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摘要：本文首先对钢渣在各个领域的应用情况及存在的问题进行了分析，重点对钢渣代替山皮土在路基填筑中的应用进行了研究，通过筛分、击实试验验证其代替山皮土填筑使用的可能性，为今后钢渣在道路工程中的应用提供参考价值。
关键词：钢渣、应用、代替
钢渣是炼钢过程中产生的固体废弃物，炼制1t粗钢约产生100～150kg的钢渣。我国是钢渣排放大国，每年钢渣排放量达到7000～9000万t，但资源化利用率不足30% ，与国外先进水平有较大差距。随着钢铁工业的发展，钢渣的数量日益增多，许多钢厂渣满为患，形成了一座座钢渣山。扩建渣场不仅会侵占宝贵土地，还会给生态环境、人民健康造成危害，对钢渣的资源化利用已成为一个迫切需要解决的问题。
本文首先对钢渣在各个领域的应用情况及存在的问题进行了分析，重点对钢渣代替山皮土在路基填筑中的应用进行了研究，通过筛分、击实试验验证其代替山皮土填筑使用的可能性，为今后钢渣在道路工程中的应用提供参考价值。
一、钢渣在混凝土中的应用及存在的问题
目前，钢渣在混凝土中的应用主要是两方面：一种是代替骨料，另一种是用作掺合料。
1、钢渣代替粗骨料
钢渣代替粗骨料相对于普通碎石有更粗糙的表面，能有效地改善界面以及其潜在的活性，可以提高后期的混凝土强度，并且其硬度不低于普通碎石，配制的混凝土耐磨性也比较好。同时，随着钢渣的掺入，大大改变了混凝土的内部结构，强化了混凝土中集料与水泥浆的界面过渡区，显著改善了混凝土的力学性能。
2、钢渣作为掺合料应用
钢渣作为掺合料在混凝土中应用与在水泥中使用所起的作用有相似之处，虽然钢渣的胶凝活性较低，但从其化学组成和矿物组成可以发现，钢渣的胶凝活性尚有较大的提高空间。研究表明，钢渣通过磨细到一定程度，可使物料晶体结构发生重排，颗粒表面状况发生变化，表面能提高，有利于胶凝性能的发挥，提高其在水泥混凝土中的利用率。
3、存在的问题
目前钢渣在混凝土中应用受限的主要原因有两个：一是钢渣的成分波动大，稳定性差：二是钢渣可能存在安定性不良的问题。目前绝大部分钢渣并不是作为产品生产，而是作为废渣排放的，因此，钢渣的品质很难得到保障。
二、钢渣在水泥中的应用及存在的问题
我国目前生产的钢渣水泥主要有两种：一种是以石膏作激发剂的无熟料钢渣矿渣水泥，其配合比为钢渣40%～45%，高炉渣40%～45%、石膏8%～12%，强度等级达27.5～32.5级，此种水泥早期强度低，仅用于砌筑砂浆、墙体材料和农用水利工程等；另一种是以水泥熟料为激发剂，其配合比为钢渣35%～45%、高炉水渣35%～45%、水泥熟料10%～15%、石膏3%～5%、强度等级在32.5级以上，钢渣水泥具有水化热低、后期强度高、抗腐蚀和耐磨等优点，是理想的大坝水泥和道路水泥。
不过由于钢渣颗粒较粗，以及与水泥原材料的易磨性存在差异，导致粉磨后的各种物料的粗细程度不均匀，钢渣的胶凝性能难以充分发挥，因此掺入钢渣的水泥在实际生产过程中产量低，也不能满足当前社会建筑行业对高强度等级水泥的要求。
三、钢渣代替山皮土在道路路基工程中的应用研究
1、路基填筑山皮土层材料技术要求
筛分技术要求：碎石含量≥70%，最大粒径<60mm。
山皮土层压实度≥97%
2、钢渣材料与山皮土性能试验
（1）筛分试验
按照《公路土工试验规程》（JTGE40-2007）标准的要求，分别对钢渣土和山皮进行了筛分试验，试验结果如表1所示。
从表1中可以看出，钢渣中碎石的含量为82.3%，山皮土中碎石的含量为76.8%，均满足碎石含量≥70%的技术要求。
（2）击实试验
按照《公路土工试验规程》（JTGE40-2007）标准的要求，分别对钢渣和山皮土进行了击实试验，试验结果如图1和图2所示。
图1 钢渣击实曲线
图2 山皮土击实曲线
从图1的击实曲线可以查出，钢渣的最大干密度为2.70g/cm3，最佳含水率为4.3%；从图2的击实曲线可以查出，山皮土的最大干密度为2.27g/cm3，最佳含水率为4.4%，钢渣的最大干密度比山皮土的最大干密度要高0.43 g/cm3，最佳含水率相差无几。
3、试验结果分析
（1）钢渣筛分结果能满足最大粒径<60mm，碎石含量≥70%的技术要求。
（2）击实试验最大干密度与山皮土的试验结果差别较大，常用的山皮土、级配碎石等材料的最大干密度一般均在2.30 g/cm3左右，而钢渣的最大干密度达到2.70g/cm3，这是因为钢渣的密度要比山皮土和级配碎石等填筑材料的密度大，因此在地基承载力不足的软土地区要谨慎使用。
（3）在击实过程中我们发现，在相同的击实功条件下，钢渣粒料比山皮土更容易挤压密实，如果代替山皮土使用，现场可能更容易达到压实标准。
四、结论
（1）钢渣作为一种固体废弃物，在水泥、混凝土中已成功应用，但由于钢渣的自身稳定性、安定性等因素，限制了其使用率。
（2）通过对钢渣和山皮土进行筛分试验，可以看出钢渣筛分结果同意能满足最大粒径<60mm，碎石含量≥70%的技术要求。
（3）常用的山皮土、级配碎石等材料的最大干密度一般均在2.30 g/cm3左右，而钢渣的最大干密度达到2.70g/cm3，这是因为钢渣的密度要比山皮土和级配碎石等填筑材料的密度大，因此在地基承载力不足的软土地区要谨慎使用。
（4）在相同的击实功条件下，钢渣粒料比山皮土更容易挤压密实，如果代替山皮土使用，现场可能更容易达到压实标准。
参考文献
[1] 田景雷，张倩 钢渣在环境污染治理中的资源化利用，资源再生，2013（01）；
[2] 公路土工试验规程，中华人民共和国行业标准，2007
关键词：钢渣、应用、代替
钢渣是炼钢过程中产生的固体废弃物，炼制1t粗钢约产生100～150kg的钢渣。我国是钢渣排放大国，每年钢渣排放量达到7000～9000万t，但资源化利用率不足30% ，与国外先进水平有较大差距。随着钢铁工业的发展，钢渣的数量日益增多，许多钢厂渣满为患，形成了一座座钢渣山。扩建渣场不仅会侵占宝贵土地，还会给生态环境、人民健康造成危害，对钢渣的资源化利用已成为一个迫切需要解决的问题。
本文首先对钢渣在各个领域的应用情况及存在的问题进行了分析，重点对钢渣代替山皮土在路基填筑中的应用进行了研究，通过筛分、击实试验验证其代替山皮土填筑使用的可能性，为今后钢渣在道路工程中的应用提供参考价值。
一、钢渣在混凝土中的应用及存在的问题
目前，钢渣在混凝土中的应用主要是两方面：一种是代替骨料，另一种是用作掺合料。
1、钢渣代替粗骨料
钢渣代替粗骨料相对于普通碎石有更粗糙的表面，能有效地改善界面以及其潜在的活性，可以提高后期的混凝土强度，并且其硬度不低于普通碎石，配制的混凝土耐磨性也比较好。同时，随着钢渣的掺入，大大改变了混凝土的内部结构，强化了混凝土中集料与水泥浆的界面过渡区，显著改善了混凝土的力学性能。
2、钢渣作为掺合料应用
钢渣作为掺合料在混凝土中应用与在水泥中使用所起的作用有相似之处，虽然钢渣的胶凝活性较低，但从其化学组成和矿物组成可以发现，钢渣的胶凝活性尚有较大的提高空间。研究表明，钢渣通过磨细到一定程度，可使物料晶体结构发生重排，颗粒表面状况发生变化，表面能提高，有利于胶凝性能的发挥，提高其在水泥混凝土中的利用率。
3、存在的问题
目前钢渣在混凝土中应用受限的主要原因有两个：一是钢渣的成分波动大，稳定性差：二是钢渣可能存在安定性不良的问题。目前绝大部分钢渣并不是作为产品生产，而是作为废渣排放的，因此，钢渣的品质很难得到保障。
二、钢渣在水泥中的应用及存在的问题
我国目前生产的钢渣水泥主要有两种：一种是以石膏作激发剂的无熟料钢渣矿渣水泥，其配合比为钢渣40%～45%，高炉渣40%～45%、石膏8%～12%，强度等级达27.5～32.5级，此种水泥早期强度低，仅用于砌筑砂浆、墙体材料和农用水利工程等；另一种是以水泥熟料为激发剂，其配合比为钢渣35%～45%、高炉水渣35%～45%、水泥熟料10%～15%、石膏3%～5%、强度等级在32.5级以上，钢渣水泥具有水化热低、后期强度高、抗腐蚀和耐磨等优点，是理想的大坝水泥和道路水泥。
不过由于钢渣颗粒较粗，以及与水泥原材料的易磨性存在差异，导致粉磨后的各种物料的粗细程度不均匀，钢渣的胶凝性能难以充分发挥，因此掺入钢渣的水泥在实际生产过程中产量低，也不能满足当前社会建筑行业对高强度等级水泥的要求。
三、钢渣代替山皮土在道路路基工程中的应用研究
1、路基填筑山皮土层材料技术要求
筛分技术要求：碎石含量≥70%，最大粒径<60mm。
山皮土层压实度≥97%
2、钢渣材料与山皮土性能试验
（1）筛分试验
按照《公路土工试验规程》（JTGE40-2007）标准的要求，分别对钢渣土和山皮进行了筛分试验，试验结果如表1所示。
从表1中可以看出，钢渣中碎石的含量为82.3%，山皮土中碎石的含量为76.8%，均满足碎石含量≥70%的技术要求。
（2）击实试验
按照《公路土工试验规程》（JTGE40-2007）标准的要求，分别对钢渣和山皮土进行了击实试验，试验结果如图1和图2所示。
图1 钢渣击实曲线
图2 山皮土击实曲线
从图1的击实曲线可以查出，钢渣的最大干密度为2.70g/cm3，最佳含水率为4.3%；从图2的击实曲线可以查出，山皮土的最大干密度为2.27g/cm3，最佳含水率为4.4%，钢渣的最大干密度比山皮土的最大干密度要高0.43 g/cm3，最佳含水率相差无几。
3、试验结果分析
（1）钢渣筛分结果能满足最大粒径<60mm，碎石含量≥70%的技术要求。
（2）击实试验最大干密度与山皮土的试验结果差别较大，常用的山皮土、级配碎石等材料的最大干密度一般均在2.30 g/cm3左右，而钢渣的最大干密度达到2.70g/cm3，这是因为钢渣的密度要比山皮土和级配碎石等填筑材料的密度大，因此在地基承载力不足的软土地区要谨慎使用。
（3）在击实过程中我们发现，在相同的击实功条件下，钢渣粒料比山皮土更容易挤压密实，如果代替山皮土使用，现场可能更容易达到压实标准。
四、结论
（1）钢渣作为一种固体废弃物，在水泥、混凝土中已成功应用，但由于钢渣的自身稳定性、安定性等因素，限制了其使用率。
（2）通过对钢渣和山皮土进行筛分试验，可以看出钢渣筛分结果同意能满足最大粒径<60mm，碎石含量≥70%的技术要求。
（3）常用的山皮土、级配碎石等材料的最大干密度一般均在2.30 g/cm3左右，而钢渣的最大干密度达到2.70g/cm3，这是因为钢渣的密度要比山皮土和级配碎石等填筑材料的密度大，因此在地基承载力不足的软土地区要谨慎使用。
（4）在相同的击实功条件下，钢渣粒料比山皮土更容易挤压密实，如果代替山皮土使用，现场可能更容易达到压实标准。
参考文献
[1] 田景雷，张倩 钢渣在环境污染治理中的资源化利用，资源再生，2013（01）；
[2] 公路土工试验规程，中华人民共和国行业标准，2007