磨细钢渣粉在混凝土中的应用

吴明银，毛凌鹏

（浙江南方瑞鑫混凝土公司，浙江 杭州 311103）

磨细钢渣粉在混凝土中的应用

吴明银，毛凌鹏

（浙江南方瑞鑫混凝土公司，浙江 杭州 311103）

本文从节能减排的角度出发，用钢渣粉等量取代水泥制备混凝土，对混凝土性能的影响。

钢渣粉；混凝土；节能环保

0 前言

钢渣是一种工业固体废物。炼钢排出的渣，依炉型分为转炉渣、平炉渣、电炉渣。排除量约为粗钢产量的 15%～20%，钢渣粉由符合 YB/T022 标准规定的转炉或电炉渣，经磁选除铁处理后粉磨达到一定细度的产品。

工艺流程：

钢渣粉机理：钢渣粉含有硅酸二钙（C2S）和硅酸三钙（C3S）水硬矿物，且二者含量之和在 50% 以上，水化过程和水化产物同硅酸盐水泥熟料相似，不同点在于钢渣的形成温度比硅酸盐水泥熟料高 200～300℃，致使钢渣中 C2S，C3S结晶致密、晶体粗大、水化硬化缓慢。

由于钢渣粉粒径很小，细度在 0～30μm 之间，由此钢渣中矿物与水接触面积增大，水分子容易进入矿物内部加速水化反应。

用于混凝土的钢渣粉的质量应符合 GB/T20491—2006《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》的规定。混凝土生产企业采用钢渣时，应将比表面积、活性指数、流动度比、游离氧化钙含量、三氧化硫含量、氧化镁含量和安定性等技术指标作为质量控制依据，标准要求见表1。

表1 钢渣粉的技术要求及本实验钢渣粉性能指标

1 实验

从节能减排的角度出发，我公司用钢渣粉等量取代水泥制备混凝土，研究钢渣粉对混凝土的性能的影响。本文所制备的混凝土为 C30 T120。

1.1 原材料

水泥：华业韶洋 P·O42.5 级水泥（28d 胶砂强度49.1MPa）；

矿粉：华业韶洋 S95 级矿粉（28d 活性指数100.4%）；

粉煤灰：海联电厂 II 级（细度 21.0、需水量比101%、烧失量 1.5）；

钢渣粉：杭钢一级钢渣粉，具体性能指标见表1。

高效减水剂：浙江五龙 Ⅱ 型（含固量 25.7%、减水率18.2%）；

细骨料：湖州矿产碎屑（细度 3.4）、中砂（细度1.7）；

粗骨料：獐山矿产 5～31.5mm 碎石（连续级配）；

水：自来水，符合 JGJ63—2006《混凝土用水标准》。

1.2 配合比设计

假定容重 2300kg/m3，掺对比试样水泥用量 8%～12% 的钢渣粉完全取代水泥。

表2 混凝土配合比 kg/m3

试验室试配 25L，试配结果见表3。

表3 试验室试配结果

2 结果分析

由以上数据及我公司生产可以看出实践：用钢渣粉等量取代水泥所得的混凝土强度有所提高，钢渣粉在混凝土配合比设计中体现了技术效益、经济效益、社会效益。

（1）技术效益：综合利用钢渣粉配置的混凝土既能提高强度又能提高工作性。由于钢渣粉的颗粒较小。比表面积大于400m3/kg，可以改变水化基体的孔道大小与分布，在水泥浆体之间形成光滑的移动表面，对浆体的流动起到积极作用；掺钢渣粉可以改善混凝土的和易性，增大坍落度。由于钢渣粉的比表面积大，反应活性点明显增加，大大提高水化反应活性，同时这些微细颗粒易于填充较小的空隙，可提高混凝土结构致密度，从而提高强度。满足施工要求及混凝土质量要求。

（2）经济效益：通过配合比优化设计降低单方混凝土水泥用量是降低生产成本的最主要方式。我公司预计年生产量60 万方混凝土，采用钢渣粉代替部分水泥单方可节约成本 5元左右，每年可创利润约 300 万元。2014 年浙江南方水泥计划生产 1100m3混凝土，如全部采用钢渣粉替代水泥，同比可增加效益 5500 万元。

（3）社会效益：目前钢渣粉作为混凝土矿物掺合料，不仅可以等量取代 10%～20% 的水泥用量，而且可以提高混凝土的后期强度；实现钢渣的“零排放”、清洁生产；钢渣粉代替水泥使用还可减少因水泥生产带来的 CO2的排放、资源、能源消耗等问题，减少环境污染；钢渣是炼钢生产的必然产物，是工业固体废弃物的一种，用钢渣粉替代水泥可大量消纳工业固体废弃物，保护生态环境，开展资源综合利用，实现经济、环境和社会效益相统一，建设钢渣产品资源节能型和环境友好型社会。

［通讯地址］浙江省杭州市余杭区运河镇杭州瑞鑫混凝土有限公司（071051）

吴明银，浙江南方瑞鑫混凝土公司总工程师；高级工程师。