铁渣粉掺配水泥混凝土的试验研究.pdf

COn s t r u ct i on Ma ch j Re 施 r y C 机 o n械st ruc t i on 施 T e 工 ch n 技 o l o 术 g y RM CM j 1 _ 铁 渣 粉 掺 配 水 泥 混凝 土 的试 验 研 究 Expe r i m e nt a l Re s e a r c h o f Conc r e t e M i x t ur e Adm i x e d wi t h I r o n S l a g Po wde r 黄 鹤 HUANG He 瑚 1南 交 通 职 啦技 术 学 院 路 桥 工 程 系 ， 湖 南长 沙 4I ( J f 4 Depar t m en t of Road and B r i dge Engi neer i n g Hunan Com m uni ca t ion Polyt echni c ，Changsh a 41 000 4，Hunan，Chi na 【 摘要 】 从工 作 性能 、 力学 性 能 、 抗 渗和 抗 利 _生能等 方面 入 手 ， 对 铁 渣粉 与水 泥 混 凝 土 的掺合 料 进行 试 验研 究 同 时 结 合工 棒 实例 对 该掺 配 料进 行 综合 分析研 究 结束 和 府 用 实践 表 明 ： 在 ( ； 3 0 ( ； 4 0 级普 通 硅酸 盐 混 凝 土 与铁 渣粉 的掺 配 料 中 ， 当铁 渣 粉掺 量 为2 ( ) 5 0 时 2 8 t J 后 凝 土 强 度 、 抗 渗 与 抗 东性 能 均 能 满足 设 计 要 求 ： 当掺 量 为2 5 ， 4 0 时 混 凝 土 各 项 性 能 最 佳 I Ab s t r a c t】 T h e mi x t u r e o f i r o n s l a g p o wd e r a n d c o n c r e t e i s s t u d i e d f r o m i t s wo r k i n g p e r f o r ma n c e m echani c s per f or m ance，w at er r esi st ance and f r ost r esist ance ，and it i s analyz ed com pr ehensi vel y ac cor di ng t o engi neer i ng exam pl e The r esul t s show t hat w hen C30 C40 gener al c oncr et e i s used and t he dosage of i r on sl ag pow der i s 20t o 50 ，t he 28d i n t ensit y，w at er r esist ance and f r ost r esi st anc e of t he m i xt ur e can m eet t he des i gn r equi r e m ent ，and w hen t he dos age of i r on sl a g pow der i s 25t o 40 ，t he w or ki ng per f or m anc e of m i x t ur e i s t he best 【关键 词 】 铁 渣粉 ； 掺 量 ； 水泥 混凝 土 ： 性 能 【 Ke y wo r d s】 i r o n s la g p o wd e r ； d o s a g e ； c o n c r e t e ； p e r f o r ma n c e 中 图 分 类 号 ： U41 4 1 文 献 标 志 码 ： B 文 章 编 号 ： 1 0 0 0 0 3 3 X( 2 01 0 ) 0 2 0 0 4 5 0 3 0 引 言 铁 渣 是 使 用 高 炉 冶 炼 牛 铁 时 产 牛 的 熔 融 态 炉 渣 因 骡 ； 令而 来 不 及 结 晶 所 形 成 的 一 种 玻 璃 态 物 质 ， 铁 渣 粉 则 是 由 铁 渣 绎 过 磨 细 后 的 固 溶 体 ， 它 由 多 种 矿 物 绢 成 ， 具 有 抗 压 强 度 高 、 硬 度 大 、 耐 磨 耗 、 工 作 性 能 好 等 特 点 ， 陈 化 后 的 铁 渣 粉 性 能 稳 定若 将 铁 渣 粉 磨 至 一 定 的 细 度 后 ， 混 入 到 水 泥 或 混 凝 土 中 ， 可 使 铁 渣 粉 的 性 得 到 充 分 发 挥 、 中围每年在 台 炼 钢铁 过挥 中排 出的钢 、 铁 渣粉 多达上 f lu e， 伊 用 做 水 泥 混 凝 士 掺 和 料 的 不 到 5 ， 近 年 来 国 内 、 外 对 铁 渣 粉 进 行 了 大 量 研 究 ， 推 动 市 场 对 其 用 价 值 的认 识 不 断 深 入对 铁 渣 粉 的 回 收 利 用 有 利 于 节 约 能 源 。 促 进 可 持 续 发 展在 倡 导 节 能 减 排 的 趋 势 下 ， 值 得 大 力 推 广 1 原 材 料 与试 验 方 法 试 验 用 水 泥 为 湖 南 湘 乡 水 泥 厂一 牛 产 的4 ： 5 级 普 通 硅 酸 水 泥 ； 石 子 为 谴 水 河 卵 石 ， 季2 6 5 2 0 ” 迫 续 级 配 压 碎指标 值 为 ： 1 ； 砂子 为涟水 河砂 ， 细度 模数 为3 3 5 ： 铁 渣 粉 为 涟 源 钢 铁 厂 产 生 的 转 炉 铁 渣 粉 ； 外 加 剂 为 长 沙 黄 腾 外 加 剂 厂 牛 产 的黄 腾 牌 U V - 3 C， 推 荐 掺 量 为 1 1 水 泥 的 化 学 绢 成 与 矿 物 绢 成 、主 要 物 理 力 学 性 能 分 别 见表 1 表 2 ； 砂 石 集 料 的主 要物 理 性 能见 表3 ： 采 用荷 兰 菲 利 浦 r w l 4 0 0荧 光 光 谱 分 析 仪 测 定 转 炉 铁 渣 粉 的 化 学 成 分 ， 测 定 结 果 见 表 4 表 l试 验 用 水 泥 的 化 学 组 成 与 矿 物 组 成 2 掺 和 料 的 工 作 性 能 及 力 学 性 能 的 试 验 研 究 2 1 铁 渣 粉 活 性 指 数 及 流 动 度 试 验 本 试 验 铁 渣 粉 比 表 面 积 按 ( ； Bf l 8 0 7 4方 法 进 行 ， 活 性 指 数 及 流 动 度 测 定 按 厂 l 、1 8 0 4 6 2 0 0方 法 进 行 ， 取 4 种 不 同 比表 面 积 的转 炉 铁 渣 粉 对 其7 c l 、 2 8 】 的活 性 指 数和 流 4 5 此 第4 6 d 开 放 了交 通 营运 至 今 已3 年 多 ， 平 整度 、 耐 磨 性 仍 f 日良好 ， 很 少 出 现 错 台情 况 ， 断 板 率 小 于 2 。 整 个 路 段 质 量 优 良 4铁 渣 粉 掺 和 料 的 应 用 前 景 铁 渣 粉 最 重 要 的 应 用 是 等 量 替 代 混 凝 土 中 的 水 泥 进 行 混 凝 土 生 产它 不 仅 可 用 于 配 置 普 通 混 凝 土 ， 而 且 还 是 高 性能 混凝土 中 必不可 少 的 、最 常用 的矿 物细掺 料之 一 。 在 混凝 土 中掺 加 适量 的铁 渣粉 能 显著 地 改善 新 拌 混凝 土 的工作性 能和 硬化 混凝 土 的耐 久性 改善新拌 混凝 工 作 性 能 主 要 表 现 在 ： 可 以 降 低 水 化 热 峰 值 ， 延 迟 水 化 热 峰 值 出 现 时 间 从 而 减 少 温 差 裂 缝 的 产 生 ； 提 高 新 拌 混 凝 土 的和 易 性 、 可 泵 性 ； 减 少 坍 落 度 的经 时 损 失 ， 并 具 有 一 定 的 减 水 作 用 改 善 硬 化 混 凝 土 的 耐 久 1生主 要 表 现 在 ： 提 高 密 实度 改善 内部结 构 ： 提 高抗 渗性 、 抗 ； 东 1生、 抗腐 蚀 性能 力 ， 抑 制碱一 集料反 应 ， 提 高 了后 期 强度 从而 增 强 了耐 久性 在 混 凝 土 中 使 用 铁 渣 粉 掺 和 料 具 有 较 大 的 节 能 效 益 和 环 保 效 益 。 生 产 水 泥 会 排 放 大 量 的粉 尘 、 二 氧 化 硫 、 三 氧 化 硅 、 二 氧 化 碳 等 有 害 气 体 ， 产 生 噪 声 污 染 ， 消 耗 大 量 的 石 灰 石 、 黏 土 资 源 。 每 生 产 l 水 泥 熟 料 将 产 生 大 约 l t 二氧 化碳 ， 消 耗 约 1 0 0 1 3 0 k g 标 煤：f n 9 0 度 电 若按 铁 渣粉 等量 替 代2 5 3 5 水 泥 计 算 假 设 每 立 方米 混凝 土 使用 水 泥 为 3 0 0 k g ， 则 铁 渣 粉 平 均 可 替 代 约 1 0 0 k 水 泥 。 现 在 中 国 每 年 水 泥 用 量 已达 l 5 1 6亿 吨 ，每 替 代 l 亿 co n s t r u c t io n Ma c h i n e 施 r y 机 械& 施 工 技 术RM CM_ C o n s t r u c t i o n T e c h n o l o g y & 一 吨 水 泥 可 以 减 少 0 8 亿 吨 二 氧 化 碳 排 放 ， 节 约 0 1 亿 吨 标 煤 S D 4 0 L度 电 ， 不 但 节 能 和 环 保 效 益 明 显 还 可 以 为 生 产 企 业 带 来 可 观 的 经 济 效 益 5结 语 f 1 ) 铁 渣粉 中含 有硅 酸 二 钙 具 有 一 定水 硬 活 性 、 其 活 性 随 铁 渣 粉 比 表 面 积 的 增 加 而 增 大 f 2 1 j n x 铁 渣粉 掺和 料后 混凝 土拌 和 物 的和 易性得 到 了改善 ： 坍落 度增 大 坍 落度 经时 损失减 少 f 3 ) 加入 铁 渣粉掺 和 料后 混凝 士 的耐 久性抗 渗标号 能 达 到s 2 0 以 抗 冻性 能标号 大于 I ) 5 0 ， f 4 )从 混 凝 土 7( 1 、 2 8 d三 项 强 度 指 标 考 察 铁 渣 粉 掺 和 比 例 为 2 5 5 0 时 2 8 f 1 强 度 均 能 满 足 C3 0 C 4 0 设 计 要 求 但 掺 量 大 于 4 o ,x , B ,- j压 强 度 降 低 较 大 掺 量 低 于 2 5 t 效 果 不显 著 因 此得 出其 最 佳掺 量 范 围 为2 5 4 0 ( 5 ) 铁 渣粉 作 为 一种 新 开 发 的掺 和 料 ， 其 物理 力学 性 能 良好 ， 适 应 性 广 泛 工 程 材 料 成 本 降低 ， 表 现 出优 越 的 工 程 性能 和 显著 的节 能环 保 与经 济 效 益 ，具 有 广 阔 的应 用 前 景和 推广 使 用 价值 参 考文 献 ： 1 1 J TG E 3 一2 5 ， 公路 工程 水泥及 水泥混凝 土试验规程 I S j 2 关 中伟 ， 廉慧珍 高性能混凝土 M北京 ： 中国铁道 出版社 ， 1 9 9 9 收 稿 日期 ： 2 0 09 - 07 -1 2 责 任 编辑 ： 唐 伟 琼 ( 上 接 第 4 4页 ) 聚 合物 完 全溶 融 于沥 青 中 因此要 根据 沥青和 改性 剂 的 具 体性 质 选择 合 适 的加 热温 度 和 搅拌 时 间 ，使其 能 更好 地 充 分相 容 ， 达 到最 佳 的 改性 效果 。 除此 之外 ，改性 剂 的溶 胀和 改性 沥青 的 发育 过 程 对 沥 青 的 相 容 性 也 有 影 响 ：改 性 剂 的 预 先 溶 胀 可 简 化 加 工 工 艺 ， 提 高 加 工 质 量 ： 通 过 改 性 沥 青 研 磨 后 的 发 育 过 程 ， 可 使 改 性 剂 与 沥 青 之 间 的 相 互 作 用 更 加 充 分 提 高 相 容 性 确 保 最 终 的 改 性 效 果 5 结 语 ( 1 ) 改性 剂 与沥青 的相 容 性取 决于 改 性剂 和沥 青 两种 不 同 的 物 质 在 界 面 上 的 相 互 作 用 、 基 质 沥 青 的 组 分 以 及 聚 合 物 的 极 性 、 颗 村 大 J 、 、 分 子 结 构 等 因 素 一 般 聚 合 物 的 极 性越 强 溶 解度 参 数 或者 分 子结 构 与 沥青 越接 近 其 相 容 性 越 好 ， 改 性 效 果 也 越 好 ( 2 )材 料 的 溶 度 是 定 量 反 映 物 质 极 性 的 参 数 ， 两 种 物 质 的 极性 越 接 近 ， 则 两 物质 的溶 度 参 数差 就越 小 ， 越 容 易 互 相 混 溶 ，故 改 性 剂 与 沥 青 的 溶 度 参 数 可 作 为 评 价 相 容 性 好 坏 的指 标 ( 3 )具 备 适 当 的 相 容 性 又 有 良 好 的 界 面 性 质 才 能 得 到 性质 优 良的 改性 材 料 ( 4 )选 择 合 适 的 沥 青 标 号 和 加 工 工 艺 ， 可 使 改 性 剂 与 沥 青 更 好 地 相 互 作 用 达 到 更 充 分 的 相 容 参 考 文献 ： 1 杨林江 ， 金海 山， 张仁瀑 提 高S B S 改性 沥青的 分散度 及热贮存 稳 定性 J j 筑路机械与 施工机械 化， 1 9 9 9， J 6 ( 4 ) ： 4 2 4 3 2 j张登 良， 赵 可 不同改性 剂对沥青改性 效装研 究 J 中国公路 。 2 0 0 4( ( ) ) ： 1 6 1 3 l熊 萍 ， 郝培 文 改善s I s 改性 沥青储存稳 定性 的措施 与机理 分 析 j 同济大学学报 ： 自然科 学版 ， ! ) 【 】 ( 1 ， 3 4 ( 5 ) ： 6 t 3 - 6 1 8 收 稿 日 期 ： 2 O 09 07 一 O 7 责 任 编 辑 ： 王 玉 玲 4 7