磨細鋼渣粉在混凝土中的應用

吳明銀，毛凌鵬

（浙江南方瑞鑫混凝土公司，浙江 杭州 311103）

磨細鋼渣粉在混凝土中的應用

吳明銀，毛凌鵬

（浙江南方瑞鑫混凝土公司，浙江 杭州 311103）

本文從節能減排的角度出發，用鋼渣粉等量取代水泥制備混凝土，對混凝土性能的影響。

鋼渣粉；混凝土；節能環保

0 前言

鋼渣是一種工業固體廢物。煉鋼排出的渣，依爐型分為轉爐渣、平爐渣、電爐渣。排除量約為粗鋼產量的 15%～20%，鋼渣粉由符合 YB/T022 標準規定的轉爐或電爐渣，經磁選除鐵處理后粉磨達到一定細度的產品。

工藝流程：

鋼渣粉機理：鋼渣粉含有硅酸二鈣（C2S）和硅酸三鈣（C3S）水硬礦物，且二者含量之和在 50% 以上，水化過程和水化產物同硅酸鹽水泥熟料相似，不同點在于鋼渣的形成溫度比硅酸鹽水泥熟料高 200～300℃，致使鋼渣中 C2S，C3S結晶致密、晶體粗大、水化硬化緩慢。

由于鋼渣粉粒徑很小，細度在 0～30μm 之間，由此鋼渣中礦物與水接觸面積增大，水分子容易進入礦物內部加速水化反應。

用于混凝土的鋼渣粉的質量應符合 GB/T20491—2006《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》的規定。混凝土生產企業采用鋼渣時，應將比表面積、活性指數、流動度比、游離氧化鈣含量、三氧化硫含量、氧化鎂含量和安定性等技術指標作為質量控制依據，標準要求見表1。

表1 鋼渣粉的技術要求及本實驗鋼渣粉性能指標

1 實驗

從節能減排的角度出發，我公司用鋼渣粉等量取代水泥制備混凝土，研究鋼渣粉對混凝土的性能的影響。本文所制備的混凝土為 C30 T120。

1.1 原材料

水泥：華業韶洋 P·O42.5 級水泥（28d 膠砂強度49.1MPa）；

礦粉：華業韶洋 S95 級礦粉（28d 活性指數100.4%）；

粉煤灰：海聯電廠 II 級（細度 21.0、需水量比101%、燒失量 1.5）；

鋼渣粉：杭鋼一級鋼渣粉，具體性能指標見表1。

高效減水劑：浙江五龍 Ⅱ 型（含固量 25.7%、減水率18.2%）；

細骨料：湖州礦產碎屑（細度 3.4）、中砂（細度1.7）；

粗骨料：獐山礦產 5～31.5mm 碎石（連續級配）；

水：自來水，符合 JGJ63—2006《混凝土用水標準》。

1.2 配合比設計

假定容重 2300kg/m3，摻對比試樣水泥用量 8%～12% 的鋼渣粉完全取代水泥。

表2 混凝土配合比 kg/m3

試驗室試配 25L，試配結果見表3。

表3 試驗室試配結果

2 結果分析

由以上數據及我公司生產可以看出實踐：用鋼渣粉等量取代水泥所得的混凝土強度有所提高，鋼渣粉在混凝土配合比設計中體現了技術效益、經濟效益、社會效益。

（1）技術效益：綜合利用鋼渣粉配置的混凝土既能提高強度又能提高工作性。由于鋼渣粉的顆粒較小。比表面積大于400m3/kg，可以改變水化基體的孔道大小與分布，在水泥漿體之間形成光滑的移動表面，對漿體的流動起到積極作用；摻鋼渣粉可以改善混凝土的和易性，增大坍落度。由于鋼渣粉的比表面積大，反應活性點明顯增加，大大提高水化反應活性，同時這些微細顆粒易于填充較小的空隙，可提高混凝土結構致密度，從而提高強度。滿足施工要求及混凝土質量要求。

（2）經濟效益：通過配合比優化設計降低單方混凝土水泥用量是降低生產成本的最主要方式。我公司預計年生產量60 萬方混凝土，采用鋼渣粉代替部分水泥單方可節約成本 5元左右，每年可創利潤約 300 萬元。2014 年浙江南方水泥計劃生產 1100m3混凝土，如全部采用鋼渣粉替代水泥，同比可增加效益 5500 萬元。

（3）社會效益：目前鋼渣粉作為混凝土礦物摻合料，不僅可以等量取代 10%～20% 的水泥用量，而且可以提高混凝土的后期強度；實現鋼渣的“零排放”、清潔生產；鋼渣粉代替水泥使用還可減少因水泥生產帶來的 CO2的排放、資源、能源消耗等問題，減少環境污染；鋼渣是煉鋼生產的必然產物，是工業固體廢棄物的一種，用鋼渣粉替代水泥可大量消納工業固體廢棄物，保護生態環境，開展資源綜合利用，實現經濟、環境和社會效益相統一，建設鋼渣產品資源節能型和環境友好型社會。

［通訊地址］浙江省杭州市余杭區運河鎮杭州瑞鑫混凝土有限公司（071051）

吳明銀，浙江南方瑞鑫混凝土公司總工程師；高級工程師。