钢渣、尾矿为原料的绿色混凝土力学性能研究

刘佩安 刘守诚 何兆芳 范晓鸣 樊传刚

【摘要】采用粗、细铁尾矿作为集料，采用42.5普硅水泥和钢渣微粉作为复合胶凝材料，和采用柠檬酸渣作为激发剂，制备出了系列钢渣尾矿混凝土试样，并对其性能进行了系统表征。当采用占复合胶凝材料10%的柠檬酸渣作为激发剂时，虽然钢渣含量在40%至70%内，胶砂试样的7 d 抗压强度随着钢渣含量增加而减小，但其28 d 抗压强度的变化幅度较小。采用复合胶凝材料和尾矿制备的混凝土试样，在钢渣用量占6.5%、尾矿用量占87%时，所制得的混凝土28d抗压强度可以达到21.5MPa，理论上可以制得孔隙率为43%，强度等级为MU10的混凝土空心砌块，且可以消耗大量的钢渣、铁矿尾矿等工业废弃物。

【关键词】钢渣；尾矿混凝土；柠檬酸渣；力学性能

一、前言

钢渣是炼钢过程中产生的废渣，其产量约为钢产量的15～20%，大量钢渣的存放不仅占用土地，还会污染周围的环境。我国的钢渣中，70%是化学组成及矿物组成与硅酸盐水泥熟料相似的转炉钢渣，具有一定的潜在胶凝性能[1]，在适当条件下可以发挥出水化活性，在建材中可以单独或是与水淬高炉炉渣组合，起到替代一部分水泥的作用[2]。铁矿尾矿是铁矿石经加工、磁选后排放的矿物废料，主要成分为石英以及方解石、白云石等矿物，采用无尾矿库开采工艺后，大量尾矿的处理和处置问题尤为突出。研究表明[3]，水泥在水化过程中与石英颗粒能较紧密地结合，其结合能力仅次于石灰石和白云石。因此，若能无害地将铁矿尾矿作为骨料用于混凝土砌块的生产，不仅可以减低砌块生产成本，还可以有效地消化尾矿，减轻其对环境的污染。……