《鋼渣作為礦物摻合料在混凝土中套用的耐久性問題》是依託清華大學，由王強擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鋼渣作為礦物摻合料在混凝土中套用的耐久性問題
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：王強
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國的鋼渣利用率不足40%，將鋼渣作為礦物摻合料取代部分水泥，既可以大幅提高鋼渣的利用率，又為混凝土行業實現低碳經濟做出貢獻。然而鋼渣混凝土的耐久性一直是人們擔心的問題，這嚴重阻礙了鋼渣在混凝土中的套用。首先，鋼渣中有一些影響其安定性的成分，這些成分會在混凝土硬化後發生反應並引起體積膨脹，有可能將混凝土脹裂。如果鋼渣的安定性問題得不到很好的解決，那么在實際工程中任何混凝土攪拌站和施工企業都不敢用鋼渣。另外，鋼渣混凝土的碳化特性和滲透特性等經典耐久性問題也缺乏研究。本項目將系統研究造成鋼渣安定性不良的組分的水化特性，提出評價鋼渣安定性的指標，對存在安定性不良問題的鋼渣提出科學利用的建議。同時，通過研究鋼渣對混凝土碳化和滲透性的影響，以及鋼渣對複合膠凝材料漿體水化速率、內部鹼度和孔結構的影響，揭示鋼渣對混凝土碳化和滲透性的影響機理。在此基礎上，探討如何改善鋼渣混凝土的耐久性。
結題摘要
如何使鋼渣混凝土獲得良好的耐久性，是推動鋼渣作為礦物摻合料在混凝土中套用的關鍵問題。本研究針對鋼渣中游離CaO、RO相和MgO礦物的水化特性、鋼渣的安定性問題、鋼渣混凝土的耐久性問題、提高鋼渣混凝土耐久性方法等4個方面進行了研究。主要研究結論如下： （1）強鹼性環境和高溫能夠促進鋼渣活性組分的早期水化，但鋼渣中的非活性組分（RO和Fe3O4）和MgO礦物的水化程度很低；提高養護溫度能夠在一定程度上加快了影響安定性的組分的反應，當蒸養溫度達到80℃時，能夠明顯加速游離CaO的反應，破壞鋼渣硬化漿體的微結構；高溫蒸養對鋼渣中RO相和MgO礦物的反應活性影響較小。 （2）鋼渣的安定性與其游離氧化鈣的含量之間有密切的聯繫。游離氧化鈣在壓蒸條件下和標準養護條件下反應所生成的Ca(OH)2均與水泥水化生成的Ca(OH)2有所差異，游離氧化鈣生成的Ca(OH)2具有更大的比表面積或體積，容易引發混凝土的膨脹。鋼渣的安定性不良是否會引發混凝土微結構的破壞取決於多個因素，包括：鋼渣中游離氧化鈣的含量、鋼渣占膠凝材料總量的比例、混凝土的強度等級等。 （3）在保持水膠比不變的條件下，隨著鋼渣摻量增大，混凝土的很多性能降低；水膠比較低時，鋼渣對混凝土性能的不利影響的程度相對較小。在28 d抗壓強度基本相同的情況下，鋼渣混凝土的早期強度低於純水泥混凝土，但後期強度略高於純水泥混凝土；鋼渣混凝土的滲透性、乾燥收縮性能及抗碳化性能與純水泥混凝土相差不大。 （4）在鋼渣中摻入少量的矽灰即可以顯著提高鋼渣的性能（強度和抗氯離子滲透性）。鋼渣-超細粉煤灰複合礦物摻合料對混凝土強度的影響與礦渣接近，對混凝土後期滲透性的影響與礦渣接近。鋼渣中含Al2O3過高時，會使漿體的流動性保持能力明顯降低。本研究的成果對於理解鋼渣對混凝土耐久性的作用機理和指導鋼渣在混凝土中套用起到理論指導的意義。
