石状钢渣对混凝土抗压强度的影响分析.pdf

2 0 1 5 年第 9 期 水利规划与设计 科研 管理 DOI ：1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 6 7 2 2 4 6 9 2 0 1 5 0 9 0 2 7 石状钢渣对混凝土抗压 强度 的影 响分析 刘 攀 ( 新疆水利水电勘测设计研究院 ，新疆 乌鲁木齐 8 3 0 0 0 0 ) 摘要 ：本文使 用石状钢 渣等 量代 替混凝 土中粗 集料 配制钢渣 混凝 土 ，根 据钢 渣混凝 土的 强度指 标 围绕 着水胶 比、钢渣掺 量等影响因素进行试验研 究。试验 结果 表 明：水胶 比 0 3 0 、0 3 5 、0 4 0的预 吸水 石状钢 渣等 量代替 粗集料 配制混凝 土，龄期 2 8 d和 6 0 d的抗压强度整体上随着掺 量的增大先增大后 减小，呈现 出良好 的规律 性。该 水灰 比下 ，石状钢渣 的最优掺量是 3 0 。 关键 词 ：混凝 土；石状钢渣 ；抗压强度 中图分类 号：T U 5 2 8 0 1 文献标识码 ：A 文章编号 ：1 6 7 2 2 4 6 9 ( 2 0 1 5 ) 0 9 0 0 8 6 0 3 钢渣 是炼 钢 厂 在 冶炼 钢 铁 时 ，加 入 的 白 云石 等冶炼熔剂 和 造渣 材 料在 高 温下 分 离 出来 的互 不熔解 的杂质 。据 统计 ，2 0 0 6年 我 国钢 渣 的堆 存量约为 3亿 t ，占地 约 为 2 7 0 0万 m ，当年 新产生 的钢 渣 约 为 5 8 0 0万 t 。在 西 方一 些 发 达 国 家 的 钢 渣 利 用 率 都 很 高 ，如 美 国 和 日本 等 国 家钢渣 的利 用率 几乎 达到 了 1 0 0 ， ，在 欧洲 的钢渣利用率也达到了 6 5 以上 。但 是在我 国 钢渣 的利用率却只有 1 0 左右 ，而且钢渣 还在 以每年约 2 0 0 0万 t 左右 的速度增加 。这些 不能 被 及 时 有效 处 理 的 钢 渣 ，在 堆 放 时 不 但 会 占 用 大 量土地资源 ，同时也对 周围环境造成 了污染。截 至到 目前 ，我 国已有大量 专家学者对钢渣在 工程 中 的应 用做 了 大 量 的 试 验 研 究 ，并 取 得 了大 量 的 试 验 成 果 H 。 本试验 选 用粒 径 为 5 2 5 m m 的 钢 渣 ，按 照 一 定 比例等量代替粗骨料配制混凝土，以研究其对不 同水灰 比混凝土抗压强度的影响。 1 原材料 水泥为 4 2 5 R型普通硅酸盐水泥 ；石状钢渣是 已除铁 的 钢 渣 原 渣 ，经 过 人 工 筛 选 所 得 粒 径 5 2 5 mm部分 ，其压碎指标 8=8 5 (I 类 ) ，表面具 有蜂 窝 状 孔 隙 ，饱 和 面 干 吸 水 率 为 4 0 8 ；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 ， 粒径 52 5 ram，级 配 连 续 ，含 泥 量 为 0 2 1 ，其 8 6 压碎指标 6：2 5 (I类 ) ；拌合用水为实验室 中 自来水 ；减水剂是 F D N高效减水剂 。 2 试 验方案 试 验前 对所 使用 石状 钢渣进 行 预 吸水 ，使其 达 到饱 和面干 状 态 。试 验 共 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 石状 钢 渣按照质量百分 比分别等量代替混凝土 中粗集料。 该 试验 以 1 0 、2 0 、3 0 、4 5 等 四个 石状钢 渣 掺量进行试验。预吸水石状钢渣混凝土抗压强度试 验 配合 比见 表 1 。 由表 1可知 ，按表 中配 合 比拌制 的 钢渣 混凝 土 坍落度均在 1 8 02 0 0 mm之 间，并且拌合物具有 良 好 的保水 性 和粘 聚性 ，混凝 土未 出现 严重 泌 水或 者 离析现象，因此判定新拌制混凝土合格。而后按照 普通 昆凝土力学性能试验方法标准 G B T 5 0 0 8 1 2 0 0 2进 行抗压 强度 试验 。 3试验结果与分析 预吸水石状钢渣混凝土抗压强度试验共 1 2组 ， 按 照表 1中配 合 比配制 混凝 土 ，试验 中所选 石 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 的环 境 中养 护 ，分 别 测 试 龄 期 为 1 d 、3 d 、7 d 、2 8 d 、6 0 d的试 件 混 凝 土 的抗 压强 度 ， 试 验结果 见 表 2 。 作者简介 ：刘攀( 1 9 8 7年一) ，男 ，助理工程师 。 科研管理 水利规划与设计 2 0 1 5 年第9 期 表 1 预吸水石状钢渣混凝土抗压 强度试验 配合比 每方钢渣混凝土材料用量 k g 编号 水胶 比 石状 钢渣掺 量 坍落度 ra m 水泥 钢渣 水 砂 小石 ( 5 3 1 5 mm) 减水剂 CO 1 0 3 0 l O 5 0 0 9 9 1 5 O 7 7 6 8 8 9 5 5 0 1 9 O C0 2 O 3 O 2 O 5 O O 1 9 8 l 5 O 7 7 6 7 9 O 5 5 O l 8 5 CO 3 0 3 0 3 0 5 O O 2 9 6 1 5 0 7 7 6 6 9 2 5 5 O 1 8 2 C0 4 O 3 O 4 5 5 0 0 4 4 5 l 5 O 7 7 6 5 4 3 5 5 O 1 8 O C0 5 0 3 5 1 O 4l O 1 0 8 1 4 4 7 8 1 9 7 0 3 6 9 l 8 9 CO 6 O 3 5 2 0 41 O 21 6 1 4 4 7 8 1 8 6 2 3 6 9 1 8 3 C0 7 0 ， 3 5 3 0 41 O 3 2 3 1 4 4 7 8 l 7 5 5 3 6 9 1 8 1 C 0 8 O 3 5 4 5 41 O 4 8 5 1 4 4 7 8 1 5 9 3 3 6 9 1 8 O C0 9 0 4 0 l O 3 4 5 1 1 8 1 3 8 7 5 2 1 0 5 9 2 7 6 1 8 5 C I O 0 4 0 2 0 3 4 5 2 3 5 1 3 8 7 5 2 9 4 2 2 7 6 1 8 3 Cl 1 0 4 0 3 0 3 4 5 3 5 3 1 3 8 7 5 2 8 2 4 2 7 6 l 8 l C 1 2 0 4 0 4 5 3 4 5 5 3 0 1 3 8 7 5 2 6 4 7 2 7 6 1 8 1 表 2预 吸水石 状钢 渣混凝土强度试验结果 抗压强度 Mp a 试验编号 水胶 比 石状钢渣掺量 2 8d 6 0 d 1 d 3 d 7 d C 0l O 3 O 1 0 3 5 9 4 7 1 5 4 2 6 2 3 6 5 1 C 0 2 O 3 O 2 0 41 3 4 8 8 5 5 O 6 5 5 6 8 5 C O 3 O 3 O 3 0 4 3 2 4 9 2 5 5 3 6 8 1 71 O C 0 4 O 3 O 4 5 4 5 7 51 9 5 4 1 6 6 7 6 9 8 C O 5 O 3 5 1 0 2 4 5 3 8 5 5 O 1 5 8 3 6 2 8 C 0 6 O 3 5 2 0 2 9 2 4 3 7 51 O 5 9 3 6 3 2 C O 7 O 3 5 3 0 31 1 4 4 0 51 3 6 2 5 6 4 0 C O 8 O 3 5 4 5 3 3 6 4 4 7 4 9 8 5 9 4 6 2 5 C 0 9 0 4 0 1 O 1 6 8 3 5 1 4 3 5 5 O 6 5 6 7 Cl 0 0 4 0 2 0 l 9 0 3 6 9 4 4 7 5 2 1 5 5 4 Cl l 0 4 0 3 0 2 5 6 3 8 O 4 7 4 5 6 8 6 O 5 C1 2 0 4 0 4 5 2 7 5 41 0 4 8 3 5 6 6 5 7 3 由表 2可知 ，在混凝土中石状钢渣掺量 3 0 时 ，龄期 2 8 d 、6 0 d混凝 土抗压强度 随着石状钢渣 掺量的增加而增大 ，且 石状钢渣掺量 为 3 0 时混 凝土抗压强度最大 ；当石状钢渣 的掺量 3 0 时 ， 钢渣混凝土的抗压强度随着石状钢渣掺量 的增加而 下降。这主要是 因为 ，该 系列试验 的水灰 比较大 ， 本身水化反应所需的水分比较充足 ，而随着石状钢 渣 掺量 的增 加 ，引 入 的饱 和水 也 逐 渐增 多 ，这 就 超 过了混凝 土内养护 理论 的最大需水量 ，故强度 会有所降低 ，而且随着石状钢渣掺量的增加 ，强度 降低的更大m 。因此 ，从混凝土抗压强度角度看 ， 在把石状钢渣作为混凝土拌合料时 ，石状钢渣的最 优掺量是 3 0 。 4 结 论 水胶比是影 响钢渣混凝 土抗压强 度的 主要 因 8 7 2 0 1 5 年第9期 水利规划与设计 科研 管理 素 ，一般 而 言 ，钢 渣混凝 土 的强度 随 着水 胶 比的增 大而减小。水 胶 比 0 3 0 、0 3 5 、0 4 0的预吸水石 状钢渣等量代替粗 集料配制混凝 土 ，龄期 2 8 d和 6 0 d的抗压强度整体上随着掺量的增大先增大后减 小 ，呈 现 出 良好 的规律性 ；从 混 凝土 抗压 强 度角 度 看 ，在把石状钢渣作为混凝土拌合料时 ，石状钢渣 的最优 掺量 是 3 0 。 参 考文献 1 张雷 ，王飞 ，陈霞钢 铁渣资源开发利用 现状和发展途 径初 探 J 中国废钢铁 ， 2 0 0 6 ( 0 1 ) ： 4 2 - 4 4 2 朱桂林 ，孙树 杉2 0 0 3年冶 金能 源环 保生 产技术 会议 论文 集 C 北京 ：中国金属学会 ， 2 0 0 3： 2 5 2 2 5 7 3 石青 美国钢铁渣工业的发 展概 况 钢 铁渣综 合利 用考察 报告 J 硅酸盐建筑制品，1 9 8 0 ( 0 4 )： 3 1 - 3 5 4 MO T Z H， G E I S E L E R J P r o d u c t s o f s t e e l s l a g a n o p p o r tu n i ty t o s a v e n a t u r a l r e s o u r c e s J Wa s t e Ma n a g e me n t ， 2 0 0 1 ( 0 3 ) ： 2 8 5 - 2 9 3 5 朱桂林 2 0 0 2年 中国国际钢铁大会论 文集 C 北京 ：中国钢 铁工业协会 ， 2 0 0 2 ：1 8 9 1 9 7 6 杨波 ， 史 林钢 渣混凝 土研究现 状分析 J 中 国新技 术新产 品 ， 2 0 1 1 ( 0 7 )： 1 1 l 2 7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f J 混凝土，2 0 1 4 ( 0 5 ) ： 4 8 - 5 2 8 孙家瑛钢渣微粉对混凝土抗压强度和耐久性的影响 J 建筑 材料学报 ， 2 0 0 5 ( 0 1 )： 6 3 - 6 6 9 唐祖全 ，钱觉 时，工智 ，等钢渣混凝 土的导电性研究 J 混 凝土 ， 2 0 0 6 ( 0 6 )： 1 2 - 1 4 1 O 贾兴文 ， 钱觉时 ，唐祖全 ， 等钢渣 昆 凝 土的压敏性研究 J 材料导报 ， 2 0 0 8 ( 1 1 )： 1 2 2 1 2 4 1 1 OM J e n s e n ， P L u r a T e c h n i q u e s a n d m a t e ri a l s f o r i n t e r n a l w a t e r c u r i n g o f c o n c r e t e J M a t e ri a l s a n d S t r u c t u r e s ，2 0 0 6 ，3 9 ( 0 9 )： 8 1 7 - 8 2 5 1 2J P i e r a r d ，V P o l l e t ，NC a u b e r g Mi t i g a t i n g a u t o g e n o u s s h ri n k - a g e i n h p c b y i n t e r n a l c u r i n g u s i n g s u p e r a b s o r b e n t p o l y me r s A P r o c e e d i n g o f t h e I n t e r n a t i o n a l RI L F M Co n f e r e n c e o n Vo l u me c h a n - g e s o f H a r d e n i n g C o n c r e t e ： T e s t i n g a n d Mi t i g a t i o n C ， D e n ma r k ， 2 0 0 6 ( 0 8 )： 9 7 1 0 6 ( 上接第 7 6页) 表 5 亏缺灌溉方案综合评价值及排序 灌溉 处理 S N N MNN N S N N MN N N S N N M N N N( C K) 贴进度值 0 7 7 3 7 0 7 3 6 2 0 4 2 9 3 0 7 2 5 2 0 3 4 2 4 0 2 8 9 4 0 6 5 5 6 排序 1 2 5 3 6 7 4 4 4评价 结 果分析 由表 5可知 ，S N N处理 为番茄最 优亏缺灌 溉 方式 ，N N M处理为最劣 亏缺灌 溉方式。根据表 3 数据可知 ，S N N处理 的所有评 价指标均处 于最优 或 较 优状 态 ，表 明 该 灌 溉 方 式 下 的 番 茄 具 有 良好 的产 量 、水 分 利 用 及 经 济 效 益 优 势 。 因 此 ，综 合 评价 S NN处理 为 最优 亏缺 灌 溉方 案这 是合 理 可 信 的 。 5 结语 本文构建 了基于熵值模型的膜下沟灌 温室番茄 亏缺灌溉综合评价模型，主要结论如下 ： 1 ) 番茄前期产量 、后期产量 、二类果产量与灌 溉水分利用效率这 4项指标对 亏缺灌溉模式评价的 影 响最 大 。 2 ) 综合考虑水分亏缺对温室番茄产量和效益的 影 响 ，S N N处 理为 最优 亏缺灌 溉 制度 ，即在 膜 下 沟 灌灌溉方式下 ，番茄苗期较正常灌水量减少 2 3灌 水量 ，开花 和果实 膨大 期 、果实 成熟 与 采 收期 保持 正常灌水量是较优的灌溉模式。 8 8 3 ) 在温室番茄栽培 中，合理调亏灌溉能提高番 茄水分利用效率 ，实现节水 、高效用水 目的 ，这对 西 北 干旱缺 水地 区番 茄种 植具有 重 要 意义 。下 一 步 应 当重点研究亏缺灌溉对番茄品质的影响以及水分 调控与品质的相应机理，探寻番茄节水 、高产与优 质的灌溉制度与模式。 参考 文献 1 刘 明池 ，陈殿奎亏缺灌溉对樱桃 番茄产量和 品质的影响 J 中国蔬菜 ， 2 0 0 2 ( 0 6) ： 4 6 2 陈秀香，马富裕土壤水分含量对 加工番 茄产量和 品质 影响 的 研究 J 节水灌溉，2 0 0 6 ( 0 4 ) ：1 4 3 王峰 ， 杜太生亏缺灌溉对温室番 茄产量 与水分利用效 率的影 响 J 农业工程学报 ，2 0 l O ，2 6 ( 0 9 ) ： 4 6 - 5 2 4邵明星风沙土微灌灌溉方式和水量对玉米 生长的影响 J 水 利技术监督 ， 2 0 1 4 ( 0 2 ) ： 7 9 - 8 2 5 齐 肖华棉花膜下滴灌与常规灌溉效益 比较 J 水利规划与设 计 ， 2 0 1 4 ( 0 7) ： 6 5 - 6 7 6 张军 明宁南 山区马铃 薯灌 溉技 术研 究 J 水利 技术 监督 ， 2 0 1 4 ( 0 6 ) ： 5 3 5 6 7韩万海地下水限额控采 条件下 民勤红崖 山灌 区灌溉模式转型 研究 J 水利规划与设计 ， 2 0 1 0 ( 0 5 )： 8 1 0