高炉矿渣用作高性能混凝土掺合料的研究进展

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1、高炉矿渣用作高性能混凝土掺合料的研究进展摘要:高性能混凝土的发展为今后水泥混凝土工业的可持续发展提供了一条有效途径。矿物掺合料是高性能混凝土的主要组成材料，其中高炉矿渣较为常用。该文对矿渣微粉的活性及作用机理进行了分析，并讨论了配制高性能混凝土的几种关键技术。最后述介绍了矿渣微粉用作高性能混凝土掺合料的研究和应用进展。Abstract:Thedevelopmentofhighperformaneeconcreteforthefuturesustainabledevelopmentofthecementconcreteindustryprovidesaneffect

2、iveway.Mincraladmixturesisamajorcomponentofhigh-performanceconcretematerials,includingbiastfurnaceslagismorecommonlyused.Thispaperslagactivityandmechanismwereanalyzedanddiscussedthepreparationofseveralkeytechnologiesofhighperformanceconcrete.Finallyalsointroducedslagasahighperformanee

3、conereteadmixtureresearcheindapplicationprogress.随着社会的不断发展，混凝土作为一种最基础的建筑结构材料，其应用和发展特别迅速•作为混凝土中最主要的胶凝材料水泥的用量也越来越大•水泥工业是一种污染严重的不可持续发展的“夕阳工业”o因为生产It水泥要消耗天然矿物石灰石2t,排放“温室气体vC0211，同时产生人量的N02、S02和粉尘。另外还消耗大量能源煤和电•因此，发展新型的具有绿色环保意义的高性能混凝土是混凝土研究和发展的重要方向。在配制混凝土时，掺加适量的工业废渣作为掺合料来取代部分水泥，不仅节省大量的水泥而且处

4、理利用了大量的工业废渣在作为混凝土掺合料的工业废渣中，利用比较广泛的是高炉矿渣。1、高性能混凝土的发展推动了矿物掺合料的研究与应用高性能混凝土(highperformanccconcrete)简称IIPC,是近十几年才提出的一种全新概念的混凝土，是指具有强度高、耐久性好，同时具有良好的工作性能的混凝土•高性能混凝土中活性矿物掺合料是必要的组分之一，它可以降低温升，改善工作性，增进后期强度，并可以改善混凝土的内部结构，提高混凝土耐久性和抗侵蚀能力•现有研究表明，活性掺合料在混凝土中的应用能充分发挥其火山灰活性效应、微集料效应、减水塑化效应及耐久效应，大幅度提高混凝土

5、的施工性能、物理力学性能和耐久性能。在高性能混凝土的配制中活性掺合料被认为是一种必需组份，随着高性能混凝土研究应用的不断发展，活性掺合料必将越来越受到重视•在绿色高性能混凝土中，以工业废渣为主要组份的矿物掺合料不仅能满足混凝土高性能要求，而口能体现混凝土的绿色含量和可持续发展的战略•因为工业废渣的大量应用，不仅降低了自身的环境污染及土地资源浪费，述减少了胶结材中水泥的用量，从而间接地减少了由于生产水泥而导致的能源、资源消耗及环境污染；另外由于它能在一定程度上提高混凝土的性能，延长混凝土的使用寿命，减少了维护及重建所需的水泥及混凝土用量，也间接地节约了资源、能源，降

6、低了环境污染[1]・综上所述，以工业废渣为主的矿物掺合料是符合绿色要求的，并将成为极具生命力的混凝土必需材料。2、高炉矿渣的活性研究及作用机理活性矿物掺合料主要有以下三类：(1)有胶凝性或称潜在活性；(2)有火山灰活性，即其木身并不具有或只有极小的胶凝性，但其粉态物质能与Ca(OH)2和水在常温条件下反应生成具有胶凝性的水化产物；(3)同吋具有胶凝性和火山灰活性.粒化水淬高炉矿渣是其中较为理想的活性矿物掺合料，它兼具胶凝性与火山灰活性，因此近年来在混凝土的研究和应用中取得了很大的进展。2.1高炉矿渣的活性研究粒化高炉矿渣是炼铁过程中排岀的工业废渣，经水淬急冷后的矿

7、渣其玻璃体结构内含有较高的能量，潜在活性大，是混凝土的优质混合材料[2,3].高炉矿渣的主要化学成分是CaO、Si02>A1203、MgO、MnO、Fe2O3等氧化物.由于当前世界各国的高炉炼铁工艺基本相同，所以各国高炉矿渣的化学成分基本也是相似的•表1所列的是美国、日木和我国高炉矿渣的化学成分范围[4].矿渣的化学成分虽大致相同，然而其活性的波动却十分明显•熔渣岀炉吋的冷却速度是影响其活性的主要因素乞一・如果熔融状态下的矿渣慢慢冷却，就会形成结晶状的硕矿渣，其活性极小•反之，熔融的高温矿渣如用大量水喷射，使其急速冷却,就会形成以玻璃体结构状态存在，处于力学不稳定

8、状态的活性