冶金废渣及其综合利用钢渣

钢渣在道路工程中的应用研究 武钢冶金渣公司朱跃刚陈仁民东莞城建筑工程公司梁润红 由于钢铁生产技术的提高和发展 导致大量钢渣弃置堆积 堆积钢渣形成渣山 既污染环境又占用大量的土地 为了适应钢铁工业发展的需要 必须消除渣害 钢渣 矿渣和粉煤灰被统称为三大工业废渣 但钢渣的利用率远低于矿渣和粉煤灰 通常钢渣用来做填料 或者用来烧制水泥 总体而言利用率不高 钢渣中含有一定数量的水泥熟料的主要矿物C2S C3S等 具备可用作水泥混合材和混凝土掺合料的条件 钢渣在道路工程应用的主要问题 钢渣的主要物理力学性能虽能满足道路工程对集料的要求 但不能据此认为钢渣即可毫无问题地在道路工程中应用 存在的主要问题是 1 钢渣的稳定性不良a 游离氧化钙的消解b 当钢渣内含硫量 3 时 和与水反应和 体积增大 c 硅酸盐晶体转化d 氧化镁消解 1 2钢渣的密度过大钢渣的密度为3 5g cm3左右 是普通石料的1 2 1 4倍 钢渣用于道路工程中 其运输 搅拌 摊铺时的能耗要增加10 左右 另外 由于钢渣的密度较大 在地基承载力不足的软土地区不宜使用 1 3钢渣对环境的影响钢渣的成分复杂 某些特种钢的钢渣内含有有害物质 用这类钢渣筑路 会对道路沿线的环境造成影响 钢渣在道路工程应用的可能性 1 钢渣多棱角的表面特性优于天然砂石 呈碱性与沥青有好的亲合力 破碎钢渣适宜于沥青混合料 钢渣沥青混合料具有耐久性 抗滑性 透水性 抗冻性等 有好的路用特性 2 钢渣用于道路工程危害是它膨胀与粉化 解决钢渣膨胀与粉化的关键是 a 控制钢渣的最大粒径 b 设置合适的孔隙率 c 控制钢渣内 尤是大粒径钢渣 游离氧化钙含量 3 目前提高普通钢渣稳定性的有效途径是 1 在钢铁企业内探索钢渣的处理工艺 力争在钢渣的初次处理中 降低游离氧化钙含量 2 将磁选后的尾渣堆置湿存是经济可行的陈化方法 4 不同钢渣企业的钢渣均有不同的特性 使用前均需摸清它们的适用性及其陈化规律 同时应充分利用钢渣的活性性能 钢渣在道路工程应用例举 1 掺钢渣粉混凝土工作性和力学性能研究试验分单掺钢渣粉与钢渣粉 矿渣粉复掺两种情况分别进行 钢渣粉单掺的掺量取10 40 钢渣粉与矿渣粉复掺时 总量取为30 复掺比例取1 2 1 1与2 1 不同编号的混凝土配合比如表2所示 通过钢渣高性能混凝土坍落度试验的测定 可以得知其的工作性能 通过混凝土抗压强度和抗弯拉强度的测定来了解它的力学性能 通过实验得知 单独掺加钢渣粉时 随掺量增加 混凝土的抗压强度 抗弯拉强度逐渐降低 钢渣粉和矿渣粉复掺时 混凝土性能得到有效的提高 即钢渣与矿渣复掺 在混凝土中具有相互活化的功能 适于实际工程的应用 由于钢渣粉的水化作用较慢 导致混凝土早期强度较低 需要利用活性激发剂加快钢渣的活化 以满足混凝土高强度 高性能的要求 2 粗磨钢渣代替细骨料对道路混凝土耐磨性能的影响通过控制不掺粗磨钢渣的混凝土28d强度在25MPa 此时 利用粗磨钢渣取代细骨料比例分别为10 20 30 或40 实验测定新拌混凝土的性能如坍落度 密度 温度和混凝土的含气量 同时通过浇注15cm 15cm 15cm的混凝土试块来测得混凝土的抗压强度 浇注65mm 65mm 60mm的混凝土试块来测得混凝土的耐磨度 由实验数据可以看出 1 含粗磨钢渣的混凝土抗压强度随钢渣取代细骨料的比例增加而增加 长龄期的抗压强度比显示掺量为20 时对强度的贡献率最大 同一替代水平的混凝土抗压强度随龄期增长而增加 2 含粗磨钢渣的水泥净浆体积安定性试验说明粗磨钢渣对混凝土的体积稳定性无明显影响 3 混凝土的耐磨性能随着钢渣取代细骨料的比例增加而增加 随水化龄期增长而得到提高 总之 利用粗磨钢渣取代道路混凝土中的部分细骨料 粗磨钢渣可以参与水化反应 从而使混凝土更加密实 提高道路混凝土的耐磨性能 结论随着企业对钢渣处理 加工利用的深化 钢渣的缺陷是可以通过技术处理克服的 而钢渣是炼钢的副产品 其具备的某些特性恰恰是有些工程领域的需要所在 因而研究开发钢渣沥青混合料很有意义 参考文献 1 朱跃刚陈仁民梁润红钢渣在道路工程中的应用研究2007年2月第1期中国废钢铁2 宋坚民钢渣沥青混合料探讨2001年12月25日第4期中国市政工程3 李云峰 王玲 林晖掺钢渣粉混凝土工作性和力学性能研究2008年第9期混凝土 4 杨永民粗磨钢渣代替细骨料对道路混凝土耐磨性能的影响2009NO 1粉煤灰综合利用 问题 1 既然