鋼渣礦渣微粉復(fù)合摻合料在混凝土中的應(yīng)用

摘 要 ： 以礦渣、鋼渣磨細(xì)粉按不同比例雙摻作混凝土摻合料，用于C30 混凝土中，摻量在0～80％，結(jié)果表明，運(yùn)用激發(fā)劑KYH-10，鋼鐵渣磨細(xì)粉摻量比例最高可占膠凝材料80％。結(jié)果表明，采用礦渣：鋼渣比例2:3 時(shí)，摻量達(dá)到70％時(shí)能達(dá)到C30 混凝土要求，加激發(fā)劑KYH-10 后，摻量在80％能達(dá)到C30 混凝土要求；采用礦渣：鋼渣比例1:4 時(shí)，摻量達(dá)到50％時(shí)能達(dá)到C30 混凝土要求，加激發(fā)劑KYH-10 后，摻量在60％~80％能達(dá)到C30 混凝土要求；鋼鐵渣微粉總摻量不高于40％時(shí)，鋼渣粉摻量有助于提高混凝土強(qiáng)度；鋼鐵渣磨細(xì)粉高于40％時(shí)，鋼渣粉的強(qiáng)度激發(fā)作用逐步減弱。

關(guān)鍵詞 ：鋼渣 礦渣 磨細(xì)粉 混凝土

一、前言

　　鋼鐵冶金過程中，每生產(chǎn)一噸粗鋼產(chǎn)生約0.12 噸鋼渣，每生產(chǎn)一噸鐵水產(chǎn)生礦渣約0.2 噸。在我國，鋼鐵尾渣的主要高附加值利用途徑就是將其制備成磨細(xì)粉用于水泥及混凝土，等量替代水泥。研究采用首鋼生產(chǎn)礦渣-鋼渣復(fù)合渣磨細(xì)粉等量替代混凝土中的水泥用量，使其達(dá)到最大使用摻量，最大限度的利用工業(yè)廢渣，同時(shí)降低混凝土生產(chǎn)成本。其中，礦渣和鋼渣磨細(xì)粉的比例按照2：3 和1：4 兩組復(fù)合渣進(jìn)行試驗(yàn)，配制C30混凝土，最大摻量達(dá)到80％。

二、原材料與方法

2.1 原材料

2.1.1 鋼鐵渣磨細(xì)粉

　　兩種磨細(xì)粉采用首鋼公司生產(chǎn)的鋼渣磨細(xì)粉和礦渣磨細(xì)粉，比表面積均為450m3/kg?；瘜W(xué)成分見表一和表二。

2.1.2 水泥

　　水泥采用某水泥廠P.O32.5R 普通硅酸鹽水泥，經(jīng)檢驗(yàn)合格，符合GB197-1999 普通硅酸鹽水泥國家標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.3 骨料

　　砂子： 砂為中砂，各項(xiàng)指標(biāo)符合國標(biāo)要求，屬于合格品。

　　石子：卵石和碎石混合料，粒徑為20.0mm以上的石子累計(jì)篩余為45.5%，大于45%的標(biāo)準(zhǔn)，10.0mm 以上的石子累計(jì)篩余為95.3%，大于90%的標(biāo)準(zhǔn)。石子級(jí)配達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，屬于合格品。

　　砂子的細(xì)度模數(shù)2.25，砂子的其他物性如表三。

　　砂子各項(xiàng)指標(biāo)符合國標(biāo)要求。

2.1.4 減水劑

　　減水劑為萘系高效減水劑，摻量為0.5%-10%，本實(shí)驗(yàn)摻量為0.8%-0%，減水率約為15%-23%。

2.1.5 外加劑和激發(fā)劑

　　外加劑選用A N 1 0 - 2 型，激發(fā)劑為自制K Y H - 1 0 。

2.2 混凝土試驗(yàn)方法

　　試驗(yàn)所用方法及標(biāo)準(zhǔn)見表四將兩種磨細(xì)粉按不同比例取代部分水泥，與石子、砂、水泥共同混合攪拌均勻，再加水?dāng)嚢?min后立即測定拌合物的坍落度，并將拌合物置于100mm × l00mm × l00mm 試模內(nèi)振動(dòng)成型，成型后的試體先置于20 ± 2℃、濕度大于65% 的養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)24小時(shí)后⒈脫模，然后放入養(yǎng)護(hù)箱中進(jìn)行水養(yǎng)護(hù)，分別測定3d、7d、28d抗壓強(qiáng)度。

2.3 試驗(yàn)方案

　　將礦渣磨細(xì)粉和鋼渣磨細(xì)粉按2：3 和1：4混合，作為摻和料配制C30 混凝土，摻和料替代水泥20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%，測定其3d、7d、28d 抗壓強(qiáng)度。對(duì)達(dá)不到要求的配比加入KYH － 10 激發(fā)劑進(jìn)行試驗(yàn)，測試3d、7d、28d抗壓強(qiáng)度?；炷粱鶞?zhǔn)配合比如下表五。

三、 試驗(yàn)結(jié)果與分析

　　礦渣鋼渣磨細(xì)粉按照不同比例雙摻替代部分水泥制備C30 混凝土的試驗(yàn)結(jié)果見表六.

　　由表六，礦渣磨細(xì)粉和鋼渣磨細(xì)粉按照2 ：3 混合，等量替代普通水泥的C30 混凝土，在要求的坍落度范圍內(nèi)，具有良好的和易性。從表六可以看出，鋼鐵渣磨細(xì)粉摻量越大，強(qiáng)度越低。但是，摻量20%～70%的復(fù)合渣混凝土實(shí)測強(qiáng)度，均能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求，而摻量為80% 復(fù)合渣混凝土只能達(dá)到C25。對(duì)于達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的摻量為80% 復(fù)合渣混凝土，采用激發(fā)劑激發(fā)的方式進(jìn)行處理。經(jīng)過激發(fā)后，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的復(fù)合渣混凝土和易性良好，實(shí)測抗壓強(qiáng)度達(dá)到C35 級(jí)，滿足C30 混凝土設(shè)計(jì)要求，具備良好的經(jīng)濟(jì)性。

　　由表七，用礦渣鋼渣復(fù)合渣替代普通水泥的C40 混凝土，在要求的坍落度范圍內(nèi)，具有良好的和易性。從上表可以看出，鋼鐵渣磨細(xì)粉摻量越大，混凝土強(qiáng)度越低。但是，摻量20%～50%的復(fù)合渣混凝土實(shí)測強(qiáng)度，均能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求，而摻量為60%～80%復(fù)合渣混凝土只能達(dá)到C25 和C20。對(duì)于達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的復(fù)合渣混凝土，采用激發(fā)劑激發(fā)的方式進(jìn)行處理。經(jīng)過激發(fā)后，這些復(fù)合渣混凝土和易性良好，實(shí)測抗壓強(qiáng)度達(dá)到C30 級(jí)，滿足C30 混凝土設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，鋼鐵渣微粉總摻量低于不高于40％時(shí)，鋼渣粉摻量大有助于提高混凝土強(qiáng)度；鋼鐵渣磨細(xì)粉高于40％時(shí)，混凝土強(qiáng)度逐漸下降。

四、結(jié)論

　　采用礦渣：鋼渣比例2：3時(shí)，摻量達(dá)到70％時(shí)能達(dá)到C30 混凝土要求，加激發(fā)劑KYH-10 后，摻量在80％能達(dá)到C30 混凝土要求；采用礦渣：鋼渣比例1：4 時(shí)，摻量達(dá)到50％時(shí)能達(dá)到C30混凝土要求，加激發(fā)劑KYH-10 后，摻量在60％~80％能達(dá)到C30混凝土要求；鋼鐵渣微粉總摻量不高于40％時(shí)，鋼渣粉摻量大有助于提高混凝土強(qiáng)度；鋼鐵渣磨細(xì)粉高于40％時(shí)，混凝土強(qiáng)度會(huì)逐漸下降。

參考文獻(xiàn)

　　[1] 陶珍東，鄭少華，張秀芝等.利用鋼渣微細(xì)粉制備高強(qiáng)度混凝土的試驗(yàn)研究.水泥工程，2003，6：10～12.

　　[2] 葉平，李文翔，陳廣言.鋼渣和高爐渣微粉做水泥和混凝土摻合料的研究.中國冶金，