胶凝材料学32.ppt

1、含钢渣复合掺合料混凝土,主讲人：黄海生 小组成员：黄海生 朱文鲁 毛明杨,主要内容,钢渣的成分和含量 使用含钢渣复合掺合料的意义 含钢渣复合掺合料对混凝土的影响 钢渣应用于混凝土的展望,常用活性混合材：,一 钢渣的成分和含量,钢渣的主要化学成分包括: CaO 45%60%, SiO2 10%15% Al2O3 1%5%, F2O 3%-9%, MgO 3%13%, FeO 7%20%, P2O5 1%4%,由图可知可见钢渣矿物化学组成与硅酸盐水泥熟料相似。钢渣经化学激发和机械激发后均具有较强的水硬胶凝性，具备用作水泥混合材和混凝土掺合料的基础条件。,二 使用含钢渣复合掺合料的意义,钢渣是炼钢过

2、程中产生的废渣, 其排放量约为钢产量的15%。发达国家的钢渣都得到了高效的利用. 我国的钢渣利用率很低, 低于45%。目前我国堆放的钢渣已达3 亿吨以上, 而且仍以每年几千万吨的排放量递增, 堆放的钢渣既占用了大量的土地, 又污染环境。,与普通的骨料相比, 钢渣具有一定的活性, 因而将钢渣作为骨料应用于水泥混凝土中, 对混凝土的力学性能和耐久性都有一定的改善，故开发利用钢渣有利于环境保护。,1.钢渣掺合料对混凝土流动性的影响 钢渣的活性较低，达到可塑性所需的水量较少，钢渣替代部分水泥后，复合凝材料的需水量小于等质量纯水泥的需水量。在用水量不变的情况下，掺入钢渣会增加混凝士的流动性。在钢渣掺量为

3、15%25%时，流动性普遍提高，对提高混凝土的流动性有利；但当掺量进一步增大时，流动度有停滞或倒缩现象。,三 含钢渣复合掺合料对混凝土的影响,1.2. 钢渣细度对混凝土流动性的影响,钢渣细度对混凝土流动性存在影响。研究表明，随着钢渣比表面积的增大钢渣改善混凝土流动性及减小混凝土流动性损失的效果都会变小。因为钢渣的比表面积增大，致使钢渣颗粒被水包裹的需水量增加。也使钢渣中矿物与水的接触面积增大，使得水分子容易进入矿物内部加速水化反应，提高了钢渣的活性。,2.钢渣掺合料对混凝土强度的影响,研究表明 ，钢渣掺量为10%20%时，混凝土各龄期的抗压强度相对于基准混凝土略有提高；当掺量超过20%时，随着

4、钢渣掺量的增加，混凝土的抗压强度开始呈明显的下降趋势。,钢渣掺杂量对抗压强度的影响,3.含钢渣复合掺合料对混凝土耐久性的影响,3.1 钢渣掺合料对混凝土体积稳定性的影响 混凝土体积稳定性是指混凝土凝结硬化过程中，不受外界环境影响而保持自身体积不变的性质。混凝土的收缩易引起混凝土的开裂。 由图可知 ，掺加适量钢渣对于降低混凝土早期收缩有利，但降低混凝土后期收缩不明显。,3.2.钢渣掺合料对混凝土抗氯离子渗透性的影响,在水化7d和龄期，混凝土抗氯离子渗透性能不如基准混凝土；在水化28d龄期含有钢渣掺合料混凝土的抗氯离子渗透能力有一定幅度的提高；在水化90d龄期，含有钢渣掺合料混凝土的渗透系数明显低

5、于基准混凝土，说明钢渣掺合料可显著提高较长龄期混凝土的抗氯离子渗透能力。,4. 含钢渣复合掺合料对混凝土中水泥的水化过程的影响,(1) 钢渣可分为胶凝相和惰性相两部分, 其胶凝相与水泥的熟料相成分相似, 钢渣的胶凝相的主要水化产物为C-S-H 凝胶和Ca(OH)2. 在水泥-钢渣复合胶凝材料的水化过程中, 水泥和钢渣只是通过改变彼此的水化环境来影响彼此的水化. (2)水泥-钢渣复合胶凝材料的水化诱导期比水泥长, 且钢渣掺量越高, 复合胶凝材料的水化诱导期越长. 钢渣对水泥早期的水化有一定的延缓作用, 且钢渣的掺量越大, 对水泥水化的延缓作用越明显. (3)钢渣改善了水泥后期的水化环境, 对水泥

6、的后期水化有一定的促进作用. 钢渣掺量越大, 对水泥水化的促进作用越大; 龄期越长, 对水泥水化的促进作用越明显.,四 钢渣应用于混凝土的展望,钢渣等量替代水泥生产混凝土，可减少水泥用量，降低混凝土生产成本，减少水泥生产过程中造成的环境污染及能源、资源消耗。钢渣用作矿物掺合料是实现钢渣资源化利用的最重要的途径，随着研究的深入进行，该项技术会逐渐成熟，钢渣必将如同矿渣一样被人们普遍接受。 钢渣在混凝土的应用开辟了钢渣资源化利用新途径，实现了钢渣高附加值化处理利用，为钢铁企业创造了新的经济增长点。,有待加强的方向 1.加强理论研究，侧重于液态熔融钢渣在处理过程中，探究冷却速度、冷却介质等对钢渣物相转变的影响，以保证液态熔融钢渣向室温冷却过程中生成并保持更多数量的具有胶凝性能的物相； 2.传统粉磨设备对钢渣粉磨，难以粉磨至理想细度，若采用国外先进的卧式辊磨，投入大，资金回收周期长，因此，应加强钢渣粉磨设备的自主研发工作，实现钢渣