粉煤灰和矿粉对钢渣砂混凝土性能的影响.pdf

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672—4011．2013．01．009粉煤灰和矿粉对钢渣砂混凝土性能的影响郭亚冰1，刘绍舜2(1．湖北双庆工程咨询监理有限公司，湖北十堰442000；2．中国葛洲坝集团第六工程有限公司，福建厦门36looO)摘要：用经过破碎和磁选处理的钢渣废料作细集料替代天然砂，与水泥浆和碎石配制威混凝土。在流动性一致原则下，研究了粉煤灰争矿粉按不同比例替代水泥后对钢渣砂混凝土的力学性能及水热养护制度下膨胀性能的影响规律。结果表明：随着矿粉和粉煤灰掺量的增加，混凝土7d和28d的强度不断减小；在两种掺合料同掺量下，掺矿粉的钢渣砂混凝土

2、的强度略高于掺加粉煤灰的；但掺加粉煤灰能降低钢渣砂混凝土的膨胀率，改善钢渣砂混凝土的体积稳定性。关键词：钢渣砂混凝土；粉煤灰；矿粉；力学性能，膨胀率中图分类号：nJ528．59文献标志码：B文章编号：1672—40n(2013)01一∞18—02O前言冶金传统的生产模式为“资源一产品一污染排放”，与现阶段倡导的。资源一产品一再生资源一再生产品”(。3R”原则)发展循环经济模式是相悖的。2008年我国钢渣年产量已达5000多万t，积存钢渣已有2亿多t⋯，我国钢渣的综合利用率为40％左右怛J。大量的钢渣堆存在渣场，不仅要占用大量土地，而且还会造成空气、水体和土质的

3、二次污染，破坏生态环境，严重阻碍了我国钢铁工业的进一步发展。在国外一些发达国家，钢渣的综合利用已接近或达到排用平衡。为我国钢渣寻求新的利用途径迫在眉睫。粉煤灰和矿渣是现代工业所排放的工业废料，已日趋成为现代水泥混凝土的重要组分，它们以各自的特点调整、改善着水泥混凝土的多种性能。钢渣砂与天然砂的化学成分和矿物组成截然不同，天然砂的成分主要是sio：，钢渣砂的化学成分比较复杂，主要是c80、Si02、Mgo、FeO、F也O，等，一般cao含量大于40％、Si02含量在15％左右、M90含量在5—11％之间p咱】。钢渣砂的矿物组成与碱度(Cao／(Si02+P2啦)

4、)有关。冶炼初期钢渣的主要物相为钙铁橄榄石、钙铁橄榄石与钙镁橄榄石的固溶体，其次还有c：s和未熔石灰颗粒。冶炼后期钢渣的主要物相为C：S(硅酸二钙)、C，S(硅酸三钙)、Ro相(FeO—MnO—MgO固溶体)。其次还有少量的铁酸钙、方镁石及和未熔石灰颗粒¨J。本文以武钢钢渣为研究对象，通过对比方法，研究了矿粉和粉煤灰对钢渣砂混凝土力学性能和膨胀性能的影响。1试验原材料和试验方法1．1原材料钢渣取自武钢的转炉钢渣堆场(已破碎磁选的尾渣)，经室外晒干后过4．75姗筛，即为钢渣砂。水泥为湖北华新通讯作者：刘绍舜(19r74一)，男，高级工程师。研究方向：道路与桥梁建

5、筑材料。水泥厂生产的堡垒牌42．5普通硅酸盐水泥。矿物掺合料选用阳逻电厂生产的I级粉煤灰和武钢磨细粒化高炉矿渣粉，其化学成分见表1。表l粉煤灰和矿粉的化学成分(单位：％)化学成分类别A1203CaOMgoSi02Fe203K20FA29．65Z741．0552．125．552．13GGBFs15．8439．017．1431．341．30．33N曩20Ti02Mn0P205S03№FAO．942．19O．071．04O．522．O(兄BFsO．1o’6S0．4lo．181．532．21．2试验方法按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(J1tGE30—2005

6、)中的试验法测试混凝土抗压强度和坍落度。混凝土膨胀性能试验：采用尺寸为100×100×515(衄)的试件，两端预埋不锈的金属钉头，同种试样每组两块，试样成型后在(20±3)℃、相对湿度>95％的养护室中养护24h后脱模，用比长仪测试试样初始长度，再放入80℃恒温水箱中养护，每日从水中取出，在108内完成长度测量，然后将试样放回水箱中继续养护。按式(1)计算试样膨胀率p。试样的有效长度，取485咖。膨胀率取两试件的平均值。尸=半×100％(1)式中，厶为测试当天的试样长度，mm；厶为试样初始长度，mm；￡为试样的有效长度，130mm。为了尽量减少测量误差，恒温水

7、箱和比长仪始终放在20℃的养护室中，且水箱的水与养护水温度相同。2试验结果和分析表2列出了混凝土的配合比。此配合比的设计原则是：水灰比不变，通过改变外加剂掺量，达到坍落度相近。表2混凝土配合比水灰每m3材料用量(kg)编号比河砂钢渣砂碎石水泥矿粉粉煤灰用水量外加剂NSO．4775301075440O2072．2s00．4707531075440O02076．6SGlO．47O753107535288O20r76．6Sc2O．47075310752“176O2076．6SFlO．47075310753520882076．6SF2o．470753107526401

8、762076．6注：砂率为0．41，胶