低热钢渣矿渣硅酸盐水泥的研制水泥的配比与性能

1、第 33 卷 第 10 期硅酸盐通报Vol 33 No 102014 年 10 月BULLETINOF THECHINESECEAMICSOCIETYOctober，2014低热钢渣矿渣硅酸盐水泥的研制( ) : 水泥的配比与性能侯新凯1 ，董跃斌1 ，薛博2 ，李虎森2 ，杨洪艺1 ，袁静舒1( 1 西安建筑科技大学材料与矿资学院，西安 710055; 2 山西双良水泥有限公司，太原 030003)摘要: 利用熟料、钢渣、矿渣和石膏粉配制低热钢渣矿渣硅酸盐水泥，将矿渣、钢渣掺量对水泥各种性能影响以二维 等值线表征。结果表明: 掺加钢渣、矿渣分别降低和增加水泥的标准稠度用水量，两者都延迟水泥的

2、初、终凝时间， 钢渣的延迟作用比矿渣大。水泥强度随着钢渣量的增加而降低，矿渣掺量对强度的影响是先随矿渣掺量的增加而 提高，然后又随着矿渣掺量增加而降低，矿渣掺量存在一个最佳值。矿渣对强度的增强作用是后期比早期大，抗折 比抗压大。掺入钢渣矿渣混合材都能显著降低水泥早期水化热，钢渣替代熟料降低早期水化热的值是等量矿渣替 代熟料的 1 5 倍，双掺混合材比单掺降低早期水化热作用大。关键词: 低热水泥; 钢渣; 矿渣; 方向导数; 力学性能中图分类号: TQ172文献标识码: A文章编号: 1001-1625( 2014) 10-2451-10Study on Low Heat Steel Slag

3、and Blast Furnace Slag Portland Cement ( ) : Cement Performance with Its ProportionHOU Xin-kai1 ，DONG Yue-bin1 ，XUE Bo2 ，LI Hu-sen2 ，YANG Hong-yi1 ，YUAN Jing-shu1( 1 College of Materials and Mineral esources，Xian University of Architecture and Technology，Xian 710055，China; 2 Shuangliang Cement Limit

4、ed Company of Shanxi，Taiyuan 030003，China)Abstract: Using clinker，steel slag，blast furnace slag and gypsum powder low heat steel slag and blast furnace slag Portland cement was prepared，and the influence of steel slag and blast furnace slag content on the various performance of the cement was charac

5、terized by the two-dimensional contour The results show that steel slag reduces water demand for cement paste with normal consistence，and blast furnace slag increases it They both delay initial and final setting time of cement，effect of steel slag delay larger than blast furnace slag cement The stre

6、ngth of cement decreases with steel slag content addition Effect of blast furnace slag content on strength increases with blast furnace slag content addition first，then it decreases with blast furnace slag content addition，blast furnace slag content exists a optimum value Blast furnace slag on the m

7、echanical strength enhancement effect is that final strength is greater than early strength，and flexural strength is greater than compressive strength eplacing Portland clinker with steel slag or blast furnace slag can significantly reduce the cement early hydration heat，the value of reducing the ea

8、rly hydration heat of steel slag substituting clinker is 1 5 times to an equal amount of blast furnace slag substituting clinker The effect of lowering the early hydration heat of double-doped admixtures is higher than single-doped admixtureKey words: low heat cement; steel slag; blast furnace slag;

9、 directional derivative; mechanical property基金项目: 国家自然科学基金项目( 50872105) ; 山西省科技创新项目( 2013101038)作者简介: 侯新凯( 1966-) ，男，博士，副教授 主要从事工业固体废弃物资源化利用方面的研究2452专题论文硅 酸 盐 通 报第 33 卷1引言大体积混凝土构件中，水泥水化释放的热量聚集在结构物内部不易散失，混凝土内部温升较高，在混凝 土截面内外形成较大的温差。即使没有外部约束，混凝土截面温度的非线性分布也会引起初始应力( 温度 应力) ，当温度应力超过材料允许抗拉强度时，混凝土将出现开裂1。在大体

10、积混凝土中温度应力往往超过 外荷载应力，是导致混凝土开裂的最主要原因。裂纹的存在和发展，不仅影响建筑物的外观，同时也使建筑 物产生渗漏，并成为许多侵蚀性介质快速进入钢筋表面的通道，降低混凝土的耐腐蚀性能2。采用低水化热水泥是控制混凝土早期温升、防止混凝土开裂的最有效技术措施。以粉煤灰、矿渣部分替 代硅酸盐水泥，制备混凝土的工程应用和实验研究已有许多文献报道3-5，钢渣作为混合材制作低热水泥、或 以钢渣粉作为掺合料直接配制大体积混凝土的文献报道较少。以钢渣制作低热水泥既能利用它低水化热的 特点，又有利于环境保护。本文通过实验研究钢渣、矿渣掺量对水泥物理性能的影响，包括标准稠度用水量、 凝结时间、

11、强度和水化热。表 1 原料的化学成分Tab 1 Chemical composition of raw materials/ wt%MaterialCaOSiO2Fe2 O3FeOAl2 O3MgOSO3MnOLOIP2 O5Sumf -CaOClinker66 4021 623 885 341 440 451 440 2599 381 52Steel slag40 9313 8711 1613 294 299 401 062 571 3097 874 65Slag Gypsum40 8234 880 7213 008 12421 220 5298 062实验2 1实验原料熟料由陕西尧柏蓝田水

12、泥厂生产，灰色颗粒状，密度为 3 15 g / cm3 。钢渣来源于太原钢铁公司转炉，灰 黑色块粉混合料，密度 3 35 g / cm3 。矿渣( 表示为 Slag) 选用太原德龙公司立磨生产的矿渣粉产品，灰白色，2 322质量系数 ( CaO + MgO + Al O ) / ( SiO + MnO + TiO ) 为 1 71，密度 2 89 g / cm3 ，比表面积 390 m2选用陕西尧柏水泥厂所用的块状石膏，其 SO3 含量为 42% 。4 种原料的化学成分见表 1。2 2水泥制备和性能检测表 2 物料的物理参数Tab 2 Physical characteristics of m

13、aterials/ kg。石膏MaterialDensity / kg·m-3Ground time / minSSA / m2 ·kg-1Clinker3 1527350Steel slag3 3520330Slag2 89390熟料、钢渣、石膏三种块状物料分别破碎至全部通过 8 mm 圆孔筛，单独用实验室 500 mm × 500 mm 球 磨机制成粉料。石膏粉细度为 80 m 筛余 5% ; 其它三种粉料的密度、粉磨时间和比表面积( SSA) 见表 2。各组水泥中石膏粉掺量固定为 5% ，与表 2 中三种粉料按照设定比例配制成水泥。按 GB / T 1295

14、9-2008 的溶解法测定水泥的水化热，GB / T 17671-1999 测定水泥胶砂强度，GB / T 1346-2001 测定水泥标准稠度用水 量、凝结时间。水泥的配料方案和物理性能见表 3、表 4、表 5。3结果与讨论3 1水泥性能实验结果第 10 期侯新凯等: 低热钢渣矿渣硅酸盐水泥的研制( ) : 水泥的配比与性能2453表 3 中 P1 为硅酸盐水泥，PS1 PS17 是矿渣掺量 5% 85% 矿渣水泥。表 4 和表 5 是配制的钢渣矿渣 水泥，其中钢渣、矿渣混合材总量 85% ，钢渣掺量 60% 。表 4 中矿渣掺量30% ，编号 A D; 表 5 中 35% 矿渣掺量70%

15、，编号 E K。F 表示水泥的某一性能，x、y 分别为矿渣、钢渣掺量，水泥性能随矿渣、钢渣掺量变化的函数表达式为 F= f( x，y) 。dF 为水泥该性能的微分量，dF / dx、dF / dy 分别是该点二元标量场随矿渣、钢渣掺量的变化率， 即水泥性能沿 x 轴、y 轴正向的方向导数。同理，s 为性能场中指定方向线段，dF / ds 为微区内沿该指定方向 的方向导数，表征水泥性能沿该钢渣、矿渣定比组分的变化率。水泥性能包括工作性( 标准稠度用水量、初凝时间、终凝时间) 、强度和水化热三类，用三维等值线图表征水泥性能场，并计算各区域的三个方向导数。表 3 硅酸盐水泥、矿渣水泥的物理性能Tab

16、 3 Physical properties of Portland cement and blast furnace slag cementSampleProportion /%Water of stademand ndardSetting time / h: minFlexural strength / MPaCompressive strength / MPaHeat of hydration/ J·g-1ClinkerSlagconsistence /%InitialFinal7 d28 d7 d28 d7 d28 dP19526 22: 323: 237 17 739 44

17、6 9256313429PS190526 72: 283: 277 5843 754 3245309401PS2851027 12: 313: 287 88 443 055 6240305386PS3801527 22: 383: 287 68 541 355 7233300376PS4752027 82: 413: 297 28 44057 5226293370PS5702528 42: 453: 337 18 739 757 8220286357PS6653028 82: 493: 397 29 237 859 9211275351PS7603529 23: 084: 207 19 538

18、59 4200266345PS8554029 83: 104: 486 89 935 855 1187257312PS9504530 33: 315: 106 810 134 253 6178246308PS10455030 63: 445: 196 69 934 852 9169236305PS11405530 73: 475: 236 69 63249162226282PS12356031 24: 045: 266 59 431 146 4155216280PS13306531 74: 215: 536 19 328 841 9149208264PS142570324: 406: 125

19、99 328 540 6140202236PS15207532 44: 496: 205 68 625 136 5134186217PS16158032 85: 006: 335 58 422 429 9124175201PS17108533 25: 227: 494 87 719 426 9115154190表 4 矿渣掺量30%的含钢渣水泥物理性能Tab 4 Physical properties of cement containing steel slag with no more than 30% blast furnace slagProportion /%SampleClinke

20、rSlagA1855A2805A3705A4605A5505A6405A7305B17515B27015B36015B45015B54015B63015of standardconsistence /%InitialFinal7 d28 d7 d28 d3 d7 d28 d25 02: 444: 0878 33745 323629336825 02: 364: 116 18 133 843 822628335724 82: 444: 275 67 529 941 520726234624 62: 554: 375 46 827 636 118924232924 22: 554: 464 25

21、519 429 517122329824 03: 024: 5445 317 325 715220327023 83: 065: 032 94 612 319 813418425625 82: 483: 556 57 935 143 822328535025 22: 503: 546 17 831 440 621527833924 82: 554: 005 87 229 139 919925831424 43: 054: 225 27 125 936 318423929924 23: 144: 534 16 619 231 416721827023 83: 295: 333 85 916 12

22、7 4150196251Steel slag510203040506051020304050Water demandSetting time / h: minFlexural strength / MPaCompressive strength / MPaHeat of hydration/ J·g2454专题论文硅 酸 盐 通 报第 33 卷续表B720156023 63: 476: 032 34 810 518 9132176226C16525528 32: 473: 516 88 635 756 3200269329C260251028 12: 483: 426 78 234

23、152 3194263320C355251527 93: 033: 466830 247 2184249308C450252027 73: 114: 016 18 0530 146 1175240296C545252527 53: 154: 135 88 127 141 1165225288C640253027 33: 224: 295 4824 437 6158218280C735253527 13: 414: 5457 821 833 6150211264C830254026 93: 575: 024 97 719 130144205254C925254526 84: 065: 474 8

24、7 617 628139200242C1020255026 74: 586: 484 47 116 226 1133190235C1115255526 75: 589: 013 96 815 124 7129182227C1210256026 66: 5610: 543 26 312 121 5125174218D16030528 32: 434: 066 88 736 255 4198264321D255301028 22: 454: 036 78 8734 852 7185252313D350301528 12: 474: 295 98 730 748 5175241301D4453020

25、28 12: 514: 325 88 5528 543 2165230291D540302528 02: 594: 385 58 1524 440 9156220284D635303027 93: 375: 215 48 0923 138 1148211277D730303527 83: 405: 265 38 0323 737 2140202269D825304027 84: 146: 164 87 8822 335 3131194240D920304527 74: 266: 494 27 4515 928123185232D1015305027 74: 387: 453 77 0314 7

26、26 3116178226D1110305527 66: 019: 432 86 5512 524 2109168215表 5 矿渣掺量 30%的含钢渣水泥物理性能Tab 5 Physical properties of cement containing steel slag with more than 30% blast furnace slagProportion /%SampleClinkerSlagE15535E25035E34535E44035E53535E63035E72535E82035E91535E101035F15040F24540F34040F43540F53040F6

27、2540F72040F81540F91040G14050G23550G32550of standardconsistence /%InitialFinal7 d28 d7 d28 d3 d7 d28 d292: 584: 176 58 933 55219225031028 92: 584: 2068 630 148 918223830428 73: 054: 0968 528 844 916922629028 73: 234: 225 68 326 540 715921527128 63: 434: 425 382538 315020526528 54: 015: 085 27 823 636

28、 414119525828 24: 205: 254 97 621 833 813318624028 14: 206: 434 57 219 530 512517622727 94: 497: 334 4717 627 911716621727 75: 529: 264 26 915 726 810715720729 02: 503: 426 29 73452 718024730628 82: 573: 495 99 130 747 517123629628 73: 054: 025 88 927 543 916022127028 63: 324: 265 48 62539 515220924

29、028 23: 424: 375 38 323 635 9143199220283: 585: 175 18 123 335 5134189207284: 375: 524 97 620 731 412117619827 65: 126: 424 57 419 531 310915518627 46: 137: 114 37 317 928 59713417529 03: 575: 536 59 430 640 116022029828 84: 276: 186 48 925 538 315221027428 44: 436: 3468 824 336 4134186224Steel slag

30、51015202530354045505101520253035404551020Water demandSetting time / h: minFlexural strength / MPaCompressive strength / MPaHeat of hydration/ J·g第 10 期侯新凯等: 低热钢渣矿渣硅酸盐水泥的研制( ) : 水泥的配比与性能2455续表G415503028 25: 278: 135 38 321 333105152195G55504027 87: 4712: 054 47 417 328 486119176H13060530 64: 036

31、: 406 49 328 839 5142202270H225601030 24: 176: 446 18 926 938 1134191237H315602029 85: 519: 125 98 22434 5106158213K115701030 66: 018: 2768 322 531 81011551813 2 水泥工作性水泥中矿渣、钢渣和熟料总掺量为 95% ，水泥标 准稠度用水量( 简称用水量) 是矿渣掺量( x) 、钢渣掺 量( y) 二元变量的函数。用 Golden Software Surfer 软 件将二维区域网格化，选择普通克里金法 ( ordinarykriging)

32、 6插值，OriginPro7 5 软件绘制成水泥用水量 等值线见图 1。水泥其它物理性能等值线图采用同样 的处理方法。水泥用水量如图 1 所示，其极小值位于左上角，极 大值位于右下角，表明矿渣组分增加用水量，而钢渣组 分则降低用水量。图 1 中等值线的分布密度不均匀而 且等值线趋向也不相同，为便于比较矿渣、钢渣组分对 用水量作用，等值线分布密度与趋向大致相近的部分图 1 水泥的标准稠度用水量Fig 1 The water demand for cement paste with normal consistency划分为一个区域。如图 1 所示用两条虚线将实验区间划分为、三个区域。表 6 水

33、泥物理性能的极值位置和方向导数值Tab 6 The locations of limit value and the directional derivatives for physical properties of cementDirectional derivativeItemLocationof limitsdF / dxdF / dydF / dsMinMaxWater demand( 0，60) ( 85，0)0 01，0 28WorkabilityInitial setting time ( 0，0)1 33Final setting time ( 0，0)2 02-0 1，0

34、090 2111 300 5416 251 038 0630 771 6444 442 2810 67-0 04-0 04-0 17-0 11-0 05-0 12Compressive7 d( 7，0)0 86，-0 26strength28 d( 28，0)0 44，-0 51Flexural7 d( 10，0)0 07，-0 03strength28 d( 45，0)0 05，-0 063 d( 0，0)Heat of hydration7 d( 0，0)28 d( 0，0)-1 60-1 59-2 830 0-0 32-1 0-0 48-0 44-0 56-0 35-0 400 0-0

35、84-0 74-0 50-0 53-0 89-0 45-0 340 0-0 08-0 17-0 070 0-0 07-0 04-0 04-1 72-2 16-2 15-2 38-2 83-2 34-2 18-2 82-2 83-3 43-2 79-3 05-3 09-4 42-3 600 130 0-0 06-0 13-0 05-0 06-0 09-0 03用水量( F) 在二元变量标量场中，dF / dx 是用水量沿 x 轴正方向的方向导数，物理含义是在一定钢渣掺 量下，用水量随矿渣掺量增加的变化率; dF / dy 是用水量沿 y 轴正方向的方向导数，物理含义是在一定矿渣 掺量下，用水量随

36、钢渣掺量增加的变化率。图 1 中还有一条与 x 轴或 y 轴都不平行的有向虚线，沿着该有向 线水泥组分变化特征是: 矿渣掺量减小 1 份，钢渣掺量增加 12 /17 份，熟料掺量增加 5 /17 份。s 为线段的长2456专题论文硅 酸 盐 通 报第 33 卷度，dF / ds 表示用水量沿该线的方向导数。它描述钢渣( 12 /17 ) 、熟料( 5 /17 ) 以这种组成替代矿渣时，水泥 用水量的变化率。用 dF / dx、dF / dy、dF / ds 三个方向导数表征用水量随组分变化的特征值，而如图 1 所示即 使在同一区域内，各点用水量场也是不均匀，同样，各点三种方向导数值也不相同。采

37、用以下简化方法处理: 等值线密度较均匀区域取平均值; 等值线密度均匀性差的区域取两个端点值。上述函数极值位置坐标和 3 个方向导数一并列于表 6。表 6 中，区矿渣掺量低，基本是矿渣掺量 x 20% 的区域，根据等值线的走向分为两部分。第一部分 x14% ，等值线总体趋向是平行于水平轴的线段; 其下部等值线密集、上部等值线稀疏，dF / dy 分别为-0 1、- 0 04，钢渣含量高时继续提高钢渣掺量对用水量影响不大。第二部分 14% x20% ，等值线是陡峭倾斜的 平行线，矿渣掺量是增加用水量的显著因素，dF / dx 由第一部分 0 01 增加到 0 28，dF / dy 为-0 04。整

38、个 区内沿着有向线段等值线数值是降低的，dF / ds = -0 25，钢渣和熟料混合料替代矿渣显著地降低用水量。两条分区虚线所夹区的等值线分布稀疏，总趋势随着 x 轴正方向递增，三个方向导数正负性与区相 同但量值比区小。20% x40% 时，矿渣增加用水量和钢渣减少用水量作用都削弱。区内等值线是一 系列斜率为 0 8 的平行线，等值线分布均匀且密度大，三个方向导数的量值也是整个区域中最大的。等值线 数值仍然是从左到右依次增大，从下向上是依次减小，与整个区域的规律一致。三个区域 dF / dx 为正，dF / dy、dF / ds 为负，表明当钢渣掺量保持不变时，矿渣替代熟料，水泥用水量增 加

39、; 矿渣掺量保持不变时，钢渣替代熟料，水泥用水量减小; 钢渣与熟料混合料替代矿渣，水泥用水量减小。 总之矿渣组分增加水泥的用水量，钢渣组分减少水泥的用水量。同种矿渣原料球磨处理也是增加水泥用水量7，细磨矿渣粉表面粗糙微观多棱角形状使颗粒间隙大，掺矿渣水泥浆体屈服值降低但黏度增大，但钢渣 或钢渣与粉煤灰混掺能降低水泥用水量8。图 2 水泥的初凝、终凝时间的等值线分布Fig 2 Contour of initial and final setting time of the cement图 2a 和图 2b 分别是水泥的初凝、终凝时间，两图等值线分布特征相似，凝结时间最小值位于左下角，最大 值位于

40、右上角，整体趋势是掺入钢渣或矿渣，水泥凝结时间延长。将图 2a、图 2b 依据等值线趋势和疏密程度分 别划分为、两个区域，位于左下角的区混合材总掺量低。图 2a 和图 2b，区分割虚线与横轴交点分别在 43% 、 50% ，图 2b 的区面积较大。两图区的等值线是向左上倾斜稀疏分布的曲线，表 4 中区凝结时间的三个方向导 数为正，水泥的初、终凝结时间随着两种混合材掺量增加而延长。图 2b，区的等值线比图 2a 密集，终凝时间三 个方向导数值比初凝时间大，混合材掺量增加对终凝时间的影响比初凝时间大。图 2b 中仅仅在数值为 240 和 260 等值线中间有一段向右上凸起迹线，即钢渣掺量固定 10

41、% 25% ，矿 渣掺量 5% 30% 范围内增加，水泥的终凝时间有微弱缩短的趋势。其它位置未见明显向右上凸起的等值 线，在整个矿渣钢渣双混合材水泥体系中，两种混合材对凝结时间没有明显的交互作用。实验结果与相关文 献是一致的: 掺加矿渣降低水泥水化速度; 钢渣活性矿物含量低，对水泥凝结时间延长作用更大9。初、终凝时间区的等值线分布比区密而且比较规整，近似看作一簇向左上倾斜的平行线，图 2b 的等 值线分布比图 2a 密集。表 6 中区的三个方向导数为正且都比区大，混合材掺量基数越高，继续增加掺第 10 期侯新凯等: 低热钢渣矿渣硅酸盐水泥的研制( ) : 水泥的配比与性能2457量时，水泥初凝

42、、终凝时间延长量越大。整个实验区域范围内终凝时间的三个方向导数值比对应的初凝时间 大，混合材掺量增加对水泥终凝时间影响大。区初终凝时间 dF / dy 的数值都明显比 dF / dx 大，在高混合 材掺量时，钢渣掺量比矿渣掺量对水泥的缓凝作用大。3 3 水泥强度图 3 水泥抗压强度的等值线分布( a) 7 d; ( b) 28 d Fig 3 Contour of compressive strength of cement mortar图 3a 和图 3b 分别是水泥的 7 d、28 d 抗压强度的等值线。等值线切线沿横轴正向斜率 ( K 矿) 表示强 度对矿渣掺量的变化率，K 矿 0 抗压

43、强度是随着矿渣掺量增加而提高; K 矿 0 抗压强度随着矿渣掺量增 加而降低。若同一条等值线上 K 矿值从正变负，则等值曲线所包围的区域内，抗压强度不是矿渣掺量的单 调函数，而是先随矿渣掺量增加而提高，强度达到最大值( K 矿 = 0) 后，再随矿渣掺量增加而降低。根据等值线上 K 矿值变化特征将图 3a 和图 3b 两图分别划分为三个区域。图 3a区等值线为 38 MPa 与两个坐标轴所包围的区域，K 矿沿着曲线正向是从正到 0 再变负，等值线是一系列近似椭圆形曲线的上半 部分。区水泥性能的非单调性表现出以下两个特征: ( 1) 曲线左段 K 矿为正值部分，对应于表 6 中区的dF / dx

44、 有正值，即保持钢渣低掺量，矿渣替代熟料水泥的抗压强度逐渐提高。在矿渣硅酸盐水泥二元体系中，若熟料强度 28 d 抗压强度小于 50 MPa，掺入少量高活性矿渣水泥抗压强度比纯硅酸盐水泥高10，11，这2种矿渣水泥混凝土的抗压强度也同样比硅酸盐高12，13。这是由于矿渣水泥 C-S-H 凝胶中 CaO / SiO 比值小、细小分散，水泥浆体中相界面性能差的 Ca( OH) 2 含量低，水泥浆体微观结构致密。钢渣掺量5% 的钢渣矿渣硅酸盐水泥三元体系中，钢渣同熟料一样发挥水化胶凝性，以及其水化产物对矿渣组分的激发作用， 宏观上体现出 dF / dx 的正值性，并且在该区域出现水泥最高抗压强度值。

45、( 2) dF / dx 变负值，矿渣掺量大于最佳掺量后，强度值随掺量增加逐渐降低。矿渣水泥浆体结构致密强度高，是基于矿渣已经发生反应生成产 物，矿渣组分的水化需要碱性激发环境，主要是 Ca( OH) 2 的激发。当水泥中熟料含量较低时，水化产生的 Ca( OH) 2 不足以满足矿渣组分的激发水化，表现出矿渣掺量越多水泥强度越低。区的另外两个方向导数dF / dy、dF / ds 为负值，钢渣或钢渣与矿渣混合料使 7 d 抗压强度降低; dF / dy 的绝对值大，钢渣替代熟料使强度下降值更大。图 3a 中区位于区正上方，等值线是一簇近似与横轴平行线。dF / dx = 0，dF / dy、d

46、F / ds 为负值，同样 是 dF / dy 绝对值大，钢渣替代熟料使抗压强度降低最多，钢渣矿渣混合料替代熟料抗压强度降低幅度较小。 钢渣熟料二元水泥体系各龄期抗压强度与钢渣掺量成反关系，钢渣掺量越高强度降低越大9，14，在增加了矿渣组分的三元水泥体系中，钢渣组分仍然是降低水泥抗压强度。熟料对水泥早期强度贡献最大，钢渣的矿物9成分: 少量的 C3 S，-C2 S，C2 F 以及约 30% O 相，f-CaO 和消解风化产生的 Ca( OH) 2 、CaCO3。与熟料相比，钢渣水硬性矿物含量少、水化活性低。区钢渣掺量高，整个水泥体系中活性矿物含量低、水化产物少， 水泥石的密实度低，它成为制约强度发展的因素。掺入少量矿渣替代熟料，产生低 CaO / SiO2 比值的凝胶能 改善浆体界面结构，与掺钢渣后水化产物数量减少副作用相抵消，表现为随着矿渣掺量增加抗压强度基本不变，则 dF / dx = 0。2458专题论文硅 酸 盐 通 报第 33 卷区矿渣掺量高位于图像的右下部，该区间等值线的 K 矿持续为负值，三个方向导数全部为负值，dF / dy 绝对值最大，增加钢渣、矿渣或钢渣与矿渣混合材总量，抗压强度都降低，增加钢渣掺量水泥强度降低值最大。 图 3b 水泥 28 d 抗压强度与图 3a 的形状结构非常相似，同样划分为三个区域，各区域的等值线分布也类似。与图 3a 所不同的