单掺砂状钢渣混凝土的抗压强度试验研究.pdf

8 2 刘攀 单掺砂状钢渣 混凝 土的抗 压强度 试验研 究 文章编号 ： 1 0 0 6 -2 6 1 0 ( 2 0 1 5 1 0 2 0 0 8 2 0 2 单掺砂状钢渣混凝土 的抗压 强度试验研 究 刘 攀 ( 新疆水利水电勘测设计研究院， 鸟鲁木齐8 3 0 0 0 0 ) 摘要： 使用砂状钢渣等量代替混凝土中细集料配制钢渣混凝土， 针对钢渣混凝土的强度指标 ， 围绕水胶比、 钢渣 掺量等影响因素进行试验研究。试验结果表明： 砂状钢渣在混凝土中的最优掺量是3 0 ， 并且在水胶比一定时， 相 应最优掺量钢渣混凝土2 8 d以上龄期强度均接近或超过普通混凝土。 关键词： 混凝土； 砂状钢渣 ； 抗压强度； 细骨料 中图分类号 ： T V 4 3 1 6 文献标识码 ： A D O I ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 6 - 2 6 1 0 2 0 1 5 0 2 0 2 1 St ud y o i l Te s t s o f Co mpr e s s i v e St r e n g t h o f Co nc r e t e M i x e d wi t h St e e l S l a g i n S a nd Sh a pe LI u Pa n ( X i i a n g Wa t e r R e s o u r c e s a n d H y d r o p o w e r I n v e s t i g a t i o n D e s i g n a n d R e s e a r c h I n s t i t u t e ， U r u mq i 8 3 0 0 0 0 ， C h i n a ) Abs t r a c t ： Th e s t e e l s l a g i n s a n d s ha pe r e pl a c e s t h e f i n e a g g r e g a t e i n e q u i v a l e n t q ua n t i t y t o mi x t he s t e e l s l a g c o n c r e t e Ai mi n g a t t h e s t r e n g t h o f t he s l a g c o n c r e t e，t e s t s a r e pe rfo r me d ba s e d o n t h e i mpa c t f a c t o r s s u c h a s wa t e r -c e me n t i t i o u s r a t i o，qu a nt i t y o f s t e e l s l a g mi x e d ， e t c T h e t e s t s p r e s e n t t h a t t h e o p t i m u m q u a n t i t y o f s t e e l s l a g mi x e d i n c o n c r e t e i s 3 0 F u r t h e r m o r e ， t h e s t r e n gt h( a b o v e 2 8 d ) o f t he c o n c r e t e wi t h c o r r e s p o n di n g o p t i mu m q u a n t i t y o f t h e s t e e l s l a g mi x e d，wh i l e t h e wa t e r c e me nt i t i o us r a t i o i s f i x e d，i s c l o s e t o o r hi g h e r t ha n t ha t o f t h e o r di n a r y c o n c r e t e Ke y wor ds： c o n c r e t e；s t e e l s l a g i n s a n d s ha pe；c o mp r e s s i v e s t r e n g t h；fin e a g gre g a t e 钢渣是钢铁厂在冶炼钢铁时产生的废渣 ， 它主 要是 由钙 、 硅 、 铁 、 镁和少量的锰 、 铝等元素的氧化物 组成 ， 其 内部还含有少量 的游离态氧化钙及金属铁 等 。据调查显示 ， 在美 、 日等国家 ， 有相当一部分钢 渣被用作冶金的回炉烧结料 j ， 其余 的被用在土木 工程和道路工程 中。当然还有些被用在农业 当中， 作为一种肥料来改善土壤 的性质 。钢渣本身具 有很高的抗压强度和很好的耐久性 ， 这就使得其可 以作为混凝土的掺和料 。 本试验选择粒径范围小于 5 1 1 1 3 1 部分的砂状钢 渣 ， 按照一定比例代替细集料配制混凝土 ， 研究其对 混凝土抗压强度的影响。 l 原材料 水泥为新疆 天山水泥厂生产 的 4 2 5 R型普通 硅酸盐水泥 ； 砂状钢渣是产 自新疆八一钢铁厂 已除 收稿 日期 ： 2 0 1 4 1 0 2 0 作者简介 ： 刘攀( 1 9 8 7 一) ， 男 ， 安徽省太和 县人 ， 硕士研究 生 ， 主 要从事水利水电工程设计工作 铁的钢渣原渣 ， 经过人工筛选所 得粒径小 于 5 ml n 部分 ， 并按照细集料 的级配 ， 配制细度模 数 t =2 8 的砂状钢渣 ， 表面分布蜂窝状孔隙 ， 其饱和面干吸水 率为 7 1 4 ； 细集料选用乌拉泊水库上游乌鲁木齐 河中的水洗砂 ， 细度模数 =2 8 (区) 中砂 ， 含泥 量为 0 3 4 ； 粗集料采用乌拉泊水库上游乌鲁木齐 河中的河卵石 ， 级配连续 ， 含泥量为 0 2 1 ， 其压碎 指标 6 =2 5 (I类 ) ； 拌 和用水 为实 验室 中 自来 水 ； 减水剂是新疆格辉科技有 限公 司生产的 F D N高 效减水剂 。 2 试验设计 2 1 试 验 方法 试验中， 测定拌和物的坍落度后 ， 将拌 和物置于 1 5 0 mm x l 5 0 mmx l 5 0 m m试模内振动成型， 3个试件 为 1 组 ， 在恒温恒湿的环境下 ( 温度为 2 5 、 湿度为 9 6 ) 养护 2 4 h 后脱模， 然后置入恒温恒湿条件下养 护 1 、 3 、 7 、 2 8 、 6 0 d龄期 ， 达到龄期后进行抗压强度试 验。其中， 抗压强度试验参照 G B T 5 0 0 8 1 - 2 0 0 2 ( 普通 混凝土力学性能试验方法标准 进行试验。 西北水 电 - 2 0 1 5年 第 2期 8 3 2 2 试 验 方案 试验前对所使用砂状钢渣进行预吸水 ， 使其达到 饱和面干状态。试验采用 0 3 0 、 0 3 5和 0 4 0三种水 胶 比， 在不同水胶 比中， 将饱和面干状态砂状钢渣按 照质量百分 比分别等量代替混凝土中细集料。该试 验以 1 0 、 2 0 、 3 0 、 4 5 四个砂状钢渣掺量进行试 验。钢渣混凝土抗压强度试验配合 比见表 1 。 表 1 单掺砂状钢渣混凝 土抗压 强度试验配合 比表 试验 编号 水 砂状钢 鱼 塑堕 堑 旦量 坍落 胶渣掺量水 钢 7 k 小石 减水度 比 泥 渣 ( 5 3 1 5 m m)剂 m m 由表 1 可知 ， 配合 比拌制 的钢渣混凝 土坍 落度 均在 1 8 0 2 0 0 mm之间， 并且拌和物具有 良好 的保 水性和粘聚性 ， 混凝 土未 出现严重泌水或者离析现 把砂状钢渣作为混凝土拌和料 时， 砂状钢渣 的最优 掺量是 3 0 。砂状钢渣在本试验掺量范 围内， 混凝 土 1 2 8 d抗压强度增长速度较快 ， 而 2 8 d之后的 抗压强度增长速度较慢。 表 2 预 吸水砂状钢 渣混凝土强度试 验结果表 由分析可知 ， 砂状钢渣掺量对不 同水灰 比的混 凝土抗压强度影响呈现 出相似的规律性 ， 预吸水砂 状钢渣在一定程度上对混凝土的抗压强度有增强作 用。因此 ， 单从抗压强度角度看 ， 把砂状钢渣作为混 凝土的拌和料时 ， 砂状钢渣 的最优掺量是 3 0 。砂 状钢渣在生产 中应用时 ， 应特别注意砂状钢渣掺量 对混凝土强度的影响 ， 其掺量应控制在合理范围内。 象 ， 因此判定新拌制混凝土合格。 3 试 验结果 与分 析 4 结语 单掺砂状钢渣混凝土抗压强度试验共 1 2组 ， 按 表 1中配合 比配制混凝土 ， 试验 中所选砂状钢渣为 饱和面干状态 ， 并制作混凝土标准抗压强度试件 ， 在 恒温恒湿环境 中养护 ， 分别测试 龄期为 1 、 3 、 7 、 2 8 、 6 0 d的试件混凝土抗压强度 ， 试验结果见表 2 。 由表 2可以看 出， 不 同水胶 比的预吸水砂状钢 渣混凝土 ， 各龄期抗压强度整体上随着掺量 的增大 先增大而后减小 ， 呈现出良好的规律性 ； 混凝土中砂 状钢渣掺量为 3 0 时， 2 8 d抗 压强度最 大， 且高于 对照组混凝土的强度 。其 中， 在混凝土 中砂状钢渣 掺量3 0 时 ， 龄期 2 8 、 6 O d混凝土抗压强度随着 砂状钢渣掺 量 的增加 而增 大， 且 砂状 钢渣 掺量 为 3 0 时混凝土抗压强度最大 ； 当砂状钢渣 的掺量 3 0 时， 钢渣混凝土 的抗压强度 随着砂状钢渣掺量 的增加而下降。因此 ， 从混凝土抗压强度角度看 ， 在 水胶 比是影响钢渣混凝 土抗压强度 的主要 因 素 ， 一般而言 ， 钢渣混凝土的强度随着水胶比的增大 而减小。不同水胶 比的预吸水砂状钢渣等量代替细 集料配制混凝土， 各龄期抗压强度整体上随着掺量 的增大先增大而后减小 ， 呈现 出良好 的规律性 ； 混凝 土中砂状钢渣掺量为 3 0 时 ， 2 8 d抗压强度最 大， 且高于对照组混凝土 的强度 ， 3 0 为砂状钢渣 的最 优掺量 。 参考文献 ： 1 石青 美国钢铁渣T业 的发展概况一 钢铁渣综合利用 考察报告 J 硅酸盐建筑制品 ， 1 9 8 0， ( 4 ) ： 3 1 3 5 2 T h e S l a g S e c t o r i n t h e S t e e l I n d u s t r y C T h e J a p a n I r o n a n d S t e e l F e d e r a t i o n Ni p p o n S l a g As s o c i a t i o n To k y o U ni v e r s i t y o f T o k y o ， 2 0 06： 1 3 2 3 吕林女 ， 何永 佳 ， 丁庆军 利用磨细钢 渣矿粉 配制 C 6 0高 性能 混凝土的研究 J 混凝土 ， 2 0 0 4， ( 6 ) ： 5 1 5 3 4 刘 攀 ， 侍克斌 ， 努尔开力 依孜特罗甫 ， 等 钢渣高性 能混凝土 抗 压强 度及早期抗裂性能研究 J _ 混凝土 ， 2 0 1 4 ， ( 5 )： 5 7 5 9