硅酸盐水泥对钢渣-矿渣基复合胶凝材料的活性激发及耐水性的影响研究.pdfVIP

硅酸盐水泥对钢渣-矿渣基复合胶凝材料

的活性激发及耐水性的影响研究

2中铁四局集团有限公司，合肥230021

摘要:本文利用钢渣和粒化高炉矿渣粉（简称矿粉）为主要成分，普通硅酸

盐水泥为碱性激发剂，制备出了一种钢渣-矿渣复合胶凝材料（简称SSC），通过

对其力学性能和微观形态进行表征，得出以下结果：SSC胶凝材料的胶砂试样抗

压强度在水泥掺量为30%，达到最高36MPa；软化系数在水泥掺量为30%时，达到

最大值0.94，其吸水率随着水泥增加呈现出下降的趋势；SSC胶凝材料体系的主

要水化产物为C-S-H和C-A-H凝胶。

关键词：钢渣；水泥；胶凝材料；抗压强度；软化系数；吸水率

我国是世界上最大的钢铁生产国与产出国。冶炼钢铁过程中产生的冶金固体

废弃排放物称为钢渣。我国每年的钢渣产生量约2亿吨，且每年以10%的速度在

递增[1]。但我国钢渣的利用率不高，导致大量钢渣堆存在地面上，占用大量的土

地的同时，也对堆场的周边环境产生了严重的影响。钢渣的主要矿物成分为硅

[2]

酸三钙（CS）、硅酸二钙（CS），这与普通硅酸盐水泥的矿物成分相似[3]。近

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年来，不少研究学者对钢渣作为胶凝材料进行了大量的研究，因此钢渣在一定程

度上可以被认为是一种放错的资源。刘淑贤等[4]人研究发现在钢渣与矿渣复合作

为胶凝材料时，在钢渣与矿渣质量比为1∶1时，所测得的复合胶凝材料的砂浆

强度28d抗压强度达到了43MPa。王梦琪等人研究了不同激发方式以及不同的

[5]

碱性激发剂对钢渣-矿渣胶凝材料的抗压强度影响，其研究指出在使用物理-化学

复合激发下，能够最大化激发钢渣基胶凝材料的活性，砂浆的28d抗压强度最高

达到了55MPa。可以看出对于钢渣用于复合基胶凝材料的砂浆28d抗压强度可以

达到普通硅酸盐水泥，但是研究中对对钢渣基复合胶凝材料的耐水性能以及水化

机理鲜有有相关的研究报道。因此笔者在此以钢渣和矿粉为主要原料，普通硅酸

盐水泥为碱性激发剂制备钢渣-矿渣复合基胶凝材料（以下简称“SSC”），探究

了SSC砂浆试样的力学和耐水性能，并对其水化机理开展一定探究。

1试验方法及原材料

1.1原料

P.O42.5级普通硅酸盐水泥，合肥长丰海螺水泥有限公司生产；

S95矿粉，马钢嘉华新型建材有限公司生产；

钢渣，马钢集团第三炼钢厂产生的钢渣，需要将钢渣进行球磨至45um筛余

小于10%；

Ⅱ级粉煤灰，宁夏火力发电厂生产。原材料的主要化学成分见表1。

表1试验原料的化学组成

原w(Caw(Siw(Al2w(Fe2w(Mgw(S

料O)/%O)/%O)/%O)/%O)/%O)/%

2333

P

·O59.722.02.1

9.653.031.68

42.5053

水泥

矿38.832.21.6

17.980.456.11

粉928

钢48.314.6