饶蔚兰，向守信

（1.武汉三源特种建材有限责任公司，湖北武汉 430083；2.中韩（武汉）石油化工有限公司，湖北武汉 430083）

随着我国生产力大幅度提高，工业固废的产量也在快速上升，截至2014 年的数据调查时，工业固废的产量已经达到了32.9 亿吨。传统的工业固废处理方式较为粗放，例如将工业固废当作道路的填充材料、炼钢单位的再造渣材料，部分特殊固废能够作为农业的肥料，有些也能够用于水泥的生产。以钢渣、矿粉为例，可以将其和脱硫石膏、粉煤灰、尾矿等材料进行复合配比，进而能够得到一种矿物复合掺合料，可以应用在混凝土之中，能够有效提高工业固废的利用率，增加附加值，让工业固废能够得到妥善的利用处理，另一方面也能够加强混凝土的各项性能。通过对机械粉磨对混凝土用固废复合掺和料性能进行研究，符合现代绿色、环保的理念，将多种工业固废进行复合撇比形成掺合料，然后应用到混凝土之中，判断使用钢渣、矿粉掺合，对混凝土性能等多方面造成的影响。

1 固废复合掺和料试验

1.1 试验原料

矿渣粉：其密度为 2.88g/m3，7d 活性系数为 95%，28d 活性系数为107%，小磨粉磨比的表面积为450m2/kg，矿渣粉的化学成分如表1 所示。

钢渣粉：其密度为3.18g/m3，小磨粉磨比的表面积为450m2/kg，28d 活性系数为90%，f-CaO 为3.0～5.0，钢渣粉的化学成分如表1 所示。

实验使用的是自磨细粉煤灰，其细度为1.0%，烧失量为3%；脱硫石膏：其小磨粉磨比为450m2/kg，SO3的含量为41.38%；铁尾矿矿粉：其小磨粉磨比为450m2/kg；水泥为金隅永宁水泥P.O 42.5；粗集料为自产石灰石，其表观的密度为2650kg/m3，堆积的密度为1470kg/m3；机制砂其中的石粉含量小于10%，细度模数为2.5～2.8，其表观密度为2710kg/m3，堆积的密度为1550kg/m3。

1.2 复合掺和料制作试验方法分析

通过把钢渣粉、矿渣粉、粉煤灰、脱硫石膏、尾矿等，根据相应的比例来进行复合调配，利用胶砂对不同复合配比情况下其活性指数的变化规律进行检测，根据（GB/T 18046—2008）检测复合掺合料。

通过钢渣、矿粉等复合掺合料C30 混凝土的性能进行试验，方法根据（GB/T 50080—2016）《混凝土拌合物性能试验法》、用钢渣-矿粉复合掺和料制备C30 混凝土力学性能及工作性能试验，实验方法参照（GB/T 50080—2016）《混凝土拌合物性能试验法》、（GB/T 50081—2016）《普通混凝土力学性能试验方法》、（GB/T 50082—2009）《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》来对复合掺和料混凝土开展试验。

2 试验的结果与分析

2.1 钢渣、矿粉复合掺和料的制作

通过把钢渣分、矿渣粉以及其他工业固废根据相应的比来来进行复合配比得到矿物复合掺合料。通过对表2 分析可知，由于钢渣粉的掺量上升，该符合掺合料的活性会随之上升，造成这样的原因为在钢渣粉中含有C3S、C2S，其经过水化会释放出Ca（OH）2，会加快矿粉的水化反应，进而确保整个的碱度系数；在矿渣粉进行水化的时候，会从钢渣粉中吸收游离氧化钙以及游离氧化镁，与此同时也会降低混凝土由于不均匀膨胀而造成开裂的概率，进而做到钢渣粉、矿渣粉之间的相辅相成，优势互补[1]。

表2 钢渣、矿渣复合掺和料配比例分析以及活性结果对比

表3 C30 混凝土性能试验分析

表5 混凝土抗冻性试验结果对比

2.2 钢渣、矿粉复合掺和料对混凝土性能的影响

表3 为混凝土的工作性能以及力学性能试验数据结果。通过利用复合掺合料能够制作28d 抗压强度38MPa 以上，超出初始坍落度200mm 的C30 混凝土，和基础标准混凝土进行对比，通过添加符合掺合料的混凝土均超出初始的坍落度5～15mm[2]。

通过对表3 的实验数据结果分析能够发现，当加入复合掺合料之后，混凝土发生的塌落效果较为良好，普遍在210mm 之上，要比添加矿粉的效果稍微好一些，在1h 的时候基本和基础标准相同，但凝结的时间相对较长，整体的工作性能和添加矿粉的数据基本相同，其中加入的复合掺合料构成为潜在水硬性胶凝材料、火山灰活性材料，其中早强矿物相对较少，水化速度较慢，伴有缓凝的效果，有效的降低了塌损，同时复合掺合料中加入了少量的粉煤灰，因而要比单独加入矿粉效果更佳显著[3]。当添加复合掺合料值周，7d 的强度平均数值与基准数值基本相同，水化速度较慢，主要凭借水泥、钢渣水化反应产生的氢氧化钙来激活反应进而形成水化矿物，但钢渣粉之中的硅酸钙含量相对较少，而且大部分都是C25，早强矿物相对较少，会导致混凝土的凝结时间稍微超出基准水泥的凝结时间[4]。

2.3 钢渣、矿粉复合掺和料对混凝土耐久性能的影响

对混凝土耐久性进行的试验，其试验结果如表4 所示。

表4 混凝土耐久性试验分析

对表4 分析可知，当添加钢渣粉、矿渣粉复合掺合料之后，混凝土在早期进行收缩的效果要小于基准，由于复合掺合料中的主要成分为钢渣粉以及矿粉，钢渣粉之中含有大量的游离氧化钙和游离氧化镁，能够有效的降低混凝土膨胀收缩率，进而保障早期混凝土的稳定性，防止出现开裂的情况[5]。

通过对表5 分析能够发现，添加复合掺合料的混凝土数值与基准数值都能够符合国家相关的标准要求，经过对比发现，添加复合掺合料的混凝土质量损失比例、强度损失比例都要小于基础混凝土，而抗冻性能却要超出基准混凝土，造成这样的情况主要与混凝土的结构有着直接的联系[6]。

3 总结

综上所述，通过对机械粉磨对混凝土用固废复合掺和料性能的影响进行试验，以钢渣、矿粉以及其他工业固废为例，发现通过合理的配比工业固废掺合料，具有早强矿山较少，水化速度缓慢、伴有缓凝效果，利用钢渣粉能够极大的提高混凝土的稳定性，进而降低开裂的概率，而且能够拥有更高抗冻性能。另一方面，这些材料均为工业固废，其价格要远远低于矿粉，能够有效的降低混凝土成本费用。