用钢渣做混凝土骨料得特别小心。把这些工业废渣掺进混凝土里,既能减少占地和污染,又能省下钱,这是很低碳和可持续的做法。可要是这么用导致混凝土性能变差,特别是耐久性下降,从长久来看,就挺可惜了。现在,矿渣和粉煤灰已经在混凝土里用得很熟了,很多时候加了它们能让混凝土更强。钢渣是炼钢时排出来的,量很大,但利用率不高。注意到没,矿渣、粉煤灰、钢渣都是我国工业化阶段一起出来的废渣,量都很大,为啥钢渣利用率这么低?绝对不是研究没花力气在矿渣和粉煤灰上,而是钢渣本身有些硬骨头难啃,比如磨起来费劲;活性组分不太活泼,非活性的占大头;影响安定性的游离CaO和游离MgO含量也挺高。近些年技术进步了,粉磨工艺也好了,还有高性能的助磨剂,不用花太多能耗和成本就能把钢渣的比表面积做到500m²/kg以上,这样早期和中期的活性就改善了。经过热焖处理的钢渣,能让大部分游离CaO在焖的时候消解掉,这大大推动了它当掺和料的应用。不过热焖对消游离MgO没啥大用,所以拿钢渣当水泥混合材或掺和料时,安定性检测还是必须做的。 用钢渣做骨料倒是挺容易满足强度要求,因为它硬、碎得也细。但安定性问题必须提个醒!钢渣粉安定性合格不代表骨料就好。钢渣粉是磨细混过的整体成分挺匀的,骨料的话就杂得很了。图1是压蒸3小时的情况,有的没事有的裂了有的碎了,就是因为不同颗粒里的游离CaO和游离MgO含量不一样。光靠磨细后的粉来测安定性反映不出个体差异,要是掺进了有大问题的颗粒,混凝土就可能被破坏掉。说实话我国适合当骨料的钢渣不多,我们课题组拿过全国各大钢厂的6个样儿来测,只有一种压蒸后只裂开一点或坏掉一点,其他5种破坏都挺大。 这种破坏很严重是因为钢渣在混凝土里产生的膨胀力不均匀,再加上有的颗粒里游离CaO和游离MgO含量过高概率大,会局部引起大膨胀力搞坏微结构。就像推倒第一张多米诺骨牌一样,后面的骨料还在反应导致进一步膨胀加上荷载和侵蚀性介质入侵等综合因素,混凝土就毁得更厉害了。 不过钢渣里这俩物质反应慢,造成伤害通常是个缓慢长期的过程。用压蒸和蒸养能加速这两种成分反应看图2、图3和图4、图5就能明白。如果真想用钢渣做骨料得走这几步来确定行不行: 第一步把钢渣磨成粉看安定性符不符合《钢铁渣粉》标准的要求; 第二步随便抓100颗颗粒压蒸6小时以上看看有裂纹或破损的比例低于5%; 第三步搞个蒸养和压蒸实验:如果样品多可以先蒸养看看不行就不用再压了;样品少就直接压吧。 做好混凝土养护28天后再做蒸养实验温度不低于80℃时间不低于7天要看到没伤; 最后把过了蒸养的混凝土再压一次216℃ 2MPa 至少6小时看看有没有伤强度掉不超过10%。 现在国内有些地方已经有工程因为用钢渣骨料出问题了因为离散性大和危害慢所以检测和评估都很难修补加固也没法科学合理做了。很多时候工程是跑在研究前面的这事儿太复杂了就不细说了。但在这上面我得喊一嗓子工程千万别跑在研究前面很多关键问题都还没解决呢。