钢渣在水泥混凝土中应用的可行性研究.pdf

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1、钢渣在水泥混凝土中应用的可行性研究张士萍1，赵字2，宗兰1，薛旭峰1，房增星1，姜正林1，喻鹏(1．南京工程学院建筑工程学院，江苏南京211167；2．江苏双龙集团有限公司，江苏南京210034)摘要：研究了原钢渣和去磁处理后的钢渣在水泥混凝土材料中应用的可行性。通过测试不同钢渣掺量的水泥净浆和砂浆的抗压强度和抗折强度．发现2种钢渣水泥净浆和砂浆的抗压和抗折强度均降低，且掺去磁钢渣的试件强度降低较显著。同时．通过研究遭受冻融循环后掺钢渣砂浆的强度损失情况，发现掺原钢渣的砂浆抗冻性优于掺去磁钢渣砂浆。关

2、键词：钢渣：强度；抗冻性Abstract：Thefeasibilityaboutapplicationoforiginalslaganddemagnetizedslagincementconcretehasbeeninvestigated．Compressivestrengthandflexuralstrengthofcementpasteandmotalwithdifferentslagcontentsaremeasured，andresultsshowthatthestrengthoftwokin

3、dsofslagbothdegrade，especiallyfordemagnetizedslag．Thestrengthofmotarspecimenssubjectedtofreeze—thawcyclesalealsostudied，whichindicatethatspecimenswithoriginalslagshowbetterfrostresistance．Keywords：slag；strength；frostresistance0引言当今世界．各类废弃的工业废渣日益增加，正严重威胁

4、人类的生存环境。粉煤灰、钢渣以及矿渣是目前最主要的工业废渣。其中粉煤灰和矿渣已经作为掺合料在混凝土材料中被应用．并已经被用到了很多工程中。但是．钢渣的化学组分波动性较大，且易磨性差。性能复杂。目前主要作为混凝土集料或者基础填料应用为主．并没有作为掺合料在现代混凝土材料中得到广泛的应用【㈦。我国的钢渣从化学组成及矿物组成上看．其与硅酸盐水泥的组分很接近．但是将钢渣部分替代胶凝材料的相关研究非常少[41。如果能用大量的钢渣替代水泥制备混凝土材料．可以极大地减少水泥用量。不仅可提高钢渣利用的附加值．而且有利

5、于建筑材料的可持续发展．兼具环保效益。基金项目：江苏省“青蓝工程”及南京工程学院“学术拔尖人才培养工程”基金。发达国家对钢渣利用的研究工作起步虽然较早．如美国在20世纪70年代时期就已经开始研究钢渣的再利用．但是在混凝土行业中的利用率较少圈。我国在钢渣的相关研究中．也已有三十年左右的历史．取得了一定的成果㈣。不同的原材料、冶炼方法、钢种等条件．排出的钢渣的成分和性能也是不同的【91。虽然我国的钢渣整体利用率低于世界水平．但是．将钢渣作为水泥混凝土掺合料的研究及应用却居于世界领先水平。目前．有关这方面的

6、研究应用技术主要有：①制备钢渣石膏水泥；②制备钢渣矿渣水泥：③钢渣的活化技术141。根据文献．具有一定细度的钢渣作为掺合料用在水泥混凝土中的时候．其化学活性优于粉煤灰．接近矿渣的活性。并且钢渣具有分布广、数量多的特点，具有较高的应用与研究价值【10】。文章主要研究了原始钢渣以及通过去磁处理除铁的去磁钢渣两种钢渣在水泥净浆和砂浆中应用．分别研究了两种钢渣对强度以及抗冻性的_·善盔

7、才型些塑坠塑．．27．．影响。1实验材料与方法1．1实验原材料试验采用的水泥为南京中联水泥有限公司生产的42．5普通硅酸盐水

8、泥，其化学成分见表1。钢渣是江苏某钢铁厂生产过程所产废料。试验所用钢渣分为2种：一种是去磁处理的钢渣QS(即处理钢渣内含有的铁)；另外一种是未去磁处理，称为原钢渣YS。两种钢渣的化学组成见表2。配制砂浆试件表1水泥的化学组成／wt％所用细集料为厦门艾思欧标准砂有限公司生产的标准砂。1．2试验方法参照表3中的配合比分别成型40mm×40minx160mm的水泥净浆和砂浆试件。采用标准养护．分别测试3d、14d、28d、56d抗压强度和抗折强度。同时检测了钢渣对砂浆的抗冻性的影响作用。冻融循环试验方法参照

9、GB仍0082—2009快冻法进行．试验前将养护好的试件在水中浸泡4d，然后进行冻融循环试验。由于是砂浆试件．抗冻性较混凝土试件小。因此．实验过程中，每隔5次循环去除一批砂浆试件进行抗压强度和抗折强度的性能测试。通过强度损伤情况评价试件的抗冻性。表2钢渣的化学组成／wto／o2试验结果与讨论2．1钢渣对净浆强度的影响分别测试掺原钢渣和去磁钢渣的水泥净浆的抗压和抗折强度。图l给出的是不同钢渣掺量的水泥净浆的抗压及抗折强度结果。从图1(a)可以看出．所有水泥