主办单位：中国水泥协会企业文化分会
刊头题字：阎嘉望—中国书法家协会会员
磨细钢渣粉作水泥高活性混合材料的研究
陈益民，等（中国建筑材料研究总院）
研究了以首钢钢渣制备水泥高活性混合材，结果表明钢渣粉的活性指数随其预粉磨的比表面积增加而提高。用足够细的磨细钢渣粉可以制成普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥和钢渣矿渣水泥。水泥的安定性、凝结时间、标准稠度用水量均符合国家标准。
0引言
全国每年排放钢渣多万t，其中首钢约万t，大部分用于制作路基填充料等较低附加值的产品。将钢渣应用于水泥中作为混合材料时，以往的技术通常将钢渣与熟料及其他组分共同粉磨，由于钢渣的易磨性远差于水泥熟料，使得水泥中钢渣的细度比熟料粗，钢渣活性得不到充分发挥。钢渣矿渣水泥的国家标准规定将水泥的比表面积控制在m2/kg以上，实际上水泥中各个组分的细度不得而知，钢渣矿渣水泥的标号多数为。若掺加激发剂来提高水泥强度，有可能在混凝土的制备过程中出现意想不到的问题。由于钢渣活性未得到充分发挥，致使含钢渣的水泥在市场上的竞争力较弱。因此，提高钢渣本身的活性是有效利用钢渣的发展方向。笔者近年来在这一方面进行了研究，开发出磨细钢渣粉新产品，本文给出部分研究成果。
1试验用原材料
钢渣取自首钢总公司，化学成分列于表1，其中CaO含量较高，经计算其碱度系数为2.6。水泥熟料取自燕山水泥厂的回转窑熟料，预先粉磨至比表面积m2/kg。石膏为二水石膏，SO3含量35.9%，预先粉磨至比表面积约m2/kg。几种不同细度的磨细矿渣粉取自首钢，比表面积为~m2/kg。将钢渣在粉碎机上粉碎和分选，制成不同细度(比表面积~m2/kg）的磨细钢渣粉。
2试验方法
按照GB-规定的方法,测定磨细钢渣粉的活性系数。将各种原料分别预先磨细，然后按GB-、GB-、GB-规定的比例配合、混合，制成水泥。按照GB-、GB-规定的方法测定掺有磨细钢渣粉的水泥的强度、标准稠度用水量、凝结时间，用压蒸法测定水泥安定性。
3试验结果
3.1钢渣粉活性试验
将不同比表面积的钢渣粉与熟料粉及5%石育粉混合,配制成水泥,其中钢渣粉的掺入量分别为30%和50%。测定其胶砂强度,与未掺钢渣粉的水泥强度相比较，得到不同比表面积的钢渣粉的活性指数，见图1。
从图1可以看出：钢渣粉磨得越细，活性越高。在钢渣颗粒与熟料混合粉磨的情况下，钢渣的比表面积实际上与m2/kg相近，此时其活性指数在75%左右，可以作为水泥的活性混合材料，但是活性较低。当比表面积由m2/kg提高到m2/kg，钢渣粉的活性指数直线上升(见图1)，直至95%左右。所以为了提高钢渣粉的活性，在高标号水泥中增加钢渣的掺加量，提高钢渣的预粉磨细度是十分必要的。
对于首钢的钢渣而言，用7d的抗压强度比和28d的抗压强度比来代表其活性，均可以得到相近的结果。表明钢渣的活性在较早龄期就可以得到发挥，而矿渣和粉煤灰等其它混合材料却往往要到较长龄期才能发挥作用。当钢渣粉比表面积达到m2/kg时，7d的活性指数明显高于28d的活性指数，说明超细的钢渣粉早期强度更高，甚至高于空白样品。这是因为超细钢渣粉中的C3S、C2S等对早期强度起作用。
3.2水泥标准稠度用水量、凝结时间和安定性试验
试验数据还表明，掺加各种细度的钢渣粉配制的普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、钢渣矿渣水泥的标准稠度用水量均在合理范围内，波动于23.5%~27%之间，与探其它混合材料的水泥相当。图2和图3分别给出磨细钢渣粉和矿渣粉探加量与水泥凝结时间的关系。
可见，单掺磨细钢渣粉的普通硅酸盐水泥凝结时间不比纯硅酸盐水泥长，与单掺矿渣的普通硅酸盐水泥相比，还略有缩短。因此掺磨细钢渣粉制备的普通硅酸盐水泥凝结时间属于比较理想的,在使用中将不会有不良影响。当钢渣粉探量为30%时，水泥初凝时间也未延长，而终凝时间明显延长；随钢渣粉增加，凝结时间延长。
与纯硅酸盐水泥相比，掺磨细钢渣粉的复合硅酸盐水泥初凝时间延长0.5~3h，终凝时间延长0.5~4h。掺钢渣粉的钢渣矿渣水泥凝结时间比复合硅酸盐水泥的凝结时间更长一些，这是因为水泥中混合材料探加量进一步增加所致。钢渣矿渣水泥初凝时间最迟可至约5h，终凝时间最长可达8h。
对于部分掺加钢渣粉的水泥作了压燕安定性，结果表明：即使钢渣粉探量达到45%，所有水泥的安定性全部合格。
全部作者：陈盐民，张洪滔，郭随华，林震，张文生
征稿启示
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