水渣用处.doc

水渣的主要用途如下：(1)生产矿渣水泥。水渣具有潜在的水硬胶凝性能，在水泥熟料、石灰、石膏等激发剂作用下，可显示出水硬胶凝性能，是优质的水泥原料。水渣既可以作为水泥混合料使用，也可以制成无熟料水泥。矿渣硅酸盐水泥，是用硅酸盐水泥熟料与水渣再加入3%5%的石膏混合磨细，或者分别磨后再加以混合均匀而制成的。矿渣硅酸盐水泥简称为矿渣水泥。在磨制矿渣水泥时，高炉炉渣的掺入量对水泥的抗压强度影响不大，而对抗拉强度的影响更小，所以其掺入量可以加入到占水泥重量的20%85%。这样，对提高水泥质量，降低水泥生产成本是十分有利的。石膏矿渣水泥，是将干燥的水渣和石膏、硅酸盐水泥熟料或石灰按照一定的比例混合磨细或者分别磨细后再混合均匀所得到的一种水硬性胶凝材料。在配制石膏矿渣水泥时，高炉水渣是主要的原料，一般配入量可高达80%左右。这种石膏矿渣水泥成本较低，具有较好的抗硫酸盐侵蚀和抗渗透性，适用于混凝土的水工建筑物和各种预制砌块。石灰矿渣水泥，是将干燥的水渣、生石灰或消石灰以及5%以下的天然石膏，按照适当的比例配合磨细而成的一种水硬性胶凝材料。石灰的掺入量一般为10%30%，它的作用是激发水渣中的活性成分，生成水化铝酸钙和水化硅酸钙。石灰掺入量太少，水渣中的活性成分难以充分激发；掺入量太多，则会使水泥凝结不正常、强度下降。石灰矿渣水泥可用于蒸汽养护的各种混凝土预制品，水中、地下、路面等的无筋混凝土和工业与民用建筑砂浆。要改善高效减水剂与水泥的适应性，可采取与其他外加剂复合使用，并掺入高炉矿渣细粉和粉煤灰等混合材料。混合材料的选择混凝土在骨料级配合理的条件下，掺入高炉矿渣细粉和粉煤灰末图拟合混合材料后降低了C3A的相对含量，补充了SiO2和CaO的含量。降低水泥水化早期C3A对高效减水剂的吸附量，分散效果相对明显。高炉矿渣细粉选择S95级，粉煤灰选择级以上。S95矿渣细粉平均粒径约6um，可以充分填充水泥颗粒（平均粒径20um左右）之间的空隙，降低了填充水泥颗粒空隙的用水量，减水效果显著。S95以下的矿渣细粉（S75）平均粒径与水泥颗粒相当，无法填充水泥颗粒之间的空隙。粉煤灰含有大量的玻璃微珠，具有滚珠轴承作用，可降低水泥颗粒之间的摩擦力，提高混凝土的流动性。而且其比表面积大，表面能高，吸附水的能力小。但是级以下的粉煤灰（如散灰等），含有较多的多孔玻璃微珠或含碳量较高，会增加混凝土的需水量。然而，由于矿渣的易磨性较差，在矿渣与水泥熟料共同粉磨的过程中，当矿渣水泥的比表面积达到3002/kg时，其中矿渣的细度仅为220 m2/kg左右，所以，矿渣的性能优势并没有得到充分的发挥。如果直接将高炉矿渣细磨（ 400m2/kg），以矿物掺合料的形式配制混凝土时，不仅可以大比例地替代硅酸盐水泥（2070），而且所配制的混凝土的力学性能优良、塌落度经时损失小、水化热低、耐蚀性能优良。可以说，矿渣微细粉是目前综合性能最为优良且资源有限的人造矿物原料。目前，矿渣掺合料在世界各地的混凝土工程使用实例不胜枚举，如：加拿大多伦多Scotia大厦 (19871988)，68层，高275，它是世界第一幢用含高炉矿渣的C70高性能混凝土建造的高层建筑。日本明石海峡大桥的混凝土也掺有大量的矿渣粉。矿渣微粉对混凝土性能的影响(1) 与其它外加材料相比，它可以用大得多的掺量（2070）代替水泥而不会明显降低混凝土品质；也可以用简单的工艺和较低的成本配制出各种等级（从干硬混凝土到大流动度混凝土）和各种标号（从最低标号到当今最高标号，例如C100）的混凝土，尤其适合配制高性能和高强度混凝土。因而可以明显的降低混凝土成本。（2）矿渣粉体的细度和掺量对混凝土的力学性能有显著的影响。提高细度，矿渣活化效果显著。矿渣粉的比表面积越大，胶砂早期强度越大，其28强度可超过纯熟料水泥。混凝土抗压强度达到最高值的超细矿渣掺量一般在25%50%，其断裂能亦在同期达到高值。但矿渣混凝土的早期强度发展略慢，也可能导致混凝土的缓凝；然而，混凝土强度后期发展较快，在90天时，矿渣混凝土有最高的抗压强度。（3）由于矿渣粉一般都磨得比水泥细和它表面的玻璃质，不仅对水泥有填充作用，而且能够减少水泥和混凝土的用水量；加上它的缓凝作用和密度与水泥相近，因此它较容易拌制成用水量少、流动性好、塌落度损失小的混凝土。但矿渣的粉磨细度及用量对掺矿渣混凝土的保水能力有较显著的影响，如果不够细，用量过大，会产生显著的泌水和离析，但只要作一定的调整，问题很容易解决。（4）使用矿渣能大幅度降低混凝土水化热，显著降低混凝土温升和温度梯度，从而减少了混凝土，尤其是大体积混凝土开裂的危险。（5）由于掺矿渣能降低混凝土的碱度和大幅度提高混凝土，尤其是长龄期混凝土的强度和密实性，因此，掺矿渣的混凝土的抗硫酸盐腐蚀、地下水和海水腐蚀，抗氯离子腐蚀，抗碱骨料反应，抗酸雨和抗碳化能力方面都优于普通硅酸盐水泥混凝土。即其耐久性能明显好于后者。（6）矿渣与粉煤灰、钢渣、烧粘土、硅灰等其它掺和料复配，可在水泥的易磨性、需水性和强度等性能方面表现出优势互补效应。混凝土的和易性、强度均发挥较好。粉煤灰矿渣复合水泥28天的强度可以超过硅酸盐水泥，可以常规的制作工艺和蒸汽养护，制得抗压强度达200MPa的超高性能混凝土。（7）最新研究表明，矿渣能对水泥和粉煤灰带入的六价铬离子有很好的还原作用，对其它重金属离子也有很好的固定作用，从而有效的保护了地下水、土壤等资源，对人类生存有很好的保护作用。4、矿渣掺合料对混凝土性能优化的作用机理一般认为：矿渣粉体对混凝土的性能影响主要体现在活性效应和微集料的填充效应两个方面。（1） 矿渣的活性效应矿渣作为一个具有潜在活性的物质，提高它的粉磨细度，无疑可以提高它的水化活性。矿渣比表面积越高，水化活性也就越高。相对于硅酸盐水泥而言，由于矿渣的C/S比较低，因此，矿渣的活性效应可以从以下方面得到体现：1. 从整体上降低了原有硅酸盐水泥水化体系的碱度，加速了硅酸盐水泥中Ca2离子的析出和C3S与C2S的水化速度，而硅酸盐水泥的水化加速反过来又有利于矿渣潜在水化活性的激发，这种水泥与矿渣颗粒之间持续的良性循环水化进程，有利于使混凝土硬化体进一步密实化和强度的增进；2. 矿渣的水化，耗用了体系内不利于力学性能发展的氢氧化钙晶体相，细化了羟钙石晶体，弱化了其在混凝土过渡区晶体的定向排列，改善了混凝土过渡区的结构；3. 使水化产物C-S-H凝胶的C/S比相应降低，提高了强度。上述矿渣的这种反应活性可称为固有活性。混凝土生产中的矿渣粉使用的基本问题（1） 掺用矿渣后混凝土早期强度降低的问题 掺矿渣混凝土早期（3、7天）强度一般都会低于不掺矿渣的基准混凝土，这现象在水灰比大的普通混凝土更加显著。但是，28天强度会赶上或超过基准混凝土，60天和90天会超出更多。这是普遍的规律。一般情况下，可以让矿渣适当超量取代水泥的办法解决。例如，原来矿渣是等量取代水泥，现在超量1.11.3取代水泥，水胶比保持不变，同时减少相应体积数量的砂子，会使混凝土早期强度赶上基准混凝土。也可以适当降低水胶比，适当增加砂率和外加剂用量，也可以达到目的。（2）掺用矿渣后混凝土离析泌水的问题必须注意，矿渣粉自身的需水量较少，掺入混凝土均具有减水的作用。掺用矿渣后混凝土离析泌水一般出现在以下的情况：(a) 水泥比表面积偏小（细度偏粗）的同时，矿渣细度也偏粗，尤其是两者的颗粒分布都偏窄； (b)矿渣用量过大，尤其是水泥偏粗时矿渣用量过大；（c）外加剂用量超过饱和点。这时，可以采用下列的方法解决：（A）选择合适的矿渣用量；（B）使用比矿渣更细的另一种掺和料，例如较优质粉煤灰，组成复合掺和料；（C）严格控制外加剂用量; （D）改换比表面积较大的，颗粒分布较宽的水泥。（3）矿渣与外加剂适应性的问题根据我们的研究，相对于硅酸盐水泥，矿渣与各种不同外加剂的适应性是比较差的，选择性比较大。这是我们应该密切注意的问题。例如，各种萘系高效减水剂对硅酸盐水泥净浆的作用效果比较一致，但对矿渣净浆的作用效果很不一致，说明矿