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【摘 要】本文主要探讨钢渣自身特性对于混凝土使用的影响，以及主要存在的问题和我们的解决方案。
【关键词】钢渣；活性；安定性；水泥混凝土
钢渣一种工业固体废物。炼钢排出的渣，依炉型分为转炉渣、 平炉渣、 电炉渣。排出量约为粗钢产量的15～20％。生产钢渣水泥的掺合料可用矿渣、沸石、粉煤灰等。为了提高水泥的强度，有时还可加入重量不超过20％的硅酸盐水泥熟料。根据加入掺合料的种类，钢渣水泥可分为钢渣矿渣水泥、钢渣浮石水泥和钢渣粉煤灰水泥等。具有一定的活性且价格低廉，使其在水泥混凝土领域有广泛的应用前景。然而，因其活性低、安定性及易磨性差等问题，制约了钢渣的推广应用，因此开展此方面的研究对钢渣在水泥混凝土中的应用具有指导意义。
1 钢渣成分
钢渣主要由钙、 铁、 硅、镁和少量铝、锰、磷等的氧化物组成。主要的矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁铝酸钙以及硅、镁、铁、锰、磷的氧化物形成的固熔体，还含有少量游离氧化钙以及金属铁、氟磷灰石等。有的地区因矿石含钛和钒，钢渣中也稍含有这些成分。钢渣中各种成分的含量因炼钢炉型、钢种以及每炉钢冶炼阶段的不同，有较大的差异。
钢渣在温度 1500～1700℃下形成，高温下呈液态，缓慢冷却后呈块状，一般为深灰、深褐色。有时因所含游离钙、镁氧化物与水或湿气反应转化为氢氧化物，致使渣块体积膨胀而碎裂；有时因所含大量硅酸二钙在冷却过程中(约为675℃时)由β型转变为 γ型而碎裂。如以适量水处理液体钢渣，能淬冷成粒
2 钢渣水泥
以平炉、转炉钢渣为主要成分，加入一定量的其他掺合料和适量石膏，经磨细而制成的水硬性胶凝材料，称为钢渣水泥。
钢渣水泥的掺合料可用矿渣、沸石、粉煤灰等。为了提高水泥的强度，有时还可加入重量不超过20％的硅酸盐水泥熟料。根据加入掺合料的种类，钢渣水泥可分为钢渣矿渣水泥、钢渣浮石水泥和钢渣粉煤灰水泥等。钢渣水泥的生产工艺简单，由原料破碎、磁选、烘干、计量配料、粉磨和包装等工序组成。目前国内生产的钢渣水泥标号有225、275、325号几种，可用于一般建筑的砌筑、抹面砂浆以及混凝土中。
钢渣的胶凝活性来源于其含有的硅酸盐、铝酸盐及铁铝酸盐矿物，其中所含的硅酸二钙CZS、硅酸三钙C3S对强度的贡献最大，两者总含量一般在50%以上。钢渣中的主要矿物相RO相没有胶凝性，而且吸收氧化钙，使钢渣中的硅酸三钙减少。虽然钢渣的化学成分与水泥熟料相似，但它的生成温度比硅酸盐水泥熟料高了很多，其矿物结晶致密、晶粒较大，水化速度缓慢，只是一种具有潜在活性的胶结材料。因此将钢渣用于水泥和混凝土中必须对其活性进行激发。
3 钢渣在水泥中的应用
钢渣水泥，它是先将石灰石、粘土、砂岩、钢渣等原料按比例配合后，经过粉磨、煅烧制成水泥熟料，然后将水泥熟料与水渣、钢渣、添加剂等原料按比例配合共同粉磨即形成水泥。在生产熟料和水泥时均使用了钢渣，提高了钢渣的用量，解决了环境污染和资源短缺问题，为工业废渣处理找到了一条有效途径，具有很高的社会效益和经济效益。钢渣水泥具有需水量小，后期强度高，与木质素及奈系减水剂适应性好等优点，并且其抗硫酸盐侵蚀、抗干燥收缩和抑制碱集料膨胀性能都较好。
中国首先研制和应用的水泥品种。它利用炼钢厂废弃的钢渣做原料，兼收环境保护与资源综合利用的效果。其组分中钢渣掺量不少于水泥总重量的30％；钢渣和粒化高炉矿渣的掺量之和不少于水泥总重量的60％。钢渣呈黑褐色块状、颗粒状和粉状，渣中常包裹着少量残钢。在钢渣的矿物组成中，氧化钙占40％以上，主要生成硅酸二钙、硅酸三钙、蔷薇辉石(3CaO•MgO•2SiO2)和固熔体矿物；氧化铝含量在5％以下，存在于固熔体矿物中；氧化硅一般在20％以下，主要生成硅酸盐矿物；氧化铁含量一般在25％以下，以二价铁为主，生成橄榄石或铁铝酸盐矿物。钢渣各成分中的硅酸盐和铁铝酸盐矿物与硅酸盐水泥熟料相似，使钢渣水泥具有水化活性。
生产钢渣水泥的掺合料可用矿渣、沸石、粉煤灰等。为了提高水泥的强度，有时还可加人重量不超过加%的硅酸盐水泥熟料。适量的熟料掺量是制备性能优越的钢渣水泥所不可或缺的条件。在钢渣矿渣水泥中，水泥熟料不但自身水化速度快，而且通过向浆体中释放的caZ+和晶核诱导作用，对矿渣水化有明显的激发作用。当钢渣矿渣水泥中掺人40%钢渣;34%水渣，20%熟料和6%激发剂时，钢渣矿渣水泥的各项性能均能达到425号钢渣矿渣水泥的国标要求。钢渣矿渣水泥耐磨性能、抗酸碱腐蚀性能较好，水化热低，具有微膨胀性能和抗渗透性能，广泛应用在防水混凝土工程方面。
4 钢渣粉在混凝土中的应用
掺入有利于提高新拌混凝土的工作性能，因为加入钢渣粉后可以改变水化基体的孔道大小与分布，对浆体的流动性能起到积极作用。这是因为钢渣中类硅酸盐水泥熟料的矿物的水化活性低，水化慢，因此用钢渣替代部分水泥可以在一定程度上抑制新拌混凝土坍落度的经时损失。钢渣粉越细混凝土初始坍落度越小，这是因为比表面积增大后钢渣微粉本身需水量增大的缘故。混凝土的强度等级越高，钢渣粉细度对混凝土工作性能的影响越大
5 结语
经过几十年的努力，钢渣在水泥混凝土领域的研究应用取得了较大的进展，但还存在不少问题，有待进一步研究，主要为以下几个方面:(l)尽管钢渣水泥有较长的研究历史，但钢渣粉单独作为水泥掺合料的研究还很少。而钢渣粉作水泥混合材应用时，为了提高水泥的强度等级，加人过多的激发剂可能导致混凝土工作性及耐久性降低。有必要对掺有激发剂的含钢渣混凝土性能作进一步研究。(2)钢渣粉作为混凝土掺合料的研究也只注重于钢渣粉的细度及混凝土强度，有关钢渣粉的水化机理及用钢渣粉配制混凝土的综合耐久性的研究还相对较少。(3)现在克服钢渣粉安定性问题的方法主要是通过加快f-CaO与水反应从而降低钢渣粉中的仁CaO含量，但在这个过程中钢渣粉中的部分高活性矿物也会不可避免地参与水化，从而使钢渣粉的早期水化活性大幅降低，这与钢渣粉水化活性的提高存在矛盾。如何解决此矛盾，也有待深人研究。
参考文献
[1]唐卫军等.钢渣一矿渣复合微粉的活性试验研究[J].混凝土，2创〕7(12):65一68
[2]朱跃刚,李灿华,程勇;钢渣粉做水泥掺合料的研究与探讨[J];广东化工;2005年11期
[3]连丽,印海春,廖卫东;混凝土界面区的显微硬度研究[J];国外建材科技;2005年02期
【关键词】钢渣；活性；安定性；水泥混凝土
钢渣一种工业固体废物。炼钢排出的渣，依炉型分为转炉渣、 平炉渣、 电炉渣。排出量约为粗钢产量的15～20％。生产钢渣水泥的掺合料可用矿渣、沸石、粉煤灰等。为了提高水泥的强度，有时还可加入重量不超过20％的硅酸盐水泥熟料。根据加入掺合料的种类，钢渣水泥可分为钢渣矿渣水泥、钢渣浮石水泥和钢渣粉煤灰水泥等。具有一定的活性且价格低廉，使其在水泥混凝土领域有广泛的应用前景。然而，因其活性低、安定性及易磨性差等问题，制约了钢渣的推广应用，因此开展此方面的研究对钢渣在水泥混凝土中的应用具有指导意义。
1 钢渣成分
钢渣主要由钙、 铁、 硅、镁和少量铝、锰、磷等的氧化物组成。主要的矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁铝酸钙以及硅、镁、铁、锰、磷的氧化物形成的固熔体，还含有少量游离氧化钙以及金属铁、氟磷灰石等。有的地区因矿石含钛和钒，钢渣中也稍含有这些成分。钢渣中各种成分的含量因炼钢炉型、钢种以及每炉钢冶炼阶段的不同，有较大的差异。
钢渣在温度 1500～1700℃下形成，高温下呈液态，缓慢冷却后呈块状，一般为深灰、深褐色。有时因所含游离钙、镁氧化物与水或湿气反应转化为氢氧化物，致使渣块体积膨胀而碎裂；有时因所含大量硅酸二钙在冷却过程中(约为675℃时)由β型转变为 γ型而碎裂。如以适量水处理液体钢渣，能淬冷成粒
2 钢渣水泥
以平炉、转炉钢渣为主要成分，加入一定量的其他掺合料和适量石膏，经磨细而制成的水硬性胶凝材料，称为钢渣水泥。
钢渣水泥的掺合料可用矿渣、沸石、粉煤灰等。为了提高水泥的强度，有时还可加入重量不超过20％的硅酸盐水泥熟料。根据加入掺合料的种类，钢渣水泥可分为钢渣矿渣水泥、钢渣浮石水泥和钢渣粉煤灰水泥等。钢渣水泥的生产工艺简单，由原料破碎、磁选、烘干、计量配料、粉磨和包装等工序组成。目前国内生产的钢渣水泥标号有225、275、325号几种，可用于一般建筑的砌筑、抹面砂浆以及混凝土中。
钢渣的胶凝活性来源于其含有的硅酸盐、铝酸盐及铁铝酸盐矿物，其中所含的硅酸二钙CZS、硅酸三钙C3S对强度的贡献最大，两者总含量一般在50%以上。钢渣中的主要矿物相RO相没有胶凝性，而且吸收氧化钙，使钢渣中的硅酸三钙减少。虽然钢渣的化学成分与水泥熟料相似，但它的生成温度比硅酸盐水泥熟料高了很多，其矿物结晶致密、晶粒较大，水化速度缓慢，只是一种具有潜在活性的胶结材料。因此将钢渣用于水泥和混凝土中必须对其活性进行激发。
3 钢渣在水泥中的应用
钢渣水泥，它是先将石灰石、粘土、砂岩、钢渣等原料按比例配合后，经过粉磨、煅烧制成水泥熟料，然后将水泥熟料与水渣、钢渣、添加剂等原料按比例配合共同粉磨即形成水泥。在生产熟料和水泥时均使用了钢渣，提高了钢渣的用量，解决了环境污染和资源短缺问题，为工业废渣处理找到了一条有效途径，具有很高的社会效益和经济效益。钢渣水泥具有需水量小，后期强度高，与木质素及奈系减水剂适应性好等优点，并且其抗硫酸盐侵蚀、抗干燥收缩和抑制碱集料膨胀性能都较好。
中国首先研制和应用的水泥品种。它利用炼钢厂废弃的钢渣做原料，兼收环境保护与资源综合利用的效果。其组分中钢渣掺量不少于水泥总重量的30％；钢渣和粒化高炉矿渣的掺量之和不少于水泥总重量的60％。钢渣呈黑褐色块状、颗粒状和粉状，渣中常包裹着少量残钢。在钢渣的矿物组成中，氧化钙占40％以上，主要生成硅酸二钙、硅酸三钙、蔷薇辉石(3CaO•MgO•2SiO2)和固熔体矿物；氧化铝含量在5％以下，存在于固熔体矿物中；氧化硅一般在20％以下，主要生成硅酸盐矿物；氧化铁含量一般在25％以下，以二价铁为主，生成橄榄石或铁铝酸盐矿物。钢渣各成分中的硅酸盐和铁铝酸盐矿物与硅酸盐水泥熟料相似，使钢渣水泥具有水化活性。
生产钢渣水泥的掺合料可用矿渣、沸石、粉煤灰等。为了提高水泥的强度，有时还可加人重量不超过加%的硅酸盐水泥熟料。适量的熟料掺量是制备性能优越的钢渣水泥所不可或缺的条件。在钢渣矿渣水泥中，水泥熟料不但自身水化速度快，而且通过向浆体中释放的caZ+和晶核诱导作用，对矿渣水化有明显的激发作用。当钢渣矿渣水泥中掺人40%钢渣;34%水渣，20%熟料和6%激发剂时，钢渣矿渣水泥的各项性能均能达到425号钢渣矿渣水泥的国标要求。钢渣矿渣水泥耐磨性能、抗酸碱腐蚀性能较好，水化热低，具有微膨胀性能和抗渗透性能，广泛应用在防水混凝土工程方面。
4 钢渣粉在混凝土中的应用
掺入有利于提高新拌混凝土的工作性能，因为加入钢渣粉后可以改变水化基体的孔道大小与分布，对浆体的流动性能起到积极作用。这是因为钢渣中类硅酸盐水泥熟料的矿物的水化活性低，水化慢，因此用钢渣替代部分水泥可以在一定程度上抑制新拌混凝土坍落度的经时损失。钢渣粉越细混凝土初始坍落度越小，这是因为比表面积增大后钢渣微粉本身需水量增大的缘故。混凝土的强度等级越高，钢渣粉细度对混凝土工作性能的影响越大
5 结语
经过几十年的努力，钢渣在水泥混凝土领域的研究应用取得了较大的进展，但还存在不少问题，有待进一步研究，主要为以下几个方面:(l)尽管钢渣水泥有较长的研究历史，但钢渣粉单独作为水泥掺合料的研究还很少。而钢渣粉作水泥混合材应用时，为了提高水泥的强度等级，加人过多的激发剂可能导致混凝土工作性及耐久性降低。有必要对掺有激发剂的含钢渣混凝土性能作进一步研究。(2)钢渣粉作为混凝土掺合料的研究也只注重于钢渣粉的细度及混凝土强度，有关钢渣粉的水化机理及用钢渣粉配制混凝土的综合耐久性的研究还相对较少。(3)现在克服钢渣粉安定性问题的方法主要是通过加快f-CaO与水反应从而降低钢渣粉中的仁CaO含量，但在这个过程中钢渣粉中的部分高活性矿物也会不可避免地参与水化，从而使钢渣粉的早期水化活性大幅降低，这与钢渣粉水化活性的提高存在矛盾。如何解决此矛盾，也有待深人研究。
参考文献
[1]唐卫军等.钢渣一矿渣复合微粉的活性试验研究[J].混凝土，2创〕7(12):65一68
[2]朱跃刚,李灿华,程勇;钢渣粉做水泥掺合料的研究与探讨[J];广东化工;2005年11期
[3]连丽,印海春,廖卫东;混凝土界面区的显微硬度研究[J];国外建材科技;2005年02期