钢渣混凝土在隔离墩工程中的应用

程先海

（上海兆捷实业发展有限公司，上海 201801）

0 前言

按照“减量化、再利用、资源化”原则，大力推进循环经济发展，从生产源头减少固体废物的产生，并延伸和拓宽生产链条，促进产业间的共生耦合，形成资源循环利用体系，变废为宝、化害为利，使资源得到有效合理利用是大宗工业固体废物综合利用的最有效方式。

钢渣混凝土的研究在我国已经有多年，主要集中在混凝土的性能研究（如耐磨、耐久性能等），缺少针对钢渣应用于混凝土的配制和应用技术研究，也造成了钢渣混凝土只应用于一些钢铁企业道路工程和水利保滩试点工程。上海宝田新型建材有限公司（以下简称甲方）正是基于上述原因，委托我司配合开展钢渣固体废物综合利用试验研究工作。将钢渣混凝土应用到隔离墩工程。

根据甲方委托要求，使用宝钢废渣资源，配制强度等级为 C30 钢渣混凝土，混凝土中各种废渣总用量所占比例大于 30%（重量）。

1 试验用原材料性能检验

1.1 水泥

试验用海豹水泥厂生产的 P·O42.5 普通硅酸盐水泥，经检验其各项性能指标符合 GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》标准要求。其中 28d 平均抗压强度达到50.9MPa，抗折强度达到 8.5MPa。

1.2 钢矿渣复合粉

试验用宝钢 0～5mm 转炉滚筒渣与 5～25mm 电炉热泼渣的钢矿渣复合粉。经检验其各项性能指标符合GB/T 18046—2017《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》和 GB/T 20491—2017《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》标准要求。

（1）钢渣微粉：比表面积≥450m2/kg，活性指数：7d≥55%，28d≥75%，安定性合格。

（2）钢矿渣复合粉：比表面积≥400m2/kg，活性指数：7d≥75%，28d≥95%，安定性合格。

1.3 粉煤灰

试验用宝钢 C 类—Ⅱ级粉煤灰，经检验其各项性能指标符合 GB/T 1596—2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》标准要求。细度 20%。

1.4 外加剂

试验用上海灵鹤化工有限公司生产的羧酸类混凝土泵送剂 SLH-997，经检验其各项性能指标符合GB 8076—2008《混凝土外加剂》标准要求，减水率17%。

1.5 细骨料

（1）滚筒钢渣砂：试验用甲方提供的滚筒钢渣砂，细度模数 3.1，替代 50% 左右的混凝土细骨料。经检验其各项性能指标满足 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》要求。安定性合格，M.Fe＜1.0%。其颗粒级配见表 1，基本性能见表 2。

表1 钢渣砂筛分分析

（2）黄砂：芜湖宝达建材有限公司，细度模数2.0，经检验其各项性能指标满足 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石质量及试验方法标准》要求。

1.6 粗骨料

（1）人工碎石：浙江舟山市锦东建材有限公司生产的 5～25mm 人工碎石，经检验其各项性能指标满足JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石质量及试验方法标准》要求。

表2 钢渣砂基本性能

（2）电炉钢渣石：试验用甲方提供 5～25mm 电炉钢渣石，替代 30% 左右的混凝土粗骨料，经检验其各项性能指标满足 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石质量及试验方法标准》要求。安定性合格，M.Fe＜1.0%。其颗粒级配见表 3，基本性能见表 4。

表3 钢渣石筛分分析

2 钢渣混凝土配合比与验证试验

按照 GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能试验方法》、GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法》进行钢渣混凝土配制与验证试验。

试验气温 25℃，相对湿度 74%，混凝土试块标准养护。

经检验混凝土拌合物性能良好，凝结硬化正常；硬化混凝土的力学性能等满足规范要求。

钢渣混凝土隔离墩用配合比见表 5。

试验室小型搅拌机拌制混凝土，实测坍落度 80mm，7d 抗压强度 24.1MPa，28d 抗压强度36.1MPa，28d 抗折强度 6.63MPa。

生产用大型搅拌机拌制混凝土，实测坍落度 100mm，7d 抗压强度 22.3MPa，28d 抗压强度34.5MPa，28d 抗折强度 6.29MPa。

3 钢渣混凝土道路隔离墩制作

隔离墩浇筑尺寸：隔离墩长 2.0m、高 0.8m、上宽0.2m、下宽 0.4m，隔离墩数量为 100 个。混凝土凝结正常，拆模后正常养护，强度发展基本和普通混凝土相似。表观和普通混凝土一样。交付使用一年后，没有发现爆裂现象，其他混凝土指标和普通混凝土一样，后续会继续观测实体。中试生产取得成功。得到各方的认可和鉴定通过。并以此配合比为基础，浇筑了部分厂区道路，水下灌注桩，河道挡墙等结构，均取得成功，没有发现异常。图 1 为钢渣混凝土隔离墩浇筑施工现场，图2 为混凝土养护现场，图 3 是制成的隔离墩成品。

图1 钢渣混凝土隔离墩浇筑

图2 混凝土带模养护

图 3 钢渣混凝土隔离墩

4 结论

通过本试验研究，使用宝钢的固体废弃物资源，配制出性能良好的 C30 钢渣混凝土，并成功应用在混凝土道路隔离墩工程中。

配制的 C30 钢渣混凝土其固体废弃物达 30% 以上，可以为企业获得减免税提供依据。也为寻找天然骨料的替代品指出了方向，既利用了废弃物，又节约了资源，符合当下绿色建材生产的政策导向。

表4 钢渣石基本性能

表5 钢渣混凝土配合比 kg/m3