积应不小于400m2/kg。
4、3 关于钢渣的密度钢渣的密度和化学成分有关,统计国内大中型钢铁企业钢渣的密度均在2、8g/cm3以上。
4、4 关于钢渣的含水率钢渣在加工处理过程用水,钢渣输运、贮存也可能采用喷雾抑尘,会有水分,因此为保证钢渣粉的质量,本标准规定了钢渣粉含水率不大于1%的指标。
钢渣粉磨时可能掺入石膏,二水石膏在105~110℃温度时结晶水仅部分脱掉,由于石膏掺量为2%~3%,此部分水分无法正确测量,而且此水量也不影响钢渣粉含水率。
4、5 关于钢渣粉中游离CaO钢渣中均含有游离CaO,游离CaO水化时体积膨胀。
游离CaO含量多时,由于膨胀率大,水泥制品会出现裂缝。
经过大量试验和实践证明,钢渣中游离CaO含量小于3%,钢渣粉安定性合格。
因此本标准规定游
离CaO的含量不大于3%。
4、6 关于三氧化硫钢渣中三氧化硫来源于石膏,一般生产钢渣粉时可加入3%的石膏,石膏品种以无水石膏计算,3%的石膏钢渣粉中SO3的含量为1、8%。
本标准规定三氧化硫含量不大于4%,是套用GB/T18046用于水泥和混凝土中粒化高炉矿渣粉和GB1344矿渣硅酸盐水泥中SO3含量的指标。
4、7 关于碱度系数在YB/T022《用于水泥中钢渣》标准中规定钢渣的碱度系数不小于1、8。
本标准引用该标准指标。
4、8 关于活性指数按照GB/T17671-1999规定进行活性指数测定,试验结果统计表明,由于钢渣质量不同,钢渣粉7天抗压强度比分别大于或等于60%和65% 。
28天抗压强度比分别大于或等于70%和80%,因此将钢渣粉的活性指数按两级划分。
4、9 关于流动度比钢渣粉的流动度比粒化高炉矿渣粉略差。
经大量试验测定均大于90% 。
4、10 关于安定性钢渣中MgO主要生成镁橄榄辉石C3MS2,钙镁橄榄石CMS和RO相。
在MgO含量高时也可能有游离态存在。
为保证工程质量需按GB/T1346进行压蒸法安定性检验,当钢渣中MgO含量大于13%时,压蒸安定性检验须合格。
4、11 关于碱含量钢渣是在1500℃以上高温下生成的,成分中不存在Na2O和K2O,因此本标准没有碱含量的规定。
5 检验规则、标志和包装5、1 取样方法采用GB12573《水泥取样方法》。
5、2 规范了出厂检验和型式检验内容。
5、3 标志中明确了袋装和散装内容。
6 标准水平简析钢渣粉是我国具有自主知识产权的产品,利用钢渣生产水泥和钢渣粉用于混凝土建筑工程,在世界首创。
本标准参照美国ASTMC618-
2000《用于混凝土中的矿物掺合料》标准、日本JISA620-1999《混凝土用粉煤灰》标准、俄罗斯гост25818—91《用于混凝土的热电站粉煤灰》标准。
根据7天、28天活性指数将钢渣粉分为两级,符合我国钢渣粉的生产和使用现状。
活性指数和流动度比检验方法采用我国与国际接轨的水泥强度检验方法(ISO法),完全等同于美国ASTMC618-2000,日本JISA620-1999,俄罗斯
гост25818-91。
同时为了有利于本标准在我国推广实施,其它试验方法采用我国现行的试验方法标准,因此本标准达到国际先进水平。