重构钢渣作为混凝土掺合料的研究.pdf
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1、2 0 1 2年第 8期 8 月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PRODUC 2 01 2 No 8 Aug us t 重构钢渣作为混凝土掺合料的研究 李建新 , 余其俊 , 韦江雄 ( 1 广东省建筑科学研究院 , 广州 5 1 0 5 0 0 ; 2 华南理工大学特种功能材料教育部 重点 实验 室 , 广 州 5 1 0 6 4 0 ) 摘要 : 对韶钢转炉钢渣进行在线 高温重构 制备 重构钢渣掺合 料 , 研 究 了重构钢渣 微粉单掺 或与矿渣粉 、 粉煤 灰复掺对混凝土力学性能、 抗渗和抗氯 离子渗透性能的影响。结果表明 , 在
2、混凝土 中单独掺入 3 0 3 - 业重构钢渣微 粉 可制备 出 c3 0和 C5 0强度等级 的混 凝土 ; 利 用工业重构钢 渣复合掺合料 替代 3 O 以上硅酸 盐水泥时 , 可 以稳定 制备 出抗渗性 、 抗氯 离子渗透性能 良好的 C 6 0强度等级混凝 土。 关键词 : 重构 ; 钢渣 ; 混凝土; 掺合料 ; 抗渗性 ; 抗 氯离子渗透性 A b s t r a c t : T h e m o d i fi e d s t e e l s l a g( M S S ) i s p r e p a r e d b y a d d i n g a d j u s t i n g m
3、a t e ri a l i n t o mo l t e n s l a g w h e n i t i s d i s c h a r g e d T h e i n f l u e n c e s o f mo d i fi e d s t e e l s l a g ,s l a g a n d f l y a s h o n me c h a n i c a l p r o p e r t i e s , i mp e r me a b i l i t y a n d a n t i - c h l o rid e i o n p e rm e a b i l i t y o f c
4、 o n c r e t e a r e i n v e s t i g a t e d T h e r e s u l t s s h o w t h a t C 3 0 a n d C 5 0 g r a d e c o n c r e t e c a n b e p r e p a r e d w i t h 3 0 MS S r e p l a c e me n t o f P o r t l a n d c e me n t b y ma s s I n a d d i t i o n ,C 6 0 g r a d e c o n c r e t e w i t h g o o d
5、i mp e rm e a b i l i t y a n d a n t i - c h l o rid e i o n p e rm e a b i l i t y c a n b e p r e p a r e d u s i n g t h e mi x t u r e o f MS S a n d mi n e r a l a d mi x t u r e s a s a s u b s t i t u t i o n f o r 3 0 P o r t l a n d c e - m ent Ke y wo r d s : Mo d i fi e d ; S t e e l s l
6、 a g ; Co n c r e t e ; Mi n e r a l a d mi x t u r e ; I mp e rm e a b i l i t y ; An t i - c h l o ri d e i o n p e r me ab i l i t y 中图分类号: T U 5 2 8 0 4 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 o 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 2 ) 0 8 2 2 0 4 0前 言 钢渣是炼钢工业的废渣 , 其排放量约为钢产量 的 l 5 2 0 t - 2 。近年来 , 随着我 国钢铁行业 的迅速 发展 ,钢渣量也不断增长 , 2 0
7、1 1年我 国钢渣排放量 近亿吨。长期以来 , 由于钢渣没有得到有效利用 , 大 量钢渣弃置渣场 , 不仅 占用土地资源 , 还对环境造 成污染 l 3 。钢渣中含有与水泥熟料相似 的矿物组 成 ,具备用作水泥混合材和混凝土掺合料 的潜质 , 符合我国建材工业对废渣资源综合利用的需求 , 但 受组 成 、 热 力 学 和结 构 的较 大 影 响 , 钢渣 的胶 凝 性 能一般较差。因此 , 稳定钢渣组成 、 提高其活性是钢 渣在建材工业中综合利用的关键。 近半个世纪来 , 我国研究人员通过机械活化阁 、 热活化 与化学活化【 司 等方式改善钢渣的水化活 性 , 提高钢渣 的利用率 。然而 ,
8、由于钢渣组成 波动 大 、 难磨等问题制约了钢渣活化技术的推广 。鉴于 此 , 提 出在钢渣 出渣过程中 , 将组分调节材料添加 到熔态钢渣 中, 利用熔融钢渣 的高温热能使其与调 节材料发生物相反应 , 一方面生成一定量的胶凝性 基金项 目: 国家 “ 9 7 3 ” 计划项 目水 泥低能耗 制备与 高效应用 的基 础研 究 ( 2 0 0 9 C B 6 2 3 1 0 4 ) 、 国家“ 十一 五 ” 科技 支撑 计划 项 目高性能水泥绿 色制造工艺和装备 ( 2 0 0 6 B A F 0 2 A 2 4 ) 。 一 2 2一 矿物 , 提 高钢渣 的胶凝活性 , 另一方 面起 到稳定
9、钢 渣品质的作用。韶钢三线转炉工业化生产试验结果 表明 , 选用韶钢的电炉还原渣和煤渣作 为组分调节 材料 , 在转炉排渣 的同时将其加入到含有熔融钢渣 的渣盘 中可稳定钢渣的组成 、提高钢渣 的胶凝 活 性 , 实现钢渣高温重构。本文研究 了重构钢渣作为 掺合料对混凝土力学性能 、 抗渗性能及 C l 一 渗透性能 的影响 , 并分析探讨 了其影响机理。 1 试 验 1 1 原材 料 试验中所用基准水泥为 P I 4 2 5级水泥 ; 钢渣 为韶关钢铁公 司的原钢渣( 代号 G O ) 和重构钢渣( 代 号 G) , 比表 面积为 4 1 0 m 2 k g ; 矿渣 为韶关钢铁公司 矿渣(
10、 代号 K) , 比表面积为 4 2 5 m2 k g ; 粉煤灰为广东 某发 电厂排放 级灰 ( 代号 F ) , 比表面积为 3 8 5 m2 k g ; 硅灰( 代号 S ) 。原材料的化学成分见表 1 。 1 2 试验 方法 配制 C 3 0混凝 土的配合 比为 : 水胶 比 0 5 , 胶凝 材料: 砂: 石= 1 : 2 2 6 : 2 9 9 ;配制 C 5 0混凝土 的配合 比 为 : 水胶 比 0 4, 胶凝 材料: 砂: 石= 1 : 1 6 9 : 2 5 4 ; 配制 C 6 0混凝土的配合 比为 :水胶 比0 3 ,胶凝材料: 砂: 石= 1 : 1 1 2 : 1
11、9 0 ; 配制 C 8 0混凝土 的配合 比为 : 水胶 李建新 , 余其俊 , 韦江雄 重构钢渣作为混凝土掺合料的研究 比0 2 6 , 胶凝材料: 砂: 石= 1 : O 9 6 : 1 7 9 。不同等级混凝 土的配合 比详见表 2 。 按照 G B T 5 0 0 8 0 -2 0 0 2 ( 普通混凝土拌合物性 能试验方法标准测定混凝土拌合物的坍落度 ; 按 表 1 原材料 的化 学组 成 照 G B 厂 I 5 0 o 8 1 2 0 0 2 普通混凝土力学性 能试验方 法标准 ,将各配 比的拌合物振动成型为 1 5 0 mmx 1 5 0 m mx l 5 O mm的混凝土试块
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