钢渣微粉用于水泥混凝土路面取代部分水泥可行性研究

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1、钢渣微粉用于水泥混凝土路面取代部分水泥可行性研宄报告一、项目研究目的、意义公路路用水泥混凝土（以下简称路用水泥混凝土）主要应用于路面、桥涵、隧道等构造物。在我国，水泥混凝土路面在20世纪80年代后以前所未有的速度发展。截至2012年底，我国已建成水泥混凝土路面165.32万公里。随着国民经济发展，我国水泥混凝土路而的建设还会有很大发展。根据我国水泥路而设计年限，和我国现有道路行车状况，我国水泥混凝土路面维修周期基本为10〜15年,所以未来水泥混凝土路面维修也将有很大工程大。同时，由于造价原因，大部分水泥混凝土路面维修或者加铺，仍

2、然采用水泥混凝土进行维修或者加铺。近些年经济发展，给我国自然环境带来很大压力，特别是空气污染、矿山乱开乱挖、工业各种废弃物丢弃等。根据十八大会议精神，建设生态文明社会将是未来自然环境发展大方向，因此资源综合利用将是个大课题。钢渣是炼钢过程中产生的废渣，其排放量约为钢产量的15%UJo美国的钢渣基木上实现了排用平衡

3、21,欧洲的大部分钢濟也已得到了高效的利用

4、31。相对而言，我国的钢渣利用率很低，低于45%[41。H前我国堆放的钢渣已达3亿t以上，而且仍以每年几T•万t的排放量递增，堆放的钢渣既占用了大量的土地，又污染环境。福建三

5、钢是福建最大的钢铁厂，也是三明最人国有企业，年产500万吨钢材[51。但其钢铁副产品--钢渣为粗钢产量的10〜而钢渣对三明卫生文明建设影响也不可小觑。钢渣的化学成分主要为:CaO（45〜60%）、SiO2（10〜15%）、A12O3（1〜5%）、FeO（7〜20%）、MgO（3〜13%）、P2O5（1〜4%）、Fe2O3（3〜9%）,其矿物组成与水泥熟料相似，硅酸二钙（C2S）和硅酸三钙（C3S）两者含量在50%以上，是一种潜在活性的胶凝材料l7%。S前激发钢渣的潜在活性方法有：预激发、物理激发、化学激发以及热力学激发等［5b而

6、运用在水泥或混凝土工程上钢渣的激发方法主要为物理激发，钢渣细度超过310m2/kg时，就能有比较好的活性但是，钢渣在水泥生产和混凝土工业的利用率一直都比较低，主要原因有:(1)钢濟的形成温度比硅酸盐水泥熟料高200〜3001，致使钢濟中(328和(：35结晶致密，晶体粗大，水化缓慢。(2)在炼钢过程中投入大量石灰，以致钢渣中含有大量死烧游离氧化钙(f-CaO)，存在严重的安定性问题［11］;(3)还有普遍认为钢渣易磨性差，钢渣屮含有几乎不能被磨细的金属铁矿物

7、121。针对上述因水化慢、安定性差、易磨性差等造成在水泥或混凝土工程上

8、利用率低的问题，研究学者们、企业家们从不同角度理论定性上予以解决。如福建省钢源粉体公司、谭月华、许远辉、朱明fhV151等利用钢渣闷解让f-CaO生成Ca(OH)2产生体积膨胀使钢渣裂解，变成细颗粒以解决水化慢问题和安定性差；利用磁选技术，回收闷解后钢渣屮铁矿物和铁解决钢渣易磨性差的问题。因此，如果应用没奋安定性问题的钢渣微粉取代部分水泥运用于道路路面建设，不仅有利于降低路面建造成木，还有利于钢濟综合利用。上海市政工程建设规范《钢渣粉混凝土应用技术规程》(DG/TJ08-2013-2007)经过试验表明：钢渣粉在掺量20%以内的

9、混凝土抗折强度比空白试件高出20%,达6.0MPa以上；同样其耐磨性能的耐磨宽度值要比空闩试件小0.7tnm以上(见附件1)。上海市政道路交叉UI，大量路面掺加了钢渣粉，提高路面耐磨性能。利用钢铁企业排放物100万吨，实现了固体排放物综合利用，具有利废、环保、节能，符合W家产业发展政策，提高资源再利用率，为我国钢铁行业产生的钢铁渣的综合利用开辟了一条新的途径，有着显着的社会效益和企业自身效益。目前，该粉体材料主要用于作为水泥生产的辅料及房屋建筑屮的混凝土外摻剂，能够提升水泥性能或取代部分水泥，在一定程度上降低工程造价。钢濟粉在混

10、凝土中的应用详见附件一钢濟粉混凝十应用技术规程。从规程4.2.1条可见，钢渣粉可用于道路、桥梁工程中；从条文说明4.1.1条表4.1.1-2中可知，钢渣粉替代水泥10〜20%时，可明显提高混凝土抗折强度；表4.1.1-3可见，钢渣粉替代水泥20%以上，可明显提高混凝土耐磨性；钢渣粉替代水泥10〜20%之间可明显提高其抗碳化能力。由此可见，钢濟粉只备在水泥混凝土路面应用的可能性，同时节省造价，并提升水泥混凝土路面的关键性能。采用钢渣粉替代部分水泥，铺筑一段水泥混凝土路而，从使用效果来看，还是不错，具体见图1,从图上可以看出，钢渣混

11、凝土耐磨性很好。在现有水泥混凝土路面施工中，P.O.42.5R水泥用量通常为400kg/m3，钢濟微粉以取代20%水泥进行经济成本计算，若水泥价格400元/吨，则每立方混凝土节省20元，明显了降低工程建设费用。综上所述，现行路面造价相对较高，利用环保型材料——钢