钢铁渣粉海工混凝土性能的研究.pdf

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1、２０１５年第１２期（总第１６５期）江西建材试验研究钢铁渣粉海工混凝土性能的研究丁忍忍夏春朱桂林孙树杉（中冶集团建筑研究总院有限公司，北京１０００８８）摘要：海工混凝土结构的耐久性是决定构筑物使用寿命的主要因素。沿海地区大量氯离子的存在引起钢筋锈蚀，降低了混凝土耐久性。本文研究了钢铁渣粉混凝土抗氯离子渗透性能以及抗冻性能、钢筋锈蚀、混凝土胀缩性能、混凝土抗渗性。试验结果表明钢铁渣粉混凝土上述耐久性能优于普通水泥混凝土，在海工工程应用具有显著技术经济效果。关键词：钢铁渣粉；混凝土；性能钢筋的钝化膜被破坏，会引起钢筋的锈蚀。０引言通过钢渣粉的化学成分和矿物组

2、成分析可知，建设海洋强国，开发海洋资源需要大量建设深钢渣粉是高碱性材料，硅酸三钙（Ｃ３Ｓ）和硅酸二钙水码头、跨海大桥、海底隧道、海上航空港等海洋工（Ｃ２Ｓ）的含量在５０％以上，与硅酸盐水泥熟料相似，程。海洋工程要求混凝土结构有好的耐久性。我国具有水硬胶凝性。水化时产Ｃａ（ＯＨ）２，不降低混凝沿海８０％的混凝土使用１０年之后发生了混凝土顺土中液相碱度，钢筋的钝化膜不被破坏，保护钢筋不筋胀裂、剥离等，使混凝土结构寿命受到严重影响。生锈。而且，钢渣粉具有良好的抗渗性和耐磨性，后其主要原因是混凝土耐久性不良，大量氯离子侵入期强度高，水化热低等。２混凝土，引起钢

3、筋锈蚀。其次是处于水位变动区的钢铁渣粉是将细度（比表面积）大于４００ｍ／ｋｇ冻融损坏。因此，海工混凝土要有良好的抗冻性，抗的粒化高炉矿渣粉和钢渣粉，按科学比例配制成复渗性和抗氯离子浸入能力。合粉。两者相互激发，促进水化反应。复合粉的掺［１］钢铁渣是钢铁生产的副产品，磨细后可做混入可降低混凝土结构的孔隙率，使混凝土更加密实，［４］凝土掺合料，改善混凝土耐久性。掺粒化高炉矿渣产生“微集料效应”。钢渣粉可维持混凝土内部液粉可提高混凝土的密实性及耐久性［２］。国内粒化高［５］相碱度的作用，弥补矿渣粉作混凝土的缺点，有利［３］炉矿渣粉的产量已达１．５亿吨。大量用

4、于混凝土于保护钢筋免于锈蚀，提高混凝土耐久性，是混凝土中，然而粒化高炉矿渣粉碱度低，水化时与Ｃａ（ＯＨ）２最佳掺合料。“钢铁渣粉”国家标准ＧＢ／Ｔ２８２９３－反应才具有胶凝性，因此会降低混凝土液相ＰＨ值。２０１２和钢铁渣粉混凝土应用技术规范ＧＢ／Ｔ５０９１２－１９４２０１５年第１２期（总第１６５期）江西建材试验研究２０１３，已发布实施。钢铁渣粉在海工混凝土中的应盐水泥，强度等级为４２．５；钢渣是江西新余热闷稳定用是发展趋势，其良好性能可提高混凝土寿命，降低化处理后的钢渣；粒化高炉渣是江西新余钢厂的粒［６］工程造价，同时实现钢渣高价值利用。化高炉渣；减水

5、剂为萘系；骨料为碎石。钢铁渣粉质量比为：钢渣粉：矿渣粉＝３∶７。１试验水泥、钢渣和粒化高炉渣的化学成分见表１。１．１原材料（１）水泥为北京琉璃河水泥厂生产的普通硅酸表１水泥、钢渣和粒化高炉渣的化学成分％种化学成分ｗ／％类ＳｉＯ２ＡＩ２Ｏ３Ｆｅ２Ｏ３ＦｅＯＣａＯＭｇＯＰ２Ｏ５ＭｎＯ基准水泥２３．３７５．８２２．３６—５５．４７５．２３——钢渣１２．２６４．８６９．０２１２．７０４０．７０６．９８３．４４１．８５矿渣３１．０７１３．０４１．４９—３９．７４—９．３０—（２）水泥、钢渣和粒化高炉渣的活性指数。水泥、钢渣和粒化高炉渣的活性指数见表２。表２水泥、

6、钢渣和粒化高炉渣的活性指数渣抗压强度／ＭＰａ活性指数／％２比表面积ｍ／ｋｇ流动度比／％粉７ｄ２８ｄ７ｄ２８ｄ基准水泥２９０１００３７．８５４．６１００１００钢渣粉４００９９２８．９５２．１７６９５矿渣粉４５０１０１２７．０５９．０７１１０８（３）混凝土。３试验结果与分析试验用混凝土强度等级为Ｃ４０、Ｃ５０、Ｃ６０。３．１钢铁渣粉混凝土龄期抗压强度２试验方法试验配置了Ｃ４０普通水泥混凝土和Ｃ４０、Ｃ５０、［７－９］所有耐久性实验均按照《水运工程混凝土试验Ｃ６０钢铁渣粉混凝土，其龄期抗压强度见表３。规程》ＪＴＪ２７０进行。１９５２０１５年第１２期（总第１６

7、５期）江西建材试验研究表３混凝土龄期抗压强度每ｍ３混凝土材料用量减胶凝渣粉砼的抗压强度／ＭＰａ编（ｋｇ）水材料取代强度号剂总量水泥等级水泥钢铁渣粉水胶比％ｋｇ／ｍ３量％３ｄ７ｄ２８ｄ６０ｄ９０ｄＸＨ－１Ｃ４０３２０００．４８１３２００２６．４４４．９５４．１６０．０６１．３ＸＨ－２Ｃ４０２２４９６０．４８１．２３２０３０２７．６４７．０５５．０５６．５５７．５ＸＨ－３Ｃ５０２４５１０５０．４４１．２３５０３０３５．２４８．７６５．５６５．５６７．６ＸＨ－４Ｃ６０２８０１２００．３８１．４４００３０３７．１５９．３６５．７６７．０６８．２注：１、钢渣粉：

8、矿渣粉＝３∶７２、减水剂为萘系从试验结果可知钢铁渣粉取代３０％的水泥可配试验测定普通Ｃ４０混凝