高炉重矿渣在混凝土骨料中的应用

金军

【摘要】本文介绍了天然碎石、卵石、河砂等混凝土主要材料资源逐渐枯竭的现状，采用高炉重矿渣替代天然砂石配制预拌混凝土的研制与应用，找出资源重新再利用的新路。

【关键词】高炉重矿渣、天然砂石、预拌混凝土

前言：高炉重矿渣是炼铁工艺排出的废渣，经破碎用于建筑施工场地的回填和道路的铺垫。近年来，由于天然碎石、卵石、河砂等混凝土主要材料资源逐渐枯竭，如找不到替代品，混凝土行业会面临主材短缺或运费增高的生存危机。

1、利用本钢高炉重矿渣的化学成分稳定，体积未出现膨胀收缩导致爆裂的特点做预拌混凝土的粗、细骨料。这种稳定的结构符合混凝土骨料的要求。

2、本钢高炉重矿渣的表观密度为2520㎏/ m3，是碎石密度的93%-95%。堆积密度为1270㎏/ m3是碎石密度84%-85%，空隙率是碎石的1.3-1.4倍。因此，本钢高炉重矿渣与天然碎石、河砂的物理性能接近，可替代逐渐枯竭的天然碎石河砂，可用于强度等级C30以下普通混凝土骨料。

3、高炉重矿渣的空隙率较大，吸水量比一般碎石高，多孔状的重矿渣强度较低一般为普通碎石强度的45%-50%。由于重矿渣吸水率大，保水性能好。因此，矿渣混凝土拌合物的泌水率比碎石混凝土低30%-40%。

4、由于矿渣表面粗糙，密度变化较大，在和易性相近的情况下其砂率比普通碎石混凝土高些，通常增加2%-5%。

二、工艺原理

应用“冶金高炉重矿渣资源再利用”的科研成果，将废弃的高炉重矿渣加工成混凝土中的粗细骨料。通过对高炉重矿渣化学成份物理性能和水泥适用性的试验研究使至成为替代自然资源枯竭的碎石、卵石、河砂的新产品，符合节能减排环保的基本国策。

三、施工工艺流程及操作要求

四、操作要点

1、矿渣混凝土配合比设计。

1.1基本规定

（1）配合比设计按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55—2011执行。

（2）混凝土水灰比宜小于等于0.5，不同水灰比的矿渣混凝土强度的变化规律与普通碎石混凝土相似。但大坍落度混凝土抗压强度低于普通碎石混凝土强度5%以内。

（3）矿渣混凝土适于双掺技术，当掺入二级以上粉煤灰或细度大于350㎡/kg的矿渣粉时其和易性较好，强度高于未掺合料的混凝土。

（4）配合的设计中，宜掺适量外加剂，减少用水量。

1.2原材料质量要求

（1）水泥宜采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，质量标准应符合GB175-2007质量要求

（2）粗骨料选本钢高炉重矿渣，加工而成，粗骨料粒径宜选5mm～31.5mm，细骨料粒径宜选0～5mm。质量应符合JGJ52-2006标准要求。

（3）外加剂宜采用高效减水剂，其减水率不应小于12%。质量应符合《混凝土外加剂GB8076-2008》的规定。

（4）矿物掺合料选用一、二级粉煤灰和细度大于350㎡/kg的磨细的矿渣粉。

（5）矿渣混凝土拌合用水养护用水质量应符合《混凝土用水标准》JGJ63-2006的规定。

2、矿渣混凝土的拌制

2.1矿渣混凝土拌合时，必须按照试验部门签发的混凝土配合比投料，未經技术负责人同意，严禁擅自更改。

2.2矿渣混凝土拌制时应使用强制搅拌机

2.3矿渣混凝土组成的配料均为重量计称量的允许偏差不应超过表5.2.2的规定。

3、矿渣混凝土的运输

3.1运输矿渣混凝土的车辆，容器必须将杂物清理干净，不得混入杂物。

3.2运输过程中不应发生分层漏浆、泌水现象。运输和泵送过程中严禁随意加水。

3.3采用混凝土罐车运输矿渣混凝土时，整个运输过程直至卸料浇筑其是时间不应超过矿渣混凝土的初凝时间。

4、矿渣混凝土的浇筑

4.1浇筑前应检查模板的标高和尺寸，确定正确无误后方可进行浇筑。

4.2大体积矿渣混凝土施工采用条形浇筑，分层振捣，分层厚度为300mm-500mm。分层浇筑时，上下层间隔的时间不得超过混凝土初凝时间，且上层混凝土应超前覆盖下层混凝土。

4.3入模温度宜控制在5℃～35℃。

5、矿渣混凝土的养护和冬期施工与普通混凝土相同

6、矿渣混凝土的质量验收

6.1矿渣混凝土施工质量验收应参照《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002中的相关规定执行。

6.2矿渣混凝土的粗、细骨料入场前按YB/T4178-2008标准执行。

五、结论

1、重矿渣替代天然砂、石配制的混凝土具有良好的工作性、力学性能和耐久性，减少了重矿渣对环境污染，保护城市的生态环境，符合可持续发展政策，该项目具有良好的经济效益和社会效益。

2、应用重矿渣配制的C30以下的混凝土与普通砂石骨料配制的混凝土相比，各项物理力学性能基本相同，经辽宁省工程质量检测中心对重矿渣混凝土C30以下强度等级的检验，各项指标满足国家有关标准的指标要求，该产品达到国内同类产品的先进水平。

3、该产品经本钢路桥建设工程有限公司等单位的试点应用，取得较好的应用效果，可广泛应用于各类工业民用建筑的C30及C30以下的混凝土工程中。