利用鋼渣生產(chǎn)混凝土空心砌塊的研究
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摘要：對用鋼渣生產(chǎn)混凝土空心砌塊進(jìn)行了研究。 研究結(jié)果表明：鋼渣的活性較低，若用其生產(chǎn)砌塊，必須對其活性進(jìn)行激發(fā)。芒硝對鋼渣的活性激發(fā)效果較好。 用40%32．5級水泥，58%磨細(xì)鋼渣，2%的芒硝配制的膠凝材料28 d抗壓強(qiáng)度達(dá)22．5 MPa，利用該膠凝材料、破碎的鋼渣作粗集料、河砂作細(xì)集料，制成的空心砌塊強(qiáng)度等級達(dá)MU10，且耐久性滿足GB 8239-97要求。
關(guān)鍵詞：鋼渣；空心砌塊；活性激發(fā)；混凝土
鋼渣是煉鋼過程中排出的廢渣，其排放量約占粗鋼產(chǎn)量的15%一20%。按目前我國年產(chǎn)鋼3億t計，年排放鋼渣量達(dá)4 500萬一6 000萬t。目前很多鋼廠渣滿為患，不僅占用寶貴的土地，同時還污染環(huán)境。鋼渣綜合利用，使其變廢為寶已成為一個非常急迫的問題。
本研究的目的是探索利用鋼渣生產(chǎn)混凝土空心砌塊的可行性，為大規(guī)模利用鋼渣提供一個有效途徑。
1 原材料
鋼渣來自四川江油長鋼集團(tuán)公司，主要化學(xué)成分見表1。X衍射分析表明，其主要礦物組成為橄欖石、鎂摹薇輝石、RO相(FeO、MgO、MnO的固溶體)、槍晶石等。經(jīng)綿陽市質(zhì)檢站放射性檢測證明，該鋼渣的內(nèi)、外放射指數(shù)分別為0.12和0.08，都遠(yuǎn)小于國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值(內(nèi)放射指數(shù)不大于1.0，外照射指數(shù)不大于1.3)。鋼包灰來自長鋼集團(tuán)公司；石膏、32．5級和42．5級水泥來自雙馬水泥集團(tuán)公司；石灰、芒硝系市售產(chǎn)品。
2 鋼渣的活性分析
采用強(qiáng)度試驗的方法來確定鋼渣、礦渣和粉煤灰的相對活性。這3種材料的粉磨細(xì)度相近(比表面積分別為3 573、3 721、3 652 cm2／g)，均按30%摻量分別摻入42．5級水泥中．按國標(biāo)水泥膠砂試驗方法測定其28 d抗壓、抗折強(qiáng)度，結(jié)果見表2。
由表2可見，鋼渣的活性與粉煤灰相近，但比礦渣低得多。 總體來說，鋼渣的活性較低，若用其生產(chǎn)墻體材料，必須對以鋼渣為主的膠凝材料進(jìn)行優(yōu)化配制。
3 膠凝材料優(yōu)化配制
膠凝材料是空心砌塊的活性組分，直接關(guān)系到空心砌塊的性能。在大量實驗的基礎(chǔ)上，選定了32．5級水泥、鋼包灰、石灰、芒硝、石膏、鋼渣6個組分來優(yōu)化配制膠凝材料，其中石灰、芒硝、百膏是作為激發(fā)劑摻人。鋼包灰是煉鋼的副產(chǎn)品，主要成分為CaO。石膏和鋼渣分別磨細(xì)至比表面積3421、3 573 cm2／g。膠凝材料配合比及28 d抗折、抗壓強(qiáng)度見表3。
實驗過程中發(fā)現(xiàn)，摻有鋼包灰的配合比1、5、9號試樣28d時．表面存在不同程度的龜裂，其原因是由于鋼包灰中存在死燒狀態(tài)的石灰引起的。摻有石灰的配合比2、6、10號試樣需水量大，需摻高效減水劑，勢必增加生產(chǎn)成本；摻有石膏的配合比4、8、12號試樣強(qiáng)度低，說明石膏對鋼渣的活性激發(fā)效果不理想。相對而言，芒硝的活性激發(fā)效果最好。從降低成本和最大幅度利用鋼渣的角度，選定配合比7號試樣作為配制混凝土空心砌塊用膠凝材料。
4 鋼渣混凝土上空心砌塊的配制
利用配合比7號試樣作為膠凝材料，破碎的鋼渣作為粗集料(最大粒徑12 mm)，天然河砂為細(xì)集料，配制混凝土空心砌塊。混凝土的配合比為：m(膠凝材料)：m(粗集料)：m(細(xì)集料)：m(水)=1：3．64：1．95：0．35。空心砌塊的尺寸為390 mm*190 mm*190 mm，空心率為50%，共成型5組砌塊。
根據(jù)GB 8239-97(普通混凝土小型空心砌塊》進(jìn)行測試，測得的抗壓強(qiáng)度見表4，耐久性測試結(jié)果見表5。
由表4可以看出，利用鋼渣配制的空心砌塊強(qiáng)度達(dá)到MU10。
由表5可見，該砌塊的耐久性較好，完全滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求，因此用鋼渣生產(chǎn)混凝土空心砌塊是可行的。
5 結(jié)論
(1)鋼渣的活性較低，和粉煤灰相近。
(2)相對石灰和石膏而言，芒硝對鋼渣的活性激發(fā)效果較好。
(3)用40%32．5級水泥，58%磨細(xì)鋼渣，2%的芒硝，控制水灰比0．35，配制的膠凝材料28 d抗壓強(qiáng)度達(dá)到22．5 MPa。
(4)利用上述膠凝材料作為膠結(jié)料，破碎的鋼渣為粗集料。天然河砂為細(xì)集料，控制水灰比為0．35，生產(chǎn)規(guī)格為390mm*190 mm*190 mm、空心率為50%的空心砌塊，其強(qiáng)度等級達(dá)MU10，且耐久性滿足GB 8239—97要求。
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