鋼渣混凝土在隔離墩工程中的應用

程先海

（上海兆捷實業發展有限公司，上海 201801）

0 前言

按照“減量化、再利用、資源化”原則，大力推進循環經濟發展，從生產源頭減少固體廢物的產生，并延伸和拓寬生產鏈條，促進產業間的共生耦合，形成資源循環利用體系，變廢為寶、化害為利，使資源得到有效合理利用是大宗工業固體廢物綜合利用的最有效方式。

鋼渣混凝土的研究在我國已經有多年，主要集中在混凝土的性能研究（如耐磨、耐久性能等），缺少針對鋼渣應用于混凝土的配制和應用技術研究，也造成了鋼渣混凝土只應用于一些鋼鐵企業道路工程和水利保灘試點工程。上海寶田新型建材有限公司（以下簡稱甲方）正是基于上述原因，委托我司配合開展鋼渣固體廢物綜合利用試驗研究工作。將鋼渣混凝土應用到隔離墩工程。

根據甲方委托要求，使用寶鋼廢渣資源，配制強度等級為 C30 鋼渣混凝土，混凝土中各種廢渣總用量所占比例大于 30%（重量）。

1 試驗用原材料性能檢驗

1.1 水泥

試驗用海豹水泥廠生產的 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，經檢驗其各項性能指標符合 GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》標準要求。其中 28d 平均抗壓強度達到50.9MPa，抗折強度達到 8.5MPa。

1.2 鋼礦渣復合粉

試驗用寶鋼 0～5mm 轉爐滾筒渣與 5～25mm 電爐熱潑渣的鋼礦渣復合粉。經檢驗其各項性能指標符合GB/T 18046—2017《用于水泥、砂漿和混凝土中的?；郀t礦渣粉》和 GB/T 20491—2017《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》標準要求。

（1）鋼渣微粉：比表面積≥450m2/kg，活性指數：7d≥55%，28d≥75%，安定性合格。

（2）鋼礦渣復合粉：比表面積≥400m2/kg，活性指數：7d≥75%，28d≥95%，安定性合格。

1.3 粉煤灰

試驗用寶鋼 C 類—Ⅱ級粉煤灰，經檢驗其各項性能指標符合 GB/T 1596—2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》標準要求。細度 20%。

1.4 外加劑

試驗用上海靈鶴化工有限公司生產的羧酸類混凝土泵送劑 SLH-997，經檢驗其各項性能指標符合GB 8076—2008《混凝土外加劑》標準要求，減水率17%。

1.5 細骨料

（1）滾筒鋼渣砂：試驗用甲方提供的滾筒鋼渣砂，細度模數 3.1，替代 50% 左右的混凝土細骨料。經檢驗其各項性能指標滿足 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》要求。安定性合格，M.Fe＜1.0%。其顆粒級配見表 1，基本性能見表 2。

表1 鋼渣砂篩分分析

（2）黃砂：蕪湖寶達建材有限公司，細度模數2.0，經檢驗其各項性能指標滿足 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質量及試驗方法標準》要求。

1.6 粗骨料

（1）人工碎石：浙江舟山市錦東建材有限公司生產的 5～25mm 人工碎石，經檢驗其各項性能指標滿足JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質量及試驗方法標準》要求。

表2 鋼渣砂基本性能

（2）電爐鋼渣石：試驗用甲方提供 5～25mm 電爐鋼渣石，替代 30% 左右的混凝土粗骨料，經檢驗其各項性能指標滿足 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質量及試驗方法標準》要求。安定性合格，M.Fe＜1.0%。其顆粒級配見表 3，基本性能見表 4。

表3 鋼渣石篩分分析

2 鋼渣混凝土配合比與驗證試驗

按照 GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能試驗方法》、GB/T 50081—2002《普通混凝土力學性能試驗方法》進行鋼渣混凝土配制與驗證試驗。

試驗氣溫 25℃，相對濕度 74%，混凝土試塊標準養護。

經檢驗混凝土拌合物性能良好，凝結硬化正常；硬化混凝土的力學性能等滿足規范要求。

鋼渣混凝土隔離墩用配合比見表 5。

試驗室小型攪拌機拌制混凝土，實測坍落度 80mm，7d 抗壓強度 24.1MPa，28d 抗壓強度36.1MPa，28d 抗折強度 6.63MPa。

生產用大型攪拌機拌制混凝土，實測坍落度 100mm，7d 抗壓強度 22.3MPa，28d 抗壓強度34.5MPa，28d 抗折強度 6.29MPa。

3 鋼渣混凝土道路隔離墩制作

隔離墩澆筑尺寸：隔離墩長 2.0m、高 0.8m、上寬0.2m、下寬 0.4m，隔離墩數量為 100 個?；炷聊Y正常，拆模后正常養護，強度發展基本和普通混凝土相似。表觀和普通混凝土一樣。交付使用一年后，沒有發現爆裂現象，其他混凝土指標和普通混凝土一樣，后續會繼續觀測實體。中試生產取得成功。得到各方的認可和鑒定通過。并以此配合比為基礎，澆筑了部分廠區道路，水下灌注樁，河道擋墻等結構，均取得成功，沒有發現異常。圖 1 為鋼渣混凝土隔離墩澆筑施工現場，圖2 為混凝土養護現場，圖 3 是制成的隔離墩成品。

圖1 鋼渣混凝土隔離墩澆筑

圖2 混凝土帶模養護

圖 3 鋼渣混凝土隔離墩

4 結論

通過本試驗研究，使用寶鋼的固體廢棄物資源，配制出性能良好的 C30 鋼渣混凝土，并成功應用在混凝土道路隔離墩工程中。

配制的 C30 鋼渣混凝土其固體廢棄物達 30% 以上，可以為企業獲得減免稅提供依據。也為尋找天然骨料的替代品指出了方向，既利用了廢棄物，又節約了資源，符合當下綠色建材生產的政策導向。

表4 鋼渣石基本性能

表5 鋼渣混凝土配合比 kg/m3