矿渣微粉—高炉废渣循环利用

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1、矿渣微粉—高炉废渣的循环利用朱曙光1，刘永峰2，李建华2（1．南京理工大学动力工程学院，江苏南京210094；2.江苏大峘集团，江苏南京211112）摘要：高炉矿渣是钢铁厂高炉炼铁的副产品，经水淬急冷处理后，呈浅灰色玻璃晶体颗粒状，属于工业废渣材料。矿渣微粉是将高炉矿渣经过研磨得到的一种超细粉末，用作水泥和混凝土的掺合料，使混凝土和水泥的多项性能得到了极大的改善和提高。本文介绍了矿渣微粉的特性、用途、标准和效益、市场预测，以及掺有矿渣微粉的高性能混凝土的实际工程应用。一矿渣微粉矿渣微粉是将高炉水渣经过研磨得到的一种超细粉末。其化

2、学成分主要是SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、TiO2、MnO2等；含有95%以上的玻璃体和硅酸二钙、钙黄长石、硅灰石等矿物，与水泥成份接近。矿渣微粉具有超高活性，用作水泥和混凝土的优质掺和料，是一种新型的绿色建筑材料。矿渣微粉用作水泥混合材生产矿渣水泥在我国已有近五十年历史。矿渣水泥具有良好的物理力学性能和耐久性能在混凝土工程实践中得到肯定。随着粉磨工艺的发展及商品混凝土的兴起，高炉矿渣微粉用作水泥混合材和高性能混凝土掺合料得到更广泛地利用。二矿渣微粉的特性（1）矿渣微粉具有潜在水化活性。当与水泥混凝土混合时，

3、矿渣微粉中活性SiO2、Al2O3与水泥中C3S和C2S水化产生的Ca(OH)2反应，进一步形成水化硅酸钙产物，填充于水泥混凝土的孔隙中，大幅度提高水泥混凝土的致密度，同时将强度较低的Ca(OH)2晶体转化成强度较高的水化硅酸钙凝胶，显著改善了水泥和混凝土的一系列性能。（2）矿渣微粉具有潜在水硬性。矿渣中含有硅酸盐、铝酸盐及大量含钙的玻璃质（如C2S、CAS2、C2AS、C3A、C2F和CaSO4等），具有独立的水硬性，在氧化钙与硫酸钙的激发作用下，遇到水就能硬化，通过细磨后，硬化过程大大加快。三矿渣微粉的用途（1）与硅酸盐水泥

4、按比例混合，生产高性能矿渣水泥。细度为400～450m2/kg的矿渣微粉，可配制425，425R矿渣硅酸盐水泥；细度为450～500m2/kg的矿渣微粉，可配制525，525R矿渣硅酸盐水泥。（2）作为混凝土掺和料，等量取代部分水泥（20％～70％），配制高强度、耐久性、高性能混凝土。四矿渣微粉的使用效果（1）可有效提高水泥混凝土的抗海水侵蚀性能，特别适合于抗海水工程。（2）可显著降低水泥混凝土的水化热，适于配制大体积混凝土。（3）可有效抑制水泥混凝土的碱骨料反应，提高混凝土的耐久性。（4）可显著减少水泥混凝土的泌水量，改善溺水

5、混凝土的和易性。（5）可大幅度提高水泥混凝土的强度，轻而易举地配制超高强度水泥混凝土。（6）可显著增加水泥混凝土的致密度，改善水泥混凝土的抗渗性。（7）用于普通水泥混凝土可节省水泥用量，降低混凝土成本。五矿渣微粉标准高炉矿渣微粉是混凝土和砂浆的优质掺合料，美国、日本、英国等国都制定了相应的标准。我国的相应标准“用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉(GBT18046-2000)”是参照日本“混凝土用高炉矿渣粉(JISA6206；1997)”标准，结合我国的生产与工程应用实际制定的，根据7d、28d活性指数，将高炉矿渣微粉分为三级，并

6、尽量采用与国际接轨的试验方法进行检验。GB/T18046-2000用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉项目级别S105S95S75密度（g/cm2）比表面积（m2/kg）不小于不小于2.8350活性指数（％）不小于流动度比（％）7d28d不小于9510585759590551）7595含水量（%）三氧化硫含量（%）不大于不大于1.04.0氯离子2）含量（％）烧失量2）（％）不大于不大于0.023.0注：1）可根据用户要求协商提高。2）选择性指标。当用户有要求时，供货方应提供矿渣粉的氯离子含量和烧失量数据。根据市场调查结果，市场对矿

7、渣粉的质量需求以S95为主，国内外同类矿渣粉厂S95级矿渣粉的比表面积大都控制在4000cm2/g～4500cm2/g之间。六矿渣标准凡在高炉冶炼生铁时，所得以硅酸盐与硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后，即为粒化高炉矿渣（以下简称矿渣）。本标准规定了粒化高炉矿渣等级、技术要求，适用于用作水泥活性混合材料的粒化高炉矿渣的供货和验收。GB203-1994用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣等级指标合格品优等品质量系数（1）不小于1.201.60二氧化钛(TiO2)含量％，不大于10.02.0氧化亚锰(MnO)含量％，不大于4.01

8、5.0（2）2.0氟化物含量(以F计)％，不大于2.02.0硫化物含量(以S计)％，不大于3.02.0松散容重，kg/L，不大于1.201.00最大粒度，mm，不大于10050大于10mm颗粒含量(以重量计)，%，不大于83注：1）CaO、MgO、Al2O3、S