胥林華，李莉，江軍

（1.鹽城市仁和建材科技有限公司，江蘇 鹽城 224700；2.建湖縣時(shí)代建設(shè)有限公司，江蘇 鹽城 224700；3.江蘇黃海水泥有限公司，江蘇 鹽城 224700）

0 引言

我國鋼廠年排出鋼渣達(dá)到1億t， 而綜合利用率普遍不足10%,絕大多數(shù)處于簡單和任意排放狀態(tài)，占用土地，嚴(yán)重地污染、破壞了環(huán)境。 此外，我國磚瓦企業(yè)眾多，數(shù)量在10萬家以上，每年需要消耗大量粘土燒結(jié)墻體材料，且消耗大量煤炭，煤炭消耗量約占建材耗煤量35%以上，排放大量二氧化硫和氮氧化物，嚴(yán)重破壞了耕地和環(huán)境。

用梅山鋼渣作原料， 配以GA型膠凝材料和輕集料，成功研制出鋼渣輕質(zhì)免燒免蒸磚，很大程度上緩解了上述鋼渣堆砌和燒磚所帶來的環(huán)境問題，具有極大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

1 試驗(yàn)原材料

（1）鋼渣：來源于南京梅山鋼渣有限公司，其主要化學(xué)組成見表1。 將原鋼渣烘干后進(jìn)行篩分，分3種級配類型備用，粒度分布見表2。

表1 梅山鋼渣主要化學(xué)組成 單位：%

表2 鋼渣級配類型及其粒度分布

表3 自制膠凝材料的組分構(gòu)成 單位：%

（2）膠凝材料：主要有3種膠凝材料，其組分構(gòu)成見表3。

（3）輕集料：浮石、珍珠巖。

（4）水：工廠試驗(yàn)用水。

2 試驗(yàn)方法

（1）試樣制備方法：將原料按比例進(jìn)行配料，按需水量加水后進(jìn)行均勻攪拌， 放置在試驗(yàn)機(jī)壓制成型。 試塊尺寸100 mm×100 mm×40 mm。

（2）養(yǎng)護(hù)條件：室溫下，濕度≥95%的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，按齡期進(jìn)行測試強(qiáng)度。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 膠凝材料對試樣強(qiáng)度性能的影響

使用鋼渣制磚的過程中， 強(qiáng)度主要來源于膠凝材料， 膠凝材料的種類和摻量對磚的強(qiáng)度占主導(dǎo)作用。 因?yàn)殇撛钚缘停?要保證磚有較好的強(qiáng)度，須選擇匹配的膠凝材料及其摻量。

3.1.1 膠凝材料種類對試樣強(qiáng)度性能的影響

在鋼渣的級配類型為G2、摻量為82%，膠凝材料的摻量為18%，水固比為0.15，試樣比重等級為1.8 g/cm3條件下，研究膠凝材料種類對試樣強(qiáng)度性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 試樣摻不同膠凝材料時(shí)的抗壓強(qiáng)度

由表4可知：膠凝材料GA的效果最差；膠凝材料GB與GC相比，制品的28 d強(qiáng)度僅低0.22 MPa，但GB的成本低20%，綜合性價(jià)比考慮，選擇GB膠凝材料。

3.1.2 膠凝材料摻量對試樣強(qiáng)度性能的影響

膠凝材料摻量太少， 產(chǎn)品強(qiáng)度標(biāo)號上不去，摻量太大，不僅增加成本，且對比重及抗凍融循環(huán)等性能產(chǎn)生影響，采用級配類型為G2的鋼渣，使水固比為0.15、試樣比重等級為1.8 g/cm3，研究膠凝材料摻量對制品強(qiáng)度性能的影響，結(jié)果見圖1。

圖1 膠凝材料摻量對制品抗壓強(qiáng)度的影響

圖1表明：摻入18%的膠凝材料GB時(shí)，試樣的28 d抗壓強(qiáng)度較高。 綜合成本考慮，確定膠凝材料GB的摻量為18%。

3.2 鋼渣級配對試樣強(qiáng)度性能的影響

選擇良好的鋼渣級配可改善鋼渣轉(zhuǎn)的強(qiáng)度性能，級配好，同標(biāo)號磚可節(jié)約膠凝材料的使用量，因此，顆粒級配良好是制備優(yōu)質(zhì)磚的關(guān)鍵因素之一。

在鋼渣摻量為60%、 膠凝材料GB摻量為18%、水固比為0.15、 試樣比重等級1.8 g/cm3條件下研究鋼渣級配對樣品強(qiáng)度的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 鋼渣級配對試樣強(qiáng)度性能的影響

由圖2可知：采用G3級配時(shí)，試樣的強(qiáng)度最高，因此，鋼渣級配類型為G3較佳。

3.3 比重對試樣強(qiáng)度性能的影響

試樣的比重對產(chǎn)品性能關(guān)系很大，比重增加，壓力增加，強(qiáng)度會提高，但比重過大，產(chǎn)品重量則不達(dá)標(biāo)，且鋼渣本身比重偏大，因此選擇合適的比重至關(guān)重要，是工藝過程中的重要參數(shù)。 在鋼渣級配類型為G3、摻量為82%，膠凝材料GA摻量為18%，水固比為0.13條件下，研究試樣比重對試樣強(qiáng)度性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 試樣比重對強(qiáng)度性能的影響

由圖3可見：試樣比重增加有利于提高試樣的強(qiáng)度性能，試樣的28 d抗壓強(qiáng)度在比重為2.4 g/cm3時(shí)達(dá)到27.8 MPa，由于比重較大，滿足不了標(biāo)準(zhǔn)要求，需加入輕質(zhì)集料。

3.4 輕集料對試樣強(qiáng)度性能的影響

為制備輕質(zhì)雙免磚，控制比重等級為1.8 g/cm3，在試樣中加入輕質(zhì)集料，制品的強(qiáng)度性能如表5所示。

表5 輕集料對試樣強(qiáng)度性能的影響

由表5可以看出： 輕集料可使試樣的強(qiáng)度性能有明顯的提高；輕集料摻量不變，膨脹珍珠巖效果優(yōu)于浮石；摻量以10%為較佳。

3.5 試樣的其它性能

按GB5101—2003測試的其它性能見表6。

由表6可知，其它測試性能均滿足要求。

4 結(jié)論

表6 試樣的其它性能

利用梅山鋼渣制備環(huán)保輕質(zhì)免燒免蒸磚是可行的，輕質(zhì)免燒免蒸磚抗壓強(qiáng)度達(dá)25.7 MPa，其它性能均滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

[1]衣德強(qiáng)，尤六億，范慶霞.梅山鐵礦尾礦綜合利用研究[J].礦冶工程，2006，26(2):45-47.

[2]尹洪峰，夏麗紅，任耘，等.利用邯邢鐵礦鋼渣制備建筑用磚的研究[J].金屬礦山,2006(2):79-81.