摘 要

钢渣作为一种重要的工业废料现在被广泛用于水泥掺料中，不仅是一种广泛廉价的原料，我们通过分析其主要化学组成和矿物组成，还可以研究其对水泥性能影响，来确定其在水泥中掺量和用途。本文对以熟料和磷渣为主要原料，钢渣作为添加剂，再加入其他激发剂做出的混凝土进行的一系列研究。研究表明，钢渣掺量越高，混凝土的强度越低，如8#和9#之间的对比，8#比9#少5%的钢渣，但其强度比9#高出6%，凝结时间数据表明，钢渣含量越高，凝结时间越长，10%掺量的钢渣比5%掺量的钢渣多出30min。化学结合水结果表明，钢渣含量越高，结合水增幅越少，10%含量的增幅为11.3%，5%含量的增幅为13.2%，XRD表明钢渣含量越高，C3S含量越高，混泥土水化越慢，因此钢渣会推迟水泥水化速率。

关键词：钢渣；混凝土；激发剂

Abstract

Steel slag as a kind of important industrial waste now is widely used in cement admixture is not only a wide and cheap raw material, we the main chemical composition and mineral composition analysis, can be used to study the influence on the performance of cement to determine its in the cement dosage and application. This paper of clinker and phosphorus slag as the main raw materials, steel slag as additive, then add other activator to make concrete a series of research. The increase of content of more than 9# less than, the contrast between and the lower amount of concrete to the clinker with phosphorus slag as the main raw materials, steel slag as additive, and then add in the rest of the activator to make a series of studies. The study showed that the steel slag is higher and higher, the concrete strength, such as 8# 9# 8# 9# 5% steel slag, and the intensity ratio higher than 6%, the setting time data showed that the content of steel slag is higher and higher, the setting time is long, adding 10% the amount of steel slag mixed with 5% steel slag 30min. Chemical combined water results showed that the content of steel slag is higher with water increases less, 10% increase of 11.3%, 5% content of 13 XRD,.2% shows that the higher the content of steel slag, the higher the C3S content, the more slowly the water mixed with soil, so the steel slag will delay the rate of hydration of cement.

Key Words：Steel slag；Concrete；Activator

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.1.1研究对象 1

1.1.2国内外钢渣利用现状 2

1.2钢渣在混凝土中应用现状 3

1.2.1钢渣水泥 3

1.2.2钢渣矿物掺和料 4

1.3研究内容 5

1.3.1钢渣基本性质 5

1.3.2钢渣掺和料性能研究 6

1.4研究目的和意义 8

第二章 实验原材料与掺钢渣混凝土制备 10

2.1实验原材料与方案 10

2.1.1钢渣矿粉 10

2.1.2其它原材料 10

2.1.3实验设备 10

2.2实验方案 10

2.2.1制备材料（砂浆和净浆） 10

2.2.2性能测试 11

2.2.2 性能测试 12

2.2.3.水泥标准稠度及凝结时间的测定 12

第三章 结果与分析 14

3.1化学结合水测定 14

3.2微观分析测试 15

第四章 结论 18

参考文献 19

致 谢 21

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1研究对象

钢渣主要由铁、钙、镁、硅和少量铝、磷、锰等氧化物组成。主要矿物硅酸钙，钙和镁蔷薇辉石、钙镁橄榄石、硅酸钙、铝、铁、钙及氧化形成的固体熔化和混合少量的游离氧化钙和铁，氟磷灰石材料有的地区矿石中因为含有钛和钒，钢渣中也含有微量的这些成分。钢渣中各成分的含量因生产工艺不同而不同。此外，由于钢渣成分的波动较大，其性能非常不稳定，因此在实际应用中并没有得到很好的应用。

在第二十世纪初，开始对钢渣的利用进行研究，但由于其主要成分波动较大，所以长期以来无法得到实际的应用。在70年代初，美国开始利用其1750万吨钢渣的年排放量。目前，在德国，绝大多数的钢渣已被使用。英国和法国等国的钢渣利用率约为60%，日本约为50%，而中国的利用率约为10%。使用钢渣的主要用途是不同的。每年在美国排放的70%的钢铁渣作为铁的熔炼剂加入烧结，或直接进入高炉，在钢铁厂的内部循环使用。在钢渣的成分中，钙、铁、锰和镁（占钢渣总量4/5）可以通过除去有害的磷和硅（没有使用价值）来利用。而含硫、磷作为熔炼剂的钢渣，会降低高炉的利用系数，并且升高了焦炭率。法国、德国、加拿大等国家都有这种钢渣作为道路材料的铁路道碴。该做法是将3至6个月后的钢渣处理，以稳定后的使用量。这种钢广泛应用于道路路基的结构，垫层，特别适用于沥青混合料路面的路面层。钢渣路，具有强度高，耐磨性好，抗滑性好，耐久性好，维修保养，成本低等一系列的优点。高磷钢渣作为肥料来使用，在西欧国家有着悠久的历史。钙、硅、锰、微量元素的肥料，可作为有机肥在酸性土壤发挥作用。各种钢渣可用于填坑、回收材料。我国目前生产的少量钢渣水泥，采用转炉钢渣，高炉矿渣50%左右，石膏10%，钢渣水泥粉磨无熟料，或约15%水泥熟料代替钢渣粉磨低熟料水泥。在中国的一些地方，钢渣是用来生产白钢水泥的。日本，德国，使用钢渣作为水泥原料，可节约能源。此外，钢渣还可以制成砖、瓦、碳化等建材等。

目前，钢渣的应用方向主要是在路基工程、沥青混凝土骨料和工程回填等方面，但在水泥混凝土中的应用不到其总利用率的10%。近年来，人们主要探讨了钢渣胶凝的激励机制和制备新材料的可行性，但对水泥混凝土的耐久性和力学性能的影响钢渣的理论不够系统和深入，因此，加强理论研究尤为重要，钢渣的回收利用提供知识基础和数量巨大、分布广泛的钢渣作为水泥混凝土中的应用的矿物掺合料成为现实，在巨大的经济效益，同时也有利于保护环境，节约资源和能源，实现对水泥混凝土的原材料的可持续发展。

1.1.2国内外钢渣利用现状

由于钢渣存在质地硬和低水活性，化学成分波动等特点，所以钢渣利用率，特别是在高附加值的利用率一直比较低，即使在发达国家在世界上也是如此。据统计，在2000年，中国的钢铁年排放量已达到1000万吨，但回收率是80%。从数字分析来看，中国的钢渣利用率不低，但事实上，钢渣的利用率并不理想，许多钢铁炉渣采取粗劣的处理方法。据初步估计，我国每年利用钢渣的情况是回炉烧结120万吨，筑路用250万吨，回填料200万吨，回收配置成水泥40万吨，作其他建材约10万吨，年利用量约620万吨，根据资源利用有效性的评价，中国的钢铁渣实际利用率只有约40%。