钢渣－磨细粉煤灰复合矿物掺合料对混凝土性能的影响

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发布时间：2021-09-14

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钢渣一磨细粉煤灰复合矿物掺合料对混凝土性能的影响
王醅，王强，杨建伟，王栋民
(1．中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院，北京100083；
2．清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室，北京100084)
摘要：为了提高钢渣作为矿物掺合料在混凝土中的利用率，研究了掺入磨细粉煤灰对钢渣混凝土性能的改善效果。研究结果
表明：在高水胶比情况下，复合矿物掺合料混凝土抗压强度明显高于钢渣混凝土，可以接近纯水泥混凝土；磨细粉煤灰含量较高
时(40％)后期抗渗透性能优于纯水泥混凝土。在低水胶比情况下，磨细粉煤灰含量较低时(30％)抗压强度可以接近纯水泥混凝
土，含量较高时(40％)抗压强度超过纯水泥混凝土；混凝土的后期抗渗透性能优于纯水泥混凝土。
关键词：钢渣；磨细粉煤灰；抗压强度；渗透性
中图分类号：TU528．041 文献标志码：A 文章编号：1002—3550(2015)o5—0079—04
Influence of steel slag·-superfine fly ash composite mineral admixture o11 the prope rties of concrete
WANG Zhe ，WANG OJang ，YAu~G]ianwei ，WANG Dongmin
(1．School ofChemical and Environmental Engineering，China University ofMining and Technology(Beijing)，Beijing 100083，China；
2．Key Laboratory of Civil Engineering Safety and Durability of China Education Ministry，
Department of Civil Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，China)
Abstract：The improving effect of adding superfine fly ash on the properties of the concrete containing steel slag was investigated in or—
der to enhance the utilization ratio of steel slag as the mineral admixture in concrete．The results show that in the case of high water
binder ratio，the compressive strength of the concrete containing complex binder is much higher than that of the concrete conmining steel
slag an d even close tO that of the pure cement concrete． e long—term chloride permeability of the concrete containing complex binder
with high supe rfine fly ash content is lower to that of the pure cement concrete．In the case of low water binder ratio，the compressive
strength of the concrete containing complex binder witl1 low superfine fly ash content is close to that of the pure cement concrete．and
the compressive s~ength of the concrete containing complex binder with high superfine fly ash content is higher than that of the pure ce—
ment concrete，and the long—term chloride perm eability of the concrete containing complex binder is lower than that of the pure cement
concrete．
Key words：steel slag；superfine fly ash；compressive sgength；permeability
0 引言
随着我国经济和混凝土技术的发展，自2007年起我
国混凝土生产总量就稳居世界第一 J ，预拌混凝土产量
更是以每年超过20％的增长率快速增长，2013年超过l1
亿t 。但水泥生产会消耗大量的自然资源和能源，还会造
成粉尘污染以及排放CO 、CO、NO 等气体。在现代混凝
土技术中以工业废渣为主的矿物掺合料已成为混凝土不
可缺少的组成材料。矿物掺合料的加入在节约混凝土行业
水泥用量的同时还可改善混凝土的一些性能。
钢渣是炼钢过程排出的废渣，主要由钙、铁、硅、镁和
少量铝、锰、磷等的氧化物组成，主要的矿物相为RO相
(CaO—FeO—MgO—MnO固溶体)、硅酸三钙、硅酸二钙、
铁铝酸钙等。钢渣的某些矿物相组成和硅酸盐水泥熟料
收稿日期：2014—10—14
基金项目：国家自然科学基金资助项目(51278277)
相近，但钢渣的加入却对混凝土的某些性能有着不利的影
响。这主要是因为钢渣在形成过程中冷却速度较慢，导致
晶体较完整的发育，造成钢渣活性较低；并且不同于硅灰、
粉煤灰水化会消耗水泥水化生成的ca(OH) ，钢渣在水
化过程中生成Ca(OH) ，而Ca(OH) 是造成混凝土体
系过渡区疏松多孑L的重要原因之一，因此钢渣的加入无法
起到改善界面过渡区的效果。所以掺入钢渣往往会降低混
凝土强度、抗氯离子渗透性能等--，。
粉煤灰是煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是目前
使用量最大的矿物掺合料之一。粉煤灰对混凝土宏观性能
有很多有利的影响，包括改善新拌浆体和易性、降低水化
热、减少干燥收缩、提高后期强度、加强后期耐久性
等。磨细粉煤灰是将原状粉煤灰进一步粉磨制成的
一种材料，经过粉磨可以使粉煤灰的颗粒破碎，并释放