婁躍恒，劉先國，孫琳，王松亮

（徐州中聯(lián)混凝土有限公司，江蘇 徐州 221100）

0 前言

泡沫混凝土作為一種新型節(jié)能環(huán)保建筑材料，是通過各種物理或化學(xué)的發(fā)泡方法將氣體引入混凝土漿體中，經(jīng)養(yǎng)護(hù)形成含有大量細(xì)小的均勻封閉氣孔的混凝土制品。泡沫混凝土因其質(zhì)地較輕，且具有良好的抗震、隔音、耐火、隔熱保溫、防水等性能，常作為填充、吸能、吸聲或防火等材料廣泛應(yīng)用于工業(yè)、民用建筑及城市建設(shè)領(lǐng)域[1,2]。

鋼渣是煉鋼的副產(chǎn)品，我國鋼產(chǎn)量長(zhǎng)期位居世界首位，由此產(chǎn)生的廢棄鋼渣數(shù)量巨大，不僅對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，且占用大量土地。近年來，善用資源、保護(hù)環(huán)境成為我國基本國策，對(duì)廢棄鋼渣的回收再利用越來越受到國家重視。廢棄鋼渣的回收再利用目前主要集中在建筑行業(yè)，研究鋼渣作為摻合料在泡沫混凝土中的應(yīng)用對(duì)鋼渣的回收再利用有積極意義[3,4]。

1 原材料

（1）水泥：淮海中聯(lián) P·O42.5 水泥，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量比 28.2%，28d 抗壓強(qiáng)度 54.1MPa。

（2）粉煤灰：國華Ⅰ級(jí)灰，45μm 方孔篩篩余6.8%，28d 活性指數(shù) 79%。

（3）水：市政自來水。

（4）發(fā)泡劑：鄭州鵬翼化工 QW-100 水泥發(fā)泡劑，發(fā)泡倍數(shù) 20。

（5）鋼渣：馬鋼轉(zhuǎn)爐鋼渣，堿度 3.2，粉磨至比表面積為 450m2/kg。

2 試驗(yàn)方法

將發(fā)泡劑與水以質(zhì)量比 1:20 混合，經(jīng)高速攪拌機(jī)攪拌發(fā)泡，混入由水泥、礦物摻合料和水預(yù)拌均勻的漿體中，攪拌制成泡沫混凝土拌合物，檢測(cè)混凝土相關(guān)性能。試驗(yàn)所用理論配合比如表1 所示。

混凝土抗壓強(qiáng)度、干密度、收縮性能的檢測(cè)試驗(yàn)參照 JG/T 266—2011《泡沫混凝土》及 GB/T 11969—2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗(yàn)方法》的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

表1 試驗(yàn)用理論配合比 kg/m3

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 鋼渣粉摻量對(duì)泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

以試驗(yàn)所用理論配合比為基準(zhǔn)，采用膠凝材料摻量 0%、10%、20%、30%、40%、50% 的鋼渣粉替代水泥，配制混凝土并檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度，結(jié)果如表2 和圖1 所示。

表2 泡沫混凝土 28d 抗壓強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果

圖1 鋼渣粉摻量對(duì)泡沫混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

由圖1 可知，混凝土的 28d 抗壓強(qiáng)度隨著鋼渣粉摻量的增加而降低。鋼渣是煉鋼過程中礦物經(jīng)高溫煅燒形成的產(chǎn)物，冷卻后，其中具有潛在水硬活性的礦物組分形成了致密的玻璃態(tài)物質(zhì)，限制了其活性的激發(fā)，導(dǎo)致鋼渣粉的早期水化活性較差，混凝土的抗壓強(qiáng)度隨之降低[5]。

3.2 鋼渣粉摻量對(duì)泡沫混凝土干密度的影響

按照 3.1 中配合比配制泡沫混凝土，干密度檢測(cè)結(jié)果如表3 和圖2 所示。

表3 泡沫混凝土干密度檢測(cè)結(jié)果

圖2 鋼渣粉摻量對(duì)泡沫混凝土干密度的影響

由圖2 可知，隨著鋼渣粉摻量的增加，混凝土的干密度呈上升趨勢(shì)，但上升幅度并不大。作為礦物摻合料，鋼渣粉的密度大于水泥，其摻量的增加導(dǎo)致混凝土干密度的上升；但兩者密度差距不大，故干密度的上升幅度較小。

3.3 鋼渣粉摻量對(duì)泡沫混凝土收縮性能的影響

混凝土的耐久性能與混凝土的體積穩(wěn)定性有直接關(guān)系。以理論配合比為基準(zhǔn)配合比，檢測(cè)鋼渣粉以不同摻量取代水泥對(duì)混凝土收縮率的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表4 和圖3 所示。

表4 泡沫混凝土收縮率檢測(cè)結(jié)果 %

圖3 鋼渣粉摻量對(duì)泡沫混凝土收縮性能的影響

結(jié)果表明：混凝土的收縮率隨齡期增長(zhǎng)而增加，隨鋼渣粉摻量的增加而降低。混凝土的收縮主要來源于水泥水化反應(yīng)造成的化學(xué)收縮和自收縮，水泥用量降低，水化反應(yīng)造成的化學(xué)收縮和自收縮隨之降低；且鋼渣中含有少量 f-CaO 和 f-MgO，在水泥水化過程中產(chǎn)生微量膨脹，可在一定程度上補(bǔ)償混凝土的收縮[5,6]。

4 結(jié)論

（1）鋼渣粉可以作為制備泡沫混凝土的礦物摻合料；隨著鋼渣粉摻量的增加，混凝土的抗壓強(qiáng)度降低，干密度提高。

（2）摻入鋼渣粉可以降低混凝土的收縮率，提高混凝土體積穩(wěn)定性，從而增加混凝土的耐久性能。