謝智超，汪保印，蔣正武，*

（1.同濟(jì)大學(xué) 先進(jìn)土木工程材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201804；2.同濟(jì)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海 201804）

近年來，現(xiàn)代化工程建設(shè)對(duì)鋼材需求量急劇增加，中國每年鋼材產(chǎn)量已超過10 億t，隨之產(chǎn)生的鋼渣（SS）也超過1.6 億t［1］，但鋼渣的實(shí)際綜合利用率僅為30%［1］，由此所產(chǎn)生的大量未消納廢棄鋼渣不僅占用寶貴的土地資源，還威脅到生態(tài)環(huán)境安全.為實(shí)現(xiàn)中國積極倡導(dǎo)并推動(dòng)的“碳達(dá)峰、碳中和”理念，尋求現(xiàn)有廢棄鋼渣資源高附加值綜合利用的新途徑，實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)及建筑行業(yè)的節(jié)能減排與高效可持續(xù)發(fā)展［2］迫在眉睫.目前，鋼渣的資源化再利用主要有2個(gè)途徑：一是用作煉鋼廠回收的冶煉熔劑；二是采用陳化、改性、碳化、酸化及膜包覆等預(yù)處理方法改善鋼渣體積安定性［3］，將其作為建筑或道路建設(shè)的原材料［4-5］.將鋼渣作為混凝土骨料并應(yīng)用于建筑工程中，不僅可有效提高廢棄鋼渣的綜合利用率，還能極大地緩解建材行業(yè)砂石骨料資源緊缺的現(xiàn)狀.然而，在實(shí)際工程中，未經(jīng)消納處理的鋼渣作為骨料使用時(shí)常存在體積安定性不良的隱患.已有大量報(bào)道［6］顯示，因鋼渣體積安定性不良等問題導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)大面積點(diǎn)狀爆裂，從而產(chǎn)生工程事故.這與鋼渣內(nèi)游離氧化鈣（f-CaO）和游離氧化鎂（f-MgO）持續(xù)且緩慢的水化息息相關(guān).此類現(xiàn)象多發(fā)于樓板、陽臺(tái)等鄰近外墻處，脫落的混凝土塊呈不規(guī)則錐形且爆裂點(diǎn)分布無規(guī)律，崩裂中心多為黑色鋼渣骨料及黃褐色疑似反應(yīng)產(chǎn)物粉體，對(duì)鋼渣骨料在建筑工程中的推廣應(yīng)用產(chǎn)生了極大的負(fù)面影響.因此，實(shí)現(xiàn)鋼渣骨料混凝土（SSAC）體積安定性的快速評(píng)價(jià)并提出有效的抑制措施，對(duì)實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)工程的安全性、可靠性及耐久性具有重要意義.

目前關(guān)于鋼渣骨料混凝土（SSAC）的體積安定性主要集中于試驗(yàn)研究，針對(duì)其對(duì)現(xiàn)有工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響及相應(yīng)抑制技術(shù)的研究并不多見.鑒于此，本文采用圖像分析法，針對(duì)某實(shí)際工程所用的混凝土芯樣中鋼渣骨料的含量（體積分?jǐn)?shù)，下同）及分布建立快速評(píng)估機(jī)制，并采用沸煮法作為快速評(píng)價(jià)摻鋼渣骨料混凝土體積安定性的方法，通過X 射線熒光光譜儀（XRF）、X 射線衍射儀（XRD）、熱重（TG）分析儀、掃描電鏡（SEM）及X 射線能譜（EDS）等分析了摻鋼渣骨料混凝土體積安定性不良的原因，并進(jìn)一步研究了表面涂覆硅烷偶聯(lián)劑（SCA）、聚合物防水砂漿（PWM）及環(huán)氧樹脂砂漿（EM）等防護(hù)措施對(duì)鋼渣骨料混凝土膨脹的抑制效果.

1 工程概況與試驗(yàn)方法

1.1 工程概況

本研究用鋼渣骨料混凝土主要應(yīng)用于商業(yè)住宅的主體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30.混凝土澆筑15 個(gè)月后，在10F、11F 樓板下表面及陽臺(tái)處發(fā)現(xiàn)了局部性爆脹現(xiàn)象，爆點(diǎn)直徑為1～8 cm，相鄰爆點(diǎn)間距為10～80 cm.此外，爆點(diǎn)中心發(fā)現(xiàn)黑色鋼渣骨料及黃褐色及白色疑似反應(yīng)產(chǎn)物粉末.經(jīng)相關(guān)機(jī)構(gòu)檢測(cè)并核驗(yàn)，該爆脹現(xiàn)象不影響建筑主體結(jié)構(gòu)的工程驗(yàn)收與安全使用.通過對(duì)鋼渣骨料混凝土鉆芯，得到10 個(gè)尺寸為φ100×100 mm 的圓柱體鉆芯試樣，并將其中7個(gè)芯樣沿徑向切割均分為四等份試件，用于體積安定性試驗(yàn)，如圖1 所示.

圖1 鋼渣骨料混凝土鉆芯試樣Fig.1 Core sample of SSAC

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 鋼渣骨料的含量及分布

對(duì)切割前的圓柱體芯樣和切割后的四等份試件進(jìn)行拍照整理，采用圖像分析軟件ImageJ 對(duì)其側(cè)面、橫切面及徑切面進(jìn)行灰度分析及二值化處理，獲得鋼渣骨料在混凝土各截面的分布圖并計(jì)算其含量，從而評(píng)估工程所用的混凝土內(nèi)鋼渣骨料含量對(duì)混凝土體積安定性的影響.將鋼渣骨料等效為相同投影面積的圓形顆粒，鋼渣密度取為3.45 g/cm3（鋼渣密度一般為3.3～3.6 g/cm3［5］），推算出混凝土內(nèi)鋼渣骨料的平均等效粒徑和粒徑分布情況.

1.2.2 體積安定性

因無法采用GB/T 1346—2011《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》中的雷氏法及試餅法對(duì)圓柱體芯樣進(jìn)行體積安定性測(cè)試，故以其中的沸煮機(jī)制為參考，采用沸煮法加速芯樣破壞過程，并持續(xù)監(jiān)測(cè)鋼渣骨料混凝土芯樣整體形貌變化及裂縫擴(kuò)展情況.將芯樣放入沸煮箱中，保證在（30±5）min 內(nèi)加熱至沸并恒沸（180±5）min；沸煮過程中沸煮箱內(nèi)的水位始終高于芯樣；沸煮結(jié)束后先將芯樣放入90 ℃熱水中，再緩慢加冷水使試件在15 min 內(nèi)冷卻至室溫.上述過程為1 次沸煮試驗(yàn)，每次沸煮結(jié)束后對(duì)芯樣劣化情況進(jìn)行觀測(cè).

1.2.3 微觀測(cè)試

采用X射線熒光光譜儀（XRF）（型號(hào)XRF-1800）、X 射線衍射儀（XRD）（型號(hào)D/max2550VB3+/PC）、熱重（TG）分析儀（型號(hào)SDT Q600 V20.9 Build 20）、掃描電鏡（SEM）（型號(hào)Quanta200）及X 射線能譜（EDS）等對(duì)鋼渣骨料、黃褐色及白色粉體產(chǎn)物的化學(xué)組成、礦物組成及其微觀形貌等進(jìn)行表征.

1.2.4 表面涂層對(duì)鋼渣骨料混凝土膨脹的抑制效果

本試驗(yàn)選用WM-100 雙組分聚合物防水砂漿（液固比（質(zhì)量比，下同）為2∶5）、瑞納德環(huán)氧樹脂砂漿（液固比2∶5）、USI-6802 硅烷偶聯(lián)劑（溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%）作為混凝土四等份試件的表面涂層材料.3 種涂層材料的用量均為2 kg/m3.選取鋼渣骨料平均含量為15%的四等份試件，按照表面涂層種類分為6 組，分別為對(duì)照組（Control）、聚合物防水砂漿組（PWM）、環(huán)氧樹脂砂漿組（EM）、硅烷偶聯(lián)劑涂層組（SCA），以及內(nèi)層為硅烷偶聯(lián)劑、外層分別為聚合物防水砂漿或環(huán)氧樹脂砂漿（內(nèi)外層質(zhì)量比為3∶7）的復(fù)合涂層組（SCA-P、SCA-E），每組3 個(gè)四等份試件.需要說明的是，試驗(yàn)采用的沸煮機(jī)制與1.2.2 中的體積安定性測(cè)試方法一致.由于鋼渣骨料疏松多孔，吸水率高于天然骨料，其內(nèi)部水分或加劇膨脹反應(yīng)，從而導(dǎo)致四等份試件體積安定性不良，故選用試件的飽和吸水率及初裂時(shí)間（tic）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，以評(píng)價(jià)不同表面涂層對(duì)鋼渣骨料混凝土膨脹的抑制效果.其中飽和吸水率試驗(yàn)參照GB/T 50081—2019《混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行.

2 結(jié)果與討論

2.1 混凝土中鋼渣骨料的含量及分布

本試驗(yàn)基于圖像法，選取3 個(gè)完整芯樣和7 個(gè)切割為四等份試件的芯樣來分析混凝土內(nèi)鋼渣骨料的含量及分布.圖2 為其中切割為四等份試件的3 個(gè)芯樣根據(jù)灰度圖獲得的二值化圖，其中白色色塊為鋼渣骨料，黑色區(qū)域?yàn)樯皾{基體.由圖2 可見，鋼渣骨料集中分布于芯樣中下部區(qū)域.由于鋼渣內(nèi)CaO、SiO2、Al2O3的相對(duì)密度在2.65～3.50 之間，F(xiàn)eO、MnO、Fe2O3的相對(duì)密度在5.24～5.70 之間［1］，鋼渣骨料相對(duì)密度通常大于3，比天然骨料高出10%～30%，所以相對(duì)密度較大的鋼渣骨料在澆筑不當(dāng)或者振搗不均勻時(shí)容易導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)離析或泌水現(xiàn)象，進(jìn)而引起鋼渣骨料的非均勻沉降.由圖2 還可見，不同芯樣之間以及同一芯樣不同區(qū)域中的鋼渣骨料含量差異較大.

圖2 芯樣的二值化圖Fig.2 Binary images of core samples

使用ImageJ 軟件對(duì)二值化圖進(jìn)行分析計(jì)算后，得出鋼渣骨料在芯樣中的含量、鋼渣骨料的等效顆粒粒徑及粒徑分布范圍，結(jié)果如圖3、4 所示.其中徑切面和橫切面的數(shù)據(jù)來自于7 個(gè)切割為四等份試件的芯樣.由圖3、4可知：鋼渣骨料在整個(gè)芯樣中的平均含量約為15%，鋼渣骨料的數(shù)量約為2 377 個(gè)/m2；粒徑范圍在0.6～2.5 mm、2.5～5.0 mm、5.0～10.0 mm和大于10.0 mm 的鋼渣骨料平均含量分別為1.5%、14.0%、54.1%和30.4%，粗、細(xì)鋼渣骨料體積比約為11∶2，可見芯樣中的鋼渣主要以粗骨料形式存在.因鋼渣粗骨料占比越大，對(duì)混凝土造成的損傷越嚴(yán)重［7］，故工程中應(yīng)嚴(yán)格控制鋼渣粗骨料含量，以降低混凝土結(jié)構(gòu)體積安定性不良的風(fēng)險(xiǎn).

圖3 鋼渣骨料在芯樣中的含量及分布Fig.3 Contents and distributions of steel slag aggregate in core samples

2.2 鋼渣骨料混凝土的破壞特征

以鋼渣平均含量分別為8%和20%的鋼渣骨料混凝土為例，展示其破壞特征，見圖5.由圖5 在沸煮過程中的形貌變化、初裂時(shí)間（tic）和破壞時(shí)間（tf）可知：（1）鋼渣骨料含量對(duì)鋼渣骨料混凝土的體積安定性起決定性作用，骨料粉化及混凝土塊崩裂等體積安定性不良的現(xiàn)象均與之密切相關(guān).（2）當(dāng)鋼渣平均含量為8%時(shí)，芯樣的tic和tf分別為15、18 h；當(dāng)鋼渣平均含量增至20%時(shí)，芯樣內(nèi)部膨脹應(yīng)力遠(yuǎn)大于黏結(jié)應(yīng)力，芯樣粉化及崩裂程度加劇，tic和tf分別提前至3、6 h.鋼渣分布的不均勻性加劇了體積不安定性，各爆點(diǎn)引發(fā)的裂縫均可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的整體破壞.

圖4 芯樣中鋼渣骨料的等效顆粒粒徑及粒徑分布曲線Fig.4 Equivalent particle sizes and particle size distribution curves of steel slag aggregate in core samples

由圖5 還可見：部分鋼渣骨料疏松多孔，平均孔徑約為561 μm，與工程現(xiàn)場(chǎng)觀察到的現(xiàn)象一致；黑色鋼渣骨料逐漸粉化為疏松多孔的無黏結(jié)性且無強(qiáng)度的黃褐色及白色粉體，導(dǎo)致鋼渣骨料與漿體界面之間出現(xiàn)裂縫且不斷擴(kuò)展，裂縫平均寬度約為566 μm；當(dāng)裂縫寬度達(dá)到臨界裂縫寬度時(shí)，裂縫失穩(wěn)擴(kuò)展，最終導(dǎo)致芯樣破壞.

圖5 鋼渣骨料混凝土的破壞特征Fig.5 Failure characteristics of SSAC

2.3 沸煮試驗(yàn)中鋼渣骨料混凝土的體積安定性劣化機(jī)理

2.3.1 鋼渣骨料的化學(xué)組成

對(duì)沸煮后芯樣內(nèi)部鋼渣骨料和工程現(xiàn)場(chǎng)取樣的鋼渣骨料及其各自產(chǎn)生的黃褐色粉體進(jìn)行化學(xué)組成分析，結(jié)果列于表1.將其與表2 所列堿性氧氣轉(zhuǎn)爐鋼渣（BOFS）、電弧爐鋼渣（EAFS）以及不同堿度［8］（鋼渣堿度值R=w（CaO）/（w（SiO2）+w（P2O5））鋼渣的組成進(jìn)行對(duì)比.由表1、2 可見：鋼渣骨料的化學(xué)組成主要為CaO、Fe/FeO/Fe2O3、SiO2、MgO、MnO、Al2O3等，其中CaO、MgO、SiO2、Fe/FeO/Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為20%～60%、2%～13%、10%～20%、10%～40%；芯樣內(nèi)鋼渣骨料屬于高堿度鋼渣（R=3.7）及BOFS，鈣硅比為4.54.

表1 鋼渣及黃褐色粉體的化學(xué)組成Table 1 Chemical compositions of steel slag and yellow-brown powder

2.3.2 鋼渣骨料的礦物組成

對(duì)黑色鋼渣骨料、骨料粉化產(chǎn)生的黃褐色粉體及白色粉體的礦物組成進(jìn)行XRD 分析，結(jié)果如圖6所示.由圖6 可見：（1）黑色鋼渣主要由RO 相（MgO、CaO、FeO 及MnO 組成的固溶體）、游離氧化鈣（f-CaO）和硅酸二鈣（C2S）組成；黃褐色粉體中除f-CaO、C2S、RO 相外，還存在Ca（OH）2、鐵酸二鈣（C2F）和赤鐵礦（Fe2O3）；白色粉體主要由方鎂石（游離氧化鎂（f-MgO））、鎂鋁尖晶石、尖晶橄欖石、鈣鎂橄欖石和Mg（OH）2組成.（2）沸煮后鋼渣的主要礦物組成發(fā)生了變化，黃褐色粉體及白色粉體中出現(xiàn)了Ca（OH）2和Mg（OH）2，且RO 相的峰強(qiáng)減小.據(jù)此，初步判定f-CaO和f-MgO的進(jìn)一步水化及方鐵礦的氧化所導(dǎo)致的體積膨脹是芯樣體積安定性不良的主要原因.

圖6 芯樣中鋼渣、黃褐色粉體及白色粉體的外觀和礦物組成Fig.6 Appearances and mineral compositions of steel slag，brown-yellow powder and white powder in core sample

圖7 為芯樣中鋼渣、黃褐色粉體及白色粉體的TG-DTG 曲線.由圖7 可知：黃褐色粉體中含有在435 ℃脫去結(jié)構(gòu)水的Ca（OH）2，白色粉體中含有在382 ℃失去化學(xué)結(jié)合水的Mg（OH）2，故沸煮過程中鋼渣中的f-CaO 和f-MgO 發(fā)生了水化反應(yīng)并生成了Ca（OH）2和Mg（OH）2，與XRD 結(jié)果一致.f-CaO 和f-MgO 進(jìn)一步水化導(dǎo)致的體積安定性不良是制約鋼渣大規(guī)模應(yīng)用的根本原因之一［12］.鋼渣中的MgO 主要以游離態(tài)、固溶態(tài)及化合態(tài)形式存在，游離態(tài)的MgO（即方鎂石）易引起鋼渣混凝土體積安定性不良［13］.若其以化合態(tài)形式存在于鈣鎂橄欖石中，一般不會(huì)影響鋼渣混凝土的體積安定性；但當(dāng)RO 相中的MgO 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于70%［14］或者方鎂石固溶體中m（MgO）/m（FeO+MnO）大于1 時(shí)［15］，鋼渣混凝土的體積安定性就會(huì)不良.鋼渣混凝土的體積膨脹率隨著鋼渣骨料中鐵含量的提高而增大［16］，高堿度和高CaO 含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%～55%）的鋼渣骨料因鐵的氧化或者銹蝕導(dǎo)致混凝土體積安定性不良［17］.芯樣中骨料粉化及混凝土結(jié)構(gòu)體積安定性不良的根本原因主要為f-CaO 和f-MgO 的持續(xù)水化，以及方鐵礦的氧化.

圖7 芯樣中鋼渣、黃褐色粉體及白色粉體的TG-DTG 曲線Fig.7 TG-DTG cuvers of steel slag，brown-yellow powder and white powder in core sample

2.3.3 鋼渣骨料的微觀形貌

芯樣中鋼渣和黃褐色粉體的SEM 照片及EDS分析結(jié)果如圖8 所示.由圖8 可見：黑色鋼渣骨料中含有O、Fe、Mg、Mn、Ca、Al 和Si 等元素，且Ca、Mg、Fe 和O 的含量較高，與XRF 和XRD 結(jié)果一致；黃褐色粉體疏松多孔，界面間的黏結(jié)較弱.由此進(jìn)一步驗(yàn)證了2.3.2 中的結(jié)論，即在f-CaO 和f-MgO 水化反應(yīng)及鐵類化合物氧化反應(yīng)的共同作用下，鋼渣骨料逐漸粉化并最終導(dǎo)致混凝土體積安定性不良.

圖8 芯樣中鋼渣和黃褐色粉體的SEM 照片及EDS 分析Fig.8 SEM images and EDS analysis of steel slag and brown-yellow powder

2.3.4 鋼渣骨料混凝土的體積安定性劣化機(jī)理

綜合分析XRF、XRD 和SEM-EDS 結(jié)果可知：在空氣和水分環(huán)境中，膨脹源組分f-CaO、f-MgO 的水化反應(yīng)及FeO 的氧化反應(yīng)共同促使鋼渣骨料粉化及混凝土結(jié)構(gòu)崩裂；隨著水化反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，Ca（OH）2和Mg（OH）2晶體尺寸逐漸增大，并不斷擠壓周圍水化產(chǎn)物，使基體內(nèi)部產(chǎn)生局部膨脹應(yīng)力，從而導(dǎo)致混凝土具有爆裂風(fēng)險(xiǎn)［7］.

f-CaO 主要來自于煉鋼過程中因引入助熔劑所產(chǎn)生的過剩CaO、部分吸收卻彌散于固溶體中的CaO，以及緩慢冷卻過程中硅酸三鈣（C3S）分解形成的次生CaO；f-MgO 主要來源于爐內(nèi)鎂質(zhì)材料的脫落.鋼渣在1 700 ℃左右煅燒過程中形成結(jié)構(gòu)致密、晶粒粗大的f-CaO（過燒CaO）和f-MgO，兩者水化過程極其緩慢且伴隨著體積膨脹［18］，f-CaO、f-MgO 分別水化成Ca（OH）2、Mg（OH）2時(shí)體積膨脹率約為98%、148%［1，8，14，19］，F(xiàn)eO 被氧化為Fe2O3時(shí)體積增大為原來的2.47 倍［4］.

圖9 為鋼渣骨料的劣化機(jī)理示意圖.由圖9 可見，f-CaO、f-MgO 與水的局部化學(xué)反應(yīng)始于顆粒間的界面區(qū)且導(dǎo)致混凝土內(nèi)部應(yīng)力集中，當(dāng)混凝土表層拉應(yīng)力小于鋼渣中心形成的徑向爆裂應(yīng)力時(shí)，混凝土內(nèi)部界面區(qū)會(huì)產(chǎn)生大量裂縫且喪失結(jié)構(gòu)完整性，進(jìn)而表現(xiàn)為混凝土體積安定性不良.膨脹源組分與水分之間的反應(yīng)速度、程度與約束大小，骨料粒徑，環(huán)境溫濕度及骨料在構(gòu)件中的深度等多重因素密切相關(guān).因此，由鋼渣骨料體積安定性不良所引起的混凝土開裂時(shí)間及嚴(yán)重程度均具有不確定性和難以預(yù)測(cè)性［6］.由2.1 可知，本工程中的鋼渣骨料集中分布于芯樣底部（即樓板底部），因此由鋼渣骨料內(nèi)部f-CaO 與f-MgO 膨脹引起的點(diǎn)狀爆裂現(xiàn)象在樓板底部更為顯著，與工程實(shí)際現(xiàn)象一致.

圖9 鋼渣骨料的劣化機(jī)理Fig.9 Deterioration mechanism of steel slag aggregates

2.4 不同表面防護(hù)涂層對(duì)鋼渣骨料混凝土的膨脹抑制效果評(píng)價(jià)

采用涂層法在SSAC 表面形成致密的防護(hù)層，以阻止SSAC 內(nèi)部活性成分的進(jìn)一步水化.表面防護(hù)涂層采用硅烷偶聯(lián)劑（SCA）、聚合物防水砂漿（PWM）及環(huán)氧樹脂砂漿（EM）.

圖10 為不同表面防護(hù)涂層對(duì)芯樣吸水率（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）及初裂時(shí)間（tic）的影響.由圖10 可見：（1）SCA 比PWM、EM 具有更好的憎水效果，硅烷偶聯(lián)劑-聚合物防水砂漿復(fù)合涂層（SCA-P）和硅烷偶聯(lián)劑-環(huán)氧樹脂砂漿復(fù)合涂層（SCA-E）能夠大幅降低芯樣的早期吸水速率，降幅為46%～47%；PWM、EM 及SCA 將對(duì)照組（Control）的48 h吸水率從10.8% 降至10.5%，甚至5.5%.（2）沸煮試驗(yàn)結(jié)果與吸水率測(cè)試結(jié)果基本一致，表面防護(hù)涂層可將tic延長(zhǎng)71%～149%，且復(fù)合涂層對(duì)tic的延長(zhǎng)效果優(yōu)于單一涂層，表面防護(hù)涂層能夠延緩因鋼渣骨料體積安定性不良所導(dǎo)致的芯樣初裂；但表面防護(hù)涂層處理的保護(hù)效果有限，無法起到長(zhǎng)期防護(hù)作用.

圖10 不同表面涂層對(duì)芯樣吸水率及初裂時(shí)間的影響Fig.10 Effect of various coatings on water absorption rate and initial cracking time of core samples

3 結(jié)論

（1）采用圖像分析法可定量計(jì)算混凝土中鋼渣骨料的含量及分布.混凝土芯樣中鋼渣骨料平均含量約為15%，各粒徑范圍內(nèi)的鋼渣含量為3%～28%，鋼渣骨料分布極其不均勻，粗細(xì)骨料體積比接近11∶2.沸煮法可以作為鋼渣骨料混凝土體積安定性的評(píng)價(jià)方法.沸煮試驗(yàn)后，黑色鋼渣骨料逐漸粉化成無黏結(jié)強(qiáng)度的黃褐色粉體及白色粉體，導(dǎo)致鋼渣骨料與漿體界面之間出現(xiàn)裂縫，并最終引起芯樣破壞.

（2）在空氣和水分環(huán)境中，f-CaO、f-MgO 的水化反應(yīng)及FeO 的氧化反應(yīng)所引起的體積膨脹是鋼渣骨料混凝土體積安定性不良的根本原因.鋼渣骨料在結(jié)構(gòu)混凝土中的應(yīng)用存在較大潛在風(fēng)險(xiǎn).

（3）硅烷偶聯(lián)劑比聚合物防水砂漿、環(huán)氧樹脂砂漿具有更佳的憎水效果.表面防護(hù)涂層雖然可延緩鋼渣骨料混凝土的膨脹反應(yīng)，且復(fù)合涂層抑制效果優(yōu)于單一涂層，但上述3 種表面防護(hù)涂層材料均未能完全抑制鋼渣骨料混凝土的膨脹反應(yīng)，無法從根本上改善其體積安定性.