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        磨細(xì)鋼渣粉在混凝土中的應(yīng)用

        2014-03-23 10:13:06吳明銀毛凌鵬
        商品混凝土 2014年2期
        關(guān)鍵詞:等量鋼渣爐渣

        吳明銀,毛凌鵬

        (浙江南方瑞鑫混凝土公司,浙江 杭州 311103)

        磨細(xì)鋼渣粉在混凝土中的應(yīng)用

        吳明銀,毛凌鵬

        (浙江南方瑞鑫混凝土公司,浙江 杭州 311103)

        本文從節(jié)能減排的角度出發(fā),用鋼渣粉等量取代水泥制備混凝土,對混凝土性能的影響。

        鋼渣粉;混凝土;節(jié)能環(huán)保

        0 前言

        鋼渣是一種工業(yè)固體廢物。煉鋼排出的渣,依爐型分為轉(zhuǎn)爐渣、平爐渣、電爐渣。排除量約為粗鋼產(chǎn)量的 15%~20%,鋼渣粉由符合 YB/T022 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的轉(zhuǎn)爐或電爐渣,經(jīng)磁選除鐵處理后粉磨達(dá)到一定細(xì)度的產(chǎn)品。

        工藝流程:

        鋼渣粉機(jī)理:鋼渣粉含有硅酸二鈣(C2S)和硅酸三鈣(C3S)水硬礦物,且二者含量之和在 50% 以上,水化過程和水化產(chǎn)物同硅酸鹽水泥熟料相似,不同點(diǎn)在于鋼渣的形成溫度比硅酸鹽水泥熟料高 200~300℃,致使鋼渣中 C2S,C3S結(jié)晶致密、晶體粗大、水化硬化緩慢。

        由于鋼渣粉粒徑很小,細(xì)度在 0~30μm 之間,由此鋼渣中礦物與水接觸面積增大,水分子容易進(jìn)入礦物內(nèi)部加速水化反應(yīng)。

        用于混凝土的鋼渣粉的質(zhì)量應(yīng)符合 GB/T20491—2006《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》的規(guī)定?;炷辽a(chǎn)企業(yè)采用鋼渣時(shí),應(yīng)將比表面積、活性指數(shù)、流動(dòng)度比、游離氧化鈣含量、三氧化硫含量、氧化鎂含量和安定性等技術(shù)指標(biāo)作為質(zhì)量控制依據(jù),標(biāo)準(zhǔn)要求見表1。

        表1 鋼渣粉的技術(shù)要求及本實(shí)驗(yàn)鋼渣粉性能指標(biāo)

        1 實(shí)驗(yàn)

        從節(jié)能減排的角度出發(fā),我公司用鋼渣粉等量取代水泥制備混凝土,研究鋼渣粉對混凝土的性能的影響。本文所制備的混凝土為 C30 T120。

        1.1 原材料

        水泥:華業(yè)韶洋 P·O42.5 級水泥(28d 膠砂強(qiáng)度49.1MPa);

        礦粉:華業(yè)韶洋 S95 級礦粉(28d 活性指數(shù)100.4%);

        粉煤灰:海聯(lián)電廠 II 級(細(xì)度 21.0、需水量比101%、燒失量 1.5);

        鋼渣粉:杭鋼一級鋼渣粉,具體性能指標(biāo)見表1。

        高效減水劑:浙江五龍 Ⅱ 型(含固量 25.7%、減水率18.2%);

        細(xì)骨料:湖州礦產(chǎn)碎屑(細(xì)度 3.4)、中砂(細(xì)度1.7);

        粗骨料:獐山礦產(chǎn) 5~31.5mm 碎石(連續(xù)級配);

        水:自來水,符合 JGJ63—2006《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》。

        1.2 配合比設(shè)計(jì)

        假定容重 2300kg/m3,摻對比試樣水泥用量 8%~12% 的鋼渣粉完全取代水泥。

        表2 混凝土配合比 kg/m3

        試驗(yàn)室試配 25L,試配結(jié)果見表3。

        表3 試驗(yàn)室試配結(jié)果

        2 結(jié)果分析

        由以上數(shù)據(jù)及我公司生產(chǎn)可以看出實(shí)踐:用鋼渣粉等量取代水泥所得的混凝土強(qiáng)度有所提高,鋼渣粉在混凝土配合比設(shè)計(jì)中體現(xiàn)了技術(shù)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益。

        (1)技術(shù)效益:綜合利用鋼渣粉配置的混凝土既能提高強(qiáng)度又能提高工作性。由于鋼渣粉的顆粒較小。比表面積大于400m3/kg,可以改變水化基體的孔道大小與分布,在水泥漿體之間形成光滑的移動(dòng)表面,對漿體的流動(dòng)起到積極作用;摻鋼渣粉可以改善混凝土的和易性,增大坍落度。由于鋼渣粉的比表面積大,反應(yīng)活性點(diǎn)明顯增加,大大提高水化反應(yīng)活性,同時(shí)這些微細(xì)顆粒易于填充較小的空隙,可提高混凝土結(jié)構(gòu)致密度,從而提高強(qiáng)度。滿足施工要求及混凝土質(zhì)量要求。

        (2)經(jīng)濟(jì)效益:通過配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)降低單方混凝土水泥用量是降低生產(chǎn)成本的最主要方式。我公司預(yù)計(jì)年生產(chǎn)量60 萬方混凝土,采用鋼渣粉代替部分水泥單方可節(jié)約成本 5元左右,每年可創(chuàng)利潤約 300 萬元。2014 年浙江南方水泥計(jì)劃生產(chǎn) 1100m3混凝土,如全部采用鋼渣粉替代水泥,同比可增加效益 5500 萬元。

        (3)社會效益:目前鋼渣粉作為混凝土礦物摻合料,不僅可以等量取代 10%~20% 的水泥用量,而且可以提高混凝土的后期強(qiáng)度;實(shí)現(xiàn)鋼渣的“零排放”、清潔生產(chǎn);鋼渣粉代替水泥使用還可減少因水泥生產(chǎn)帶來的 CO2的排放、資源、能源消耗等問題,減少環(huán)境污染;鋼渣是煉鋼生產(chǎn)的必然產(chǎn)物,是工業(yè)固體廢棄物的一種,用鋼渣粉替代水泥可大量消納工業(yè)固體廢棄物,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,開展資源綜合利用,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會效益相統(tǒng)一,建設(shè)鋼渣產(chǎn)品資源節(jié)能型和環(huán)境友好型社會。

        [通訊地址]浙江省杭州市余杭區(qū)運(yùn)河鎮(zhèn)杭州瑞鑫混凝土有限公司(071051)

        吳明銀,浙江南方瑞鑫混凝土公司總工程師;高級工程師。

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