大掺量锰铁合金渣混凝土的试验研究

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发布时间：2021-09-09

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大掺量锰铁合金渣混凝土的试验研究
王一靓’，陈平1,2，刘婷’，刘荣进’
(I．桂林理工大学材料与化学工程系，广西桂林541004；2．有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室，广西桂林541004)
摘要：通过正交试验，研究用水量、砂率、锰渣掺量、锰渣比表面积、减水剂掺量5因素对锰铁合金渣混凝土的强度、工作性能的影响规
律。给出了利用锰铁合金渣制备混凝土的适宜配合比：水量176 kg／m ，砂率38％，锰渣掺量40％，锰渣比表面积450m g，减水剂掺量
1．8％。根据正交试验的结果，分析了各掺合料之间的最佳组合，以及每种掺合料影响的显著性。
关键词：锰铁合金渣；混凝土；配合比；正交试验
中图分类号： TU528．041 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2010)05—0064—03
Experimental research of concrete with large percentage ferromanganese slag
w4NG yj—liang ．CHENPing1,2 L／UTing ．L1URong-jin
(1．DepartmentofMaterials andChemist~Engineering，GuilinUniversityofTechnology，Guilin 541004，China；
2．Key Laboratory ofNew Processing Techn ology for Nonferrous Metals an d Materials Constituted
byMinistryofEducation，GuilinUniversityofTechnology，Guilin 541004，China)
Abstract： Byusingtheorthogonaltest，theinfluence regulationofsomefactorsOil．the strength andworkabilityoftheferromanganese slagCOP-一
crete was studied．The result shows that the suitable content ratio of ferromanganese slag concrete is that water 1 76 kg／m the ratio of the sand is
38％，the ratio offeromanganese slag is 40％，the surface area offerromanganese is 450 m ，the ratio ofwater-reducing admixture is 40％．Ac—
cording tO practical test data，the best mix ratio and the influence significance ofall mix materials are analyzed．
Key words： errornanganese slag；concrete；mix ratio；orthogonal test
0 引言
绿色混凝土与普通混凝土相比具有资源和能源消耗少、对
环境污染小和循环再生利用率高的优越性。是可持续发展的重
要发展方向【11。大量利用工业废渣是绿色混凝土的主要特点(21。
锰铁合金渣(锰渣)作为生产锰铁合金的副产物，被当作工业废
弃物堆积、填埋，所以将其作为混凝土掺合料有效的资源化利
用具有重要意义。但利用锰渣做混凝土掺合料的性能试验和详
细研究分析相对较少，在一定程度上限制了锰渣的利用，因此，合
理选择锰渣用量及制备混凝土工艺等方面需要进行深入研究。
本研究采用正交设计原理对锰渣混凝土的性能进行试验，
研究各组分对混凝土工作性能和力学性能的影响。同时找出满
足混凝土工作性能和力学性能的最优配合比，确定适宜配合比，
进行机理分析，揭示相应规律以指导实际生产。
1 试验
1．1 原料
(1)水泥：海螺集团(桂林)水泥有限公司生产的P·O 42．5
级水泥；
(2)砂：桂林本地河砂，细度模数2．80；
(3)石子：5～30lnfl连续级配；
(4)水：自来水；
收稿日期：2009—12—30
基金项目：广西重点实验室开放基金项目(桂科~063006—5C一01)
· 64 ·
(5)高效减水剂：桂林市盛立混凝土外加剂有限公司产NSO 13-
萘磺酸甲醛高缩物钠盐高效减水剂，减水率1 5％～20％；
(6)锰渣微粉：桂林康密劳铁合金厂排放的高炉水淬锰铁
废渣，外观浅绿色或棕黄色，呈疏松不规则颗粒状，露天稍有
结块，易磨性差，平均粒径在3 mm以下，松散密度700 kg／m3，
堆积密度2870kg／m，，含水率较高，一般在5 左右；颗粒呈多菱
角状，表面致密，粗颗粒含量较多。主要化学成分见表1。锰渣
在温度为105℃下烘干至含水率小于1％，取5 kg干料粉磨放人
+5oommx500mm的试验小磨中粉磨，分别粉磨至比表面积350、
400、450、500 mVkg。
表1 主要原材料的化学成分％
名称 A1203 SiO2 Fe2O3 CaO MgO SO3 MnO Loss
锰渣 l6．42 24．05 1．23 37．26 6．52 0．48 9．4 O．72
1．2 锰渣的XRD 分析
锰渣XRD(图1)分析曲线可以看出，晶相形成不明显，说
明结晶程度不高，大部分组分是以玻璃态存在的，少部分晶体
物质通过显现的峰值分析发现锰渣中含有矽卡岩类矿物(主要
矿物成分有石榴子石、辉石、透辉石、绿帘石或上述共熔体等)、
钙锰辉石、镁蔷薇辉石[3]和少量的硅酸二钙。其中，由矽卡岩类
矿物化学式可知，此类矿物与沸石类矿物成分相近，推测：锰
渣中已存在的此类晶体结构结构稳定，不易破坏，但是分子结
构孔隙大且规律，有吸水倾向，而且阳离子在特殊条件下易