钢渣粉和粉煤灰复掺对高性能混凝土性能的影响.docx

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1、钢渣粉和粉煤灰复掺对高性能混凝土性能的影响王根立1,李昌林2,王振兴31山东省公路桥梁建设集团有限公司山东济南2山东永利达新材料技术有限公司山东济南3济南大学材料科学与工程学院山东济南【摘要】将钢渣粉掺加高性能混凝土中取代部分胶凝材料，可以提高工业固体废弃材料的利用，有效保护环境，本文主要研究钢渣粉和粉煤灰复掺或单掺对高性能混凝土抗压强度和抗渗性能等的影响。结果表明：钢渣粉和粉煤灰复掺或单掺制备高性能混凝土是可行的，钢渣粉的掺加，对高性能混凝土抗压强度影响不大，可以提高高性能混凝土抗渗性能。【关键词】钢渣粉；矿物掺合料；高性能混凝土；抗压强度；抗渗性能【收稿日期】2023年1月12日【出刊日期

2、】2023年2月19日DOI10.12208/j.ace.Effectofstee1s1agpowderandf1yashcompoundingonthepropertiesofhigh-performanceconcreteGeniiWang1,Chang1in1i2,ZhenxingWang31ShandongHighwayandBridgeConstructionGroupCo.,1td.,Jinan2ShandongYong1idaNewMateria1Techno1ogyCo.,1td.,Jinan3Schoo1ofMateria1sScienceandEngineering,Uni

3、versityofJinanAbstractThestee1s1agpowdermixedwithhigh-performanceconcretetorep1acesomecementitiousmateria1s,canimprovetheuti1izationofindustria1so1idwastemateria1s,effective1yprotecttheenvironment,thispapermain1ystudiestheeffectofstee1s1agpowderandf1yashmixedorsing1edopedonthecompressivestrengthandi

4、mpermeabi1ityofhigh-performanceconcrete.Theresu1tsshowthatitisfeasib1etopreparehigh-performanceconcretebycompoundingorsing1edopingofstee1s1agpowderandf1yash,andtheadditionofstee1s1agpowderhas1itt1eeffectonthecompressivestrengthofhigh-performanceconcrete,whichcanimprovetheimpermeabi1ityofhigh-perform

5、anceconcrete.KeywordsStee1s1agpowder;Minera1admixtures;High-performanceconcrete;Compressivestrength;Impermeabi1ity1引言随着我国工业建筑行业的快速发展，以钢渣、矿渣、粉煤灰和石灰石灰为代表的工业固体废弃物不可避免的快速增长。截至目前，我国钢铁年产量已经达10亿吨，超过全球总产量的50%。而工业固体废弃物的综合利用率超过60%,但仍有超过30%的工业固体废弃物被处置、或倒置，我国的工业固体废弃物综合利用率呈现出逐年递增的良好趋势，但是还有很大的提高空间小叫在钢渣粉混凝土的使用性能方面

6、，大量学者和专家开展了大量的研究工作。很多学者和专家对高性能混凝土中的外部材料复合掺加方面也达到了共识，支持在高性能混凝土制备过程中，加入更多的工业化固体废弃物乩叫通常情况下，人们所说的工业化固体废弃物主要包括在粗放型生产中出现的道路建筑材料、房屋构筑材料、工业废料如粉煤灰或钢渣粉或矿渣粉、矿石开发厂废弃物如石灰石粉或石膏粉或钢渣粉，农田肥料、水泥厂生产原料或废料等力。现价段，选择钢渣粉-粉煤灰作为，并积极掺加脱硫石膏、尾矿渣、矿粉等材料，复合配比组成新的高性能混凝土，能第一作者简介：王根立（1988-）男，硕士，工程师，山东省公路桥梁建设集团有限公司，研究方向为高性能混凝土够提高高性能混凝土

7、的综合性能，同时还能够更高效地利用工业化固体废弃物，提升固体废弃材料的综合利用价值助。本文针对钢渣粉，利用钢渣粉和粉煤灰复掺或单掺制备高性能混凝土，笔者研究钢渣粉和粉煤灰的掺量对高性能混凝土抗压强度和抗渗性能的影响。2原材料与试验仪器、试验设计方案2.1 原材料水泥：PO42.5,比表面积326kgm3,烧失量1.46%,山东省济南市山水集团总厂产；粉煤灰：F类，级，细度20.4%,需水量比104%,烧失量2.46%,为山东省济南市黄台电厂产；钢渣粉：采用山东省济南市山钢集团生产的钢渣粉，比表面积402kgm3,氯离子含量为0.0004%；砂：天然河砂，属于区中砂，颗粒级配良好，细度模数为2.

8、90,含泥量2.1%,泥块含量0.4%,比表面积2640kgm3,为山东省济南市莱芜区某砂厂产；石：碎石，5mm-25mm连续级配，颗粒级配良好，含泥量0.6%,泥块含量0.1%,比表面积2680kgm3,针片状颗粒含量4.9%,压碎值8.2%,为山东省济南市章丘某石料厂产；外加剂：标准型聚痰酸系高性能减水剂，减水率25%,来自山东建筑科学研究院有限公司产；水：为引用自来水。其PO425水泥和粉煤灰、钢渣粉的化学成分见表1所示。2.2 试验仪器SY-60型强制式混凝土搅拌机、WT-IO1电子分析天平、HT-7混凝土含气量测定仪、SY-3000型万能试验压力机、QZ全自动混凝土抗渗仪、抗压强度试

9、模和直尺，等等。2.3 试验设计方案本文以C30高性能混凝土为基准，就钢渣粉和粉煤灰复掺或单掺对高性能混凝土性能（抗压强度和抗渗性能）影响进行试验研究，其高性能混凝土配合比如表2所示。名称化学成分/%（w）P2O31ossSiO2CaOFe2O3AI2O3SO3K2ONa2OMgOPO42.522.6260.913.347.151.401.671.261.350.231.31粉煤灰52.2423.686.4228.491.642.550.41.820.182.51钢渣粉13.2545.4721.964.240.933.241.461.532.085.86表2C30一钢渣粉和粉煤灰复掺的高性能混

10、凝土配合比编号水泥kg粉煤灰kg钢渣粉kg河砂kg石kg用水量kg水灰比砂率减水剂/%1#212174O8099891660.430.451.52#212155198099891660.430.451.63#212135398099891660.430.451.64#212116588099891660.430.451.75#21297778099891660.430.451.86#21278968099891660.430.451.97#212581168099891660.430.452.08#212391358099891660.430.452.09#212191548099891660

11、.430.452.110#212O1748099891660.430.452.2表IPo425水泥、粉煤灰、钢渣粉粉的化学成分分析3试验结果与数据分析3.1 钢渣粉和粉煤灰复掺或单掺对高性能混凝土抗压强度的影响表3为钢渣粉和粉煤灰复掺或单掺对C30高性能混凝土抗压强度的影响。从表3中试验结果可以看出：针对不同龄期抗压强度而言，钢渣粉的加入,对高性能混凝土早期和后期抗压强度影响规律不同；对高性能混凝土（3d和7d）早期抗压强度而言,随着矿物掺合料中钢渣粉掺量的不断增加，其C30高性能混凝土（3d和7d）早期抗压强度逐渐下降，且钢渣粉掺量的越高，其高性能混凝土（3d和7d）早期抗压强度下降越明显；

12、对高性能混凝土（28d和56d）后期抗压强度而言，当矿物掺合料中钢渣粉所占比例不超过55%时，随着矿物掺合料中钢渣粉掺量的不断增加，其C30高性能混凝土后期抗压强度变化不大，即当钢渣粉掺量不超过55%时，对高性能混凝土（28d和56d）后期强度基本没有影响；当矿物掺合料中钢渣粉所占比例超过55%时，随着矿物掺合料中钢渣粉掺量的不断增加，其C30高性能混凝土（28d和56d）后期抗压强度逐渐下降，且钢渣粉掺量越高,其C30高性能混凝（28d和56d）后期抗压强度下降越明显。综合考虑钢渣粉和粉煤灰复掺或单掺对C30高性能混凝土抗压强度（早期和后期抗压强度等）的影响规律，其钢渣粉在矿物掺合料中的所占

13、比例宜控制在55%之内。3.2 钢渣粉和粉煤灰复掺或单掺对高性能混凝土抗渗性能的影响钢渣粉和粉煤灰复掺或单掺对C30高性能混凝土抗渗性能如表4和图1所示。从表4试验数据和图1中可以看出：表3钢渣粉和粉煤灰复掺或单掺对C30高性能混凝土抗压强度的影响编号粉煤灰kg钢渣粉kg3d抗压强度/MPa56d7d28d1#174O22.428.633.635.92#1551921.328.333.535.73#1353920.927.633.135.44#1165819.226.832.436.25#977718.626.032.835.66#789618.225.132.036.17#5811617.4

14、24.331.834.88#3913516.722.930.934.09#1915415.822.130.433.210#O17414.620.629.231.7表4钢渣粉和粉煤灰复掺或单掺对C30高性能混凝土抗渗性能的影响序号1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#粉煤灰kg1741551351169778583919O钢渣粉kgO1939587796116135154174渗水IWJ度Dmmm32.831.130.728.326.921.518.614.410.66.7相对渗透系数10-10cms3.253.133.062.892.521.890.940.640.350.16图1钢渣粉和粉煤灰复掺或单掺对C30高性能混凝土渗水高度的影响针对高性能混凝土抗渗性能而言，随着矿物掺合料中钢渣粉掺量的逐渐增加，其C30高性能混凝土渗水高度逐渐