钢渣作混凝土集料的研究现状及发展方向

《钢渣作混凝土集料的研究现状及发展方向》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、钢渣作混凝土集料的研究现状及发展方向　　钢渣的化学成分随炉型、钢种和预处理方法的不同而有所差异，以下是我小编搜集整理的一篇探究钢渣作混凝土集料研究现状的论文范文，供大家阅读参考。　　前言　　钢渣是炼钢转炉或电炉产生的一种工业副产品，是冶金工业的头号废渣。全球每年排放钢渣1～1.5亿t，我国钢渣年排放量达到90Mt以上，但利用率只有22%，远低于发达国家。钢渣堆积占用大量的土地，造成资源浪费、环境污染，亟需进行综合治理，探寻资源化利用的有效途径。　　全国各地钢渣质量状况和利用水平不尽相同。在重庆地区，

2、钢渣主要用作回填、低等级市政道路路基工程和生产磨细钢渣粉，近年来钢渣品质与活性受各种因素影响逐渐降低，在水泥和混凝土企业越来越依赖于高活性掺合料的情况下，这种品质上的劣化正成为一种潜在的风险，钢渣的总体消耗量受到一定的影响。　　另一方面，重庆市混凝土行业对砂石集料的需求量非常大，经过多年的开采，天然集料日益匮乏，砂石价格上涨，质量持续变差，搅拌站在生产高强或超高强混凝土时往往难以找到优质的集料，目前较多的研究试图利用钢渣的某些特性，将其用作高强混凝土集料，这是混凝土从业者为实现钢渣的大宗利用而进行的

3、一种尝试。　　1、钢渣的基本性能　　钢渣的化学成分随炉型、钢种和预处理方法的不同而有所差异。目前我国排放的钢渣70%以上都为转炉钢渣，典型化学成分见表1。唐明述院士等对钢渣的理化性质做了比较系统的研究，认为钢渣化学组成主要为CaO、SiO2、Fe2O3、FeO、Al2O3、MgO和一定数量的单质Fe，从化学组成上看钢渣具有潜在活性，可在一定程度上参与水泥的水化反应，改善混凝土-集料的界面结构，提高混凝土的耐久性;此外，钢渣中含铁相固熔体，橄榄石等耐磨性好的矿物，使其具有优良的耐磨、耐冲击性能;钢渣颗

4、粒表面粗糙且多棱角，可增强其与水泥石的结合力，钢渣的这些性质使其具有用作混凝土集料的可能性。　　但另一方面，钢渣是在1560℃以上形成的废渣，其中含有死烧的f-CaO和f-MgO，遇水后水化生成Ca(OH)2和Mg(OH)2，体积增大产生膨胀应力，易产生安定性不良，在混凝土硬化后期缓慢水化引起开裂破坏。此外，钢渣孔隙率大，吸水量较高，拌制混凝土时易吸附水和外加剂，影响混凝土工作性能，间接影响混凝土强度。研究表明通过将钢渣磨细至一定比表面积可有效降低其不利影响，但如果钢渣作为混凝土集料，对混凝土的长期

5、稳定性势必会成为一个长期存在的隐患，对钢渣作混凝土集料展开系统研究，既是现实之需，也是节能减排政策的要求。　　2、钢渣作集料的研究现状　　钢渣的应用研究始于20世纪初期，但各国的研究深度和范围各有不同。美国在20世纪70年代初就已基本实现了钢渣的全部利用，而我国对钢渣作集料的研究始于20世纪80年代。近30年来，各国对钢渣用作混凝土集料已进行了相关研究，主要集中在市政道路、建筑砂浆和水泥混凝土三个领域：　　(1)市政道路　　国外钢渣作集料的应用研究起步较早，但研究主要集中在钢渣作沥青混凝土骨料或用于

6、低等级道路工程。美国约有60%的钢渣用于道路工程，1998年德国将97%钢渣作为集料用于路基或路面。研究者对钢渣用作沥青混凝土集料的可行性进行相关研究，德国的矿渣和钢渣研究协会(FEhS)用30年时间系统研究了转炉钢渣和电炉钢渣作集料的各项性能，研究表明钢渣在抗压等性能方面优于玄武岩、砾石等集料。AmeriM等评估了钢渣代替天然集料的有效性，结果表明钢渣可提高沥青路面的稳定性、弹性模量、抗拉强度、抗水损害能力和抗永久性变形性。此外，钢渣作沥青混凝土粗集料，还可以提高混凝土的电导率，用于停车场、高速公

7、路、桥梁、飞机场除雪。　　我国对钢渣作沥青混凝土集料的研究始于20世纪80年代。安定性良好的钢渣破碎后，具有比重大，硬度高，表面粗糙，稳定性好，耐磨损，耐腐蚀，与沥青结合牢固，沥青包裹后能防止钢渣膨胀，因此在公路铁路、工程回填等工程中应用较多。姜从盛等利用钢渣作沥青混凝土的耐磨集料，发现耐磨性可提高35%以上，混凝土的抗压、抗折强度、弹性模量以及耐久性都有所提高，在2009年为迎接国庆60周年的北京长安街大修工程中，就采用钢渣代替玄武岩用于沥青路面表层。在武黄高速公路大修工程中，吴等将钢渣用于沥青玛

8、蹄脂碎石混合料(SMA)，并对钢渣SMA混合料沥青路面表层的性能进行了跟踪测试，发现使用2年后，未出现开裂、松散等路面病害现象，表现出了良好的抗滑特性和路用性能。　　(2)建筑砂浆　　在钢渣作砂浆集料方面，NicolaFaraone等用钢渣砂作砂浆集料，研究了粒径对砂浆抗压强度的影响，研究表明：保持砂浆的和易性不变的情况下，选择大粒径的钢渣可以减小用水量，降低水灰比，提高砂浆的抗压强度。　　武汉钢铁集团的甘万贵等用不同粒径的武钢钢渣等体积替代石英砂配制干混砂浆，研究表