钢渣应用于透水混凝土制品中的力学性能分析

汪 德 伍勇华

（1.西安建筑科技大学 陕西西安 710055 2.中冶宝钢技术服务有限公司 上海 200942）

前言

钢渣是钢铁冶炼过程中所产生的废渣，其中包含有钙、铁、镁、铝等多种氧化物。钢渣材料的二次利用，是减少环境污染的有效措施。随着我国工业化进程与城市化进程的不断推进，建筑材料的需求量呈现出了不断增加的特点。建筑材料生产行业是存在着高污染问题的行业，出于提升建筑材料制备工艺可持续发展的需要，钢渣废弃物在建筑材料生产过程中所发挥的作用开始得到了人们的关注。透水混凝土具有着吸声降噪、净化水体和改善地表土壤生态环境的作用。对钢渣在透水混凝土制品中的应用问题进行分析，有助于改善透水混凝土的力学性能与透水性能。

1 钢渣应用于透水混凝土制品的可行性

钢渣透水混凝土是一种具有环保性与生态性特征的建筑材料。钢渣在透水混凝土制品中的应用，有助于透水混凝土透水性与透气性的提升。根据一些大型钢铁企业的钢渣资源综合利用研究实践，钢铁产品生产过程中所产生的钢渣具有着耐磨性高、强度高和抗折能力高的特点[1]。现阶段此类材料已经在道路混凝土的水泥原料及混凝土掺和料等物质的生产过程中得到应用。根据钢渣材料的实际应用情况，此类材料也存在着成分波动大、稳定性差和活性低等问题。在对钢渣的优良特性进行充分发挥的基础上，将此类材料应用于透水混凝土制备过程之中，可以发挥出降低钢渣资源浪费、促进钢渣资源经济效益提升的作用，在促进节能减排的基础上，钢渣在透水混凝土制品制备过程中的应用，也有助于建筑材料生产行业的社会效益的提升。

2 钢渣应用于透水混凝土制品中的力学性能分析

2.1 原材料与试验方法

透水混凝土主要应用于道路工程之中，它可以在缓解地表径流的基础上，发挥出降低城市热岛效应的作用。骨料粒径和成形工艺是透水混凝土性能的主要影响因素。钢渣透水混凝土是钢渣应用于透水混凝土制品制备过程的产物。为分析此类混凝土制品的力学性能，试验人员可以选用钢渣集料、水泥和减水剂等材料开展实验分析。

一般情况下，钢渣透水混凝土制品的力学性能分析的试验方法主要涉及到了以下内容：①透水混凝土制品的成型方法；②透水混凝土的测试方法。在成型方法方面，试验人员可以采用的成型方法包含有插捣方式、振动方式和静压方式等多种方式。根据钢渣透水混凝土的实际应用情况，抗压试件的尺寸可以设置为100mm×100mm×100mm，在压力机静压1MPa和2MPa的情况下成型，在静压作业开展过程中，试验人员需要将静压时间控制在90s以上，加压成型也是试样制备过程中所不可忽视的内容。应用于加压成型过程的钢套筒的内径边长为100mm，高度为40mm，筒壁厚度为1.5mm。测试方法涉及到了抗压强度测试之间有着一定的联系。混凝土配合比设计，是钢渣透水混凝土制品力学性能分析过程中所不可忽视的内容，在试验开展过程中，试验人员可以将钢渣粒径分为5组，第一组的粒径为2.36～4.75mm；第二组为4.75～9.5mm；第三组为 9.5～13.2mm；第四组为 13.2～16.00mm；第五组为 16～19mm。（上述五组数据可以用A、B、C、D、E指代）钢渣用量和水泥用量可以控制为1400kg和350kg。试验过程中的水灰比可以控制为0.24、0.26、0.28、0.30和0.32，如表1所示。

2.2 试验结果分析

表1 混凝土配合比设计

抗压性能分析是混凝土制品力学性能分析工作中的重要组成部分。根据钢渣透水混凝土制品的力学性能分析试验的试验结果，钢渣透水混凝土的力学性能主要与水灰比和骨料粒径等因素之间有着较为密切的联系。表2所示的内容为水灰比和钢渣粒径在28d以后，对钢渣透水混凝土强度的影响。

表2 水灰比和钢渣粒径对钢渣透水混凝土28d强度的影响

根据钢渣混凝土的强度变化情况，在水灰比不断增大的情况下，钢渣透水混凝土在28d以后的抗压强度会有所增加，若在此基础上继续增加水灰比，钢渣透水混凝土的抗压强度会有所降低。上述现象的出现，与钢渣混凝土的自身特点之间存在着一定的联系，如在钢渣应用于透水混凝土制品以后，混凝土本身可以被看作是一种干硬化的混凝土，水泥与水混合而成的水泥浆体对骨料的均匀包裹程度会成为钢渣透水混凝土的抗压强度的主要影响因素。故而在降低水灰比以后，粘稠的水泥浆体并不能均匀包裹骨料，骨料与水泥浆体之间的粘结力的下降，会给钢渣混凝土的抗压强度带来不利的影响[2]。除此以外，骨料的粒径大小对透水混凝土内部骨架结构的影响也是人们所不可忽视的内容，在钢渣应用于透水混凝土制品制备过程以后，粒径的增加，对混凝土制品的强度的提升有着一定的积极作用。

3 结语

在钢渣应用于透水混凝土制品制备以后，水灰比是混凝土制品力学性能的重要影响因素。水灰比的增加，会让钢渣透水混凝土的透水系数有所降低，骨料粒径的增加，也可以在混凝土强度提升过程中发挥一定的作用。

[1]王宁，张凯峰，赵世冉，姚源，邓天明.钢渣透水混凝土力学性能与透水性能研究[J].商品混凝土，2016（02）：51～53+72.

[2]郑雯，王仕威，杨钱荣.掺合料对钢渣透水混凝土性能的影响[J].粉煤灰综合利用，2014，27（06）：3～6.