镁渣混凝土的研究进展

李姗姗

（宁夏大学新华学院工程与应用科学系， 宁夏 银川 750021）

0 前言

镁渣是在冶炼金属镁而产生的工业废料，镁原料经过一系列的工业生产还原出粗镁，剩余的反应物就是镁渣，镁渣颗粒较细有较好的保水性，并且其具有一定的火山灰活性和水化能力，但在还原过程中不可避免的在剩下的反应物中有约的6%的MgO[1]，现在对镁渣的研究已经有较多的成功，包含镁渣作为掺和料对混凝土强度的提高、增加混凝土的耐久性并且镁渣自身的膨胀性能够有效地抑制混凝土的收缩，现在已经有很多学者已经在不断地深入研究工业废料镁渣，并进行了大量的试验与实践，对镁渣也有了一些更准确的认识与评价，尝试将其应用到实际工程当中并且取得丰硕的成果。

本文在总结镁渣对混凝土的研究成果和应用效果的基础上，对镁渣的应用前景及其需要进一步研究的问题进行了分析，供工程技术人员参考。

1 镁渣对混凝土的研究进展

1.1 镁渣对混凝土和易性的影响

刚从工厂排出的废渣中颗粒分布不均匀，块状物也教多，但是镁渣易粉化，所以大颗粒的镁渣是不能作为混凝土的掺合料，会降低混凝土的强度。因此需过筛除去颗粒状，经浸水烘干后使用。镁渣颗粒极细，但颗粒不规则，呈棱角状，颗粒相对错动阻力较大，因此吸水性高，并且镁渣微裂隙吸收的水不易析出[2]，保水性较高，并且在与水接触时其中的CaO、MgO等会与水发生化学反应，见表1，也会消耗部分水：

镁渣在实验前通常做预浸水处理，即可以使裂隙吸水饱和，同时也可以减小镁渣水化需水量，有利于减小镁渣对流动度的不利影响。在不影响混凝土强度的前提下镁渣作为替代部分细骨料掺和进混凝土，由于镁渣的活性和细度较大，因此镁渣的取代率越大则混凝土的流动性越弱而保水性越强。

表1 镁渣化学成分/%

1.2 镁渣对混凝土强度的影响

镁渣比水泥的水化活性弱，实验将镁渣取代部分细骨料掺和进混凝土，来研究镁渣取代部分细骨料的抗压强度，实验结果证明最佳的取代率约为20%-30%。在小于这个阶段的混凝土强度与镁渣取代率呈正比，且强度与不掺镁渣的混凝土对比强度有所提高；在大于这个阶段后随着镁渣取代率增加混凝土的强度有所降低。这是由于镁渣颗粒较细，在一定掺量的范围内能够改善混凝土的级配，使混凝土的密实度增大，能够提高混凝土的抗压强度，并且含有的活性物质与水反应会增加混凝土中的胶凝物质含量，消耗的水分能减少混凝土中的气泡含量，从而使混凝土强度增高；但是当达到一定的界限之后，由于混凝土中的细骨料含量过高，中等骨料比例减少，混凝土中大骨料之间缺少骨料支撑，导致混凝土级配恶化，使混凝土的密实性降低，颗粒支撑物减少从而降低了混凝土的强度[4-5]。

2.2 镁渣对混凝土收缩的影响

混凝土干燥收缩是由于混凝土成型以后，由于水分的消耗和散失造成的体积缩小，镁渣作为细骨料能减少部分混凝土的干燥收缩，首先镁渣中的镁的化合物不稳定，与水发生反应生成的Mg(OH)2在一定的时期具有膨胀的特性，能够减少由于水分散失而造成的体积缩小，另外镁渣的颗粒较细，保水性好，能够减缓在成型之后水分散失，使水分能够更充分的和混凝土中活性物质发生反应，提高水的利用率 ，进一步减少混凝土的干燥收缩。

1.3 镁渣对混凝土抗碳化效应

混凝土在长期室外会与空气中的水和二氧化碳反应，使混凝土碱性降低，引起混凝土的腐蚀进一步危害到钢筋，因为镁渣呈碱性，能增加混凝土中碱性物质含量，包括水化生成的Ca(OH)2，都能延缓混凝土的碳化反应，因此镁渣掺量越大对混凝土的抗碳化效果越明显。另一方面镁渣的掺入能增加混凝土的密实度，和水化后的微膨胀性都能减少混凝土中的气孔，进一步降低了碳化效应[6]。

2 研究展望

现在对镁渣的研究还仅处于初级阶段，工业镁渣排放较粗放，其材料的稳定性差，需要一些特殊的处理才能使用，而用在混凝土中的研究还较少，仅限于材料方面，在实际结构中的工作性能还不了解，也就不能直接进行工程的实际应用，而未来建筑行业对混凝土的要求更高，就对镁渣的应用还有许多问题需要进一步的研究。

对工业排放的镁渣，其成分组成会有一些不稳定，尤其是遇水所产生的NH3还会引起混凝土尺寸的不稳定性，将镁渣通过浸水处理会减少相应的产物，如何提高镁渣的稳定性和利用率需要更深入的研究。现有对镁渣掺量范围的规范对镁渣掺量要求很低，还不能解决镁渣污染的问题，另外镁渣掺量小对混凝土的强度、收缩影响不明显，因此，加快对镁渣的研究在推动标准的制定上也很有意义。