利用钢渣生产混凝土路面砖的研究

□文/殷宝贤 李剑光 刘绪洪 苑克江

利用钢渣生产混凝土路面砖的研究

□文/殷宝贤 李剑光 刘绪洪 苑克江

炼钢产生的钢渣如不利用将占用大量的土地且会产生污染。文章介绍了利用合理粒径的钢渣作为混凝土路面砖细骨料使用的可行性以及试制的混凝土路面砖的整体性能。

钢渣；混凝土；路面砖；细骨料

钢铁工业是我国主要的基础经济支柱产业，但是在炼钢过程中会产生很多废渣，如钢铁废渣、高炉矿渣等。这些废渣不仅因无法利用而占用大量的土地，而且会在长期堆放过程中产生污染。钢渣由于强度很高，耐磨性能好，具有混凝土骨料的特点，外形也很像砾石，可以作为骨料使用。

1 钢渣

钢渣是指在炼钢过程中排出的各种熔炉渣，经过高温熔炼后淬冷而形成的，主要是炼钢时金属炉料中各种元素被氧化生成氧化物、金属炉料带进的杂质、被侵蚀炉衬料和为调整钢渣的性质而加入的造渣物质，如白云石、铁矿石等。钢渣是炼钢过程中的副产物，是钢铁行业的主要固体废弃物之一。年产1万t的炼钢厂，每年可排出钢渣约2500 t，根据炼钢炉的炉型，钢渣又可以分为平炉渣、转炉渣和电炉渣。按照炼钢过程中排渣的次序先后，平炉钢渣可以分为初渣、中期渣和后期渣，中期渣又称为精炼渣；转炉钢渣分为初渣和后期渣两类；电炉钢渣分为氯化渣和还原渣。由于炼钢过程中工艺要求不同，钢渣的化学成分相差较大，只有平炉后期渣、转炉后期渣、电炉还原渣的成分较接近一些。

钢渣中f～CaO具有水化缓慢的特点，此特点对钢渣骨作为料产生很大危害，必须进行预处理，使大部分f～CaO得以溶解，从而提高钢渣骨料的安定性。钢渣中的f～CaO含量较高时，只要堆放半年以后，就能使f～CaO得到比较完全的溶解，不会对工程制品造成不利的影响。

2 利用钢渣试制混凝土路面砖

利用钢渣作为制作混凝土路面砖的细骨料，一定要颗粒级配合理，细骨料在中砂区，这样既能保证混凝土路面砖的强度，又能保证外观质量。钢渣混凝土路面砖执行JC/T 446—2000《混凝土路面砖》。

2.1 原材料

1）水泥。采用符合GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》要求的矿渣硅酸盐水泥。

2）粉煤灰。采用符合GB/T 1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》要求的Ⅱ级粉煤灰。

3）细骨料。采用符合GB/T 14684—2011《建设用砂》要求的0～3 mm钢渣。

4）粗骨料。采用符合GB/T 14685—2011《建设用卵石、碎石》要求的3～6 mm碎石。

2.2 钢渣处理

按配料的要求，对钢渣进行破碎处理，然后筛选出符合粒径要求的0～3 mm的钢渣作为混凝土路面砖的细骨料使用。其颗粒级配、细度模数和堆积密度见表1和表2。

表1 钢渣的颗粒级配

表2 钢渣的细度模数和堆积密度

从表1和表2可以看出，0～3 mm筛出的钢渣完全符合GB/T 14684—2011对中砂的要求。

2.3 试制

钢渣混凝土路面砖采用自动成型机成型，试制的钢渣混凝土路面砖规格为200 mm×100 mm×60 mm。试制了带面层和通体2种砖，面层水泥均采用矿渣水泥。对试制品进行了7 d的抗压强度检测并按照标准对试制品进行了全项检测，见表3和表4。

表3 钢渣混凝土路面砖7 d强度检测结果 MPa

从表3可以看出，7 d抗压强度，通体比带面层的试制品高13.4%。

表4 钢渣混凝土路面砖全项检测结果

从表4可以看出，用钢渣代替砂子作为细骨料使用试制的混凝土路面砖的各项性能符合标准的要求。

3 结论

经过破碎的符合粒径要求的钢渣，作为混凝土路面砖的细骨料使用是可行的，抗压强度可达50 MPa以上。

［1］黎 宁.钢渣混凝土音箱的制造［J］.混凝土与水泥制品，2000，（3）：34-35.

［2］朱跃刚，陆明弟，程 勇，等.我国钢渣资源化利用的研究进展［J］.中国废钢铁，2007，（4）：28-32.

□李剑光/天津市建筑材料集团（控股）有限公司。

□刘绪洪/天津市建筑材料科学研究院。

□苑克江/天津市新型建材建筑设计研究院。

U414

C

1008-3197（2012）06-43-01

2012-08-28

殷宝贤/男，1969年出生，高级工程师，天津市建筑材料集团（控股）有限公司，主要从事新型建筑材料的研究开发和科技管理工作。