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钢渣粉配制混凝土复合掺合料的试验及研究

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1、前言

我国混凝土目前仍然面临着高水泥用量的现象，不仅会造成

自然资源的浪费，同时带来能源和环境污染问题，不利于混凝土

的可持续进展。如何将混凝土进展成绿色材料呢？近年来国外已

经有人在研究低水泥用量的混凝土，国内吴中伟院士也提出了

“环保高效水泥基材”的命题，要做到这个目标，必须多使用高

细磨的矿物掺和料（工业废料为主），也就是通过高效活性矿物

掺合料来改善混凝土性能，减少水泥用量，进展高强高性能的混

凝土。

目前，一般搅拌站使用较广泛的活性矿物掺和料主要有两种，

它们是粉煤灰、矿渣粉。而我国钢铁产业每年排放的大量固体废

渣中，钢渣排放量也近上亿吨，而钢渣经过磨细后作混凝土活性

混合材使用的却不多。依据吴中伟院士生前积极倡导的复合化是

材料进化的主要途径之一的科学新思想，我们采纳矿粉、钢渣粉、

粉煤灰、石灰石粉复合，配制复合混凝土掺合料，充分利用多种

组分活性矿物掺合料的性能超叠加效应(即1+2≥3)，充分发挥

其优良特性的组合效果，既可克服单一品种的性能缺陷，降低混

凝土生产成本，制备绿色高性能混凝土，又可以变废为宝，节约

资源，实现建材行业可持续进展。

2、原材料及试验方法

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2.1原材料

（1）水泥

试验选用南通海门海螺水泥有限公司生产的海螺P.O42.5

水泥，其技术性能指标见表1。（2）粉煤灰

粉煤灰选用南通华能电厂的Ⅱ级粉煤灰，细度（0.045mm

筛余）为20％，需水量比102％，烧失量3.2％，SO3含量1.3％，

含水率0.2％。

表1水泥物理性能指标

（3）矿粉

矿粉选用沙钢S95矿渣粉，其比表面积为420m2/kg，密

度2.92g/cm3，流动度比为102％，7d活性指数为81％，28d

活性指数为106％，含水率0.2％。

（4）钢渣粉

钢渣粉选用马钢钢渣粉，其比表面积为430m2/kg，密度

3.19g/cm3，流动度比为101％，7d活性指数为65％，28d活

性指数为83％，含水率0.2％。钢渣粉的化学组分见表2。

表2钢渣的主要化学成分

（5）细骨料

细骨料用天然河砂，细度模数2.6，筛底6％，含泥量1.1％，

泥块含量为0％，表观密度为2620kg/m3，堆积密度为

1590kg/m3。

（6）粗骨料

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粗骨料采纳5～16mm、16～31.5mm的碎石二种级配，

二者比例为3：7，混合后满足5～31.5mm的连续级配要求，

含泥量为0.5％，泥块含量为0％，针片状颗粒含量为6.2％，

压碎值指标为7.2％，表观密度为2710kg/m3。

(7)外加剂

外加剂用海门浦发建材生产的PH-Ⅰ型高效缓凝减水剂，减

水率﹥15％，净浆流动度﹥180mm。

2.2试验方法

（1）试验目的

用钢渣粉作为混凝土掺合料，将钢渣粉和矿粉按不同比例混

合，根据各种材料复合的相互激发叠加效应，粉料微颗粒的相互

填充效应，用矿粉、钢渣粉、粉煤灰三种复合在一起，取长补短

的，充分发挥各种掺合料的作用，制取一种混