矿渣微粉的性能及其在混凝土中的应用性探究
时间：2021-01-10 04:00:27 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：目前，我国的水泥行业进行了结构性的整合，高炉矿渣的需求量在下降，然而我国钢铁行业却呈现繁荣的景象，大量的高炉矿渣需要处理，所以深入研究如何处理高炉矿渣并对其再加工是当前需要解决的问题，而矿渣微粉和粉磨的生产正好顺应了时代的发展，其可以有效解决钢铁企业处理工业废渣难的问题，并可以保护环境。
关键词：高炉矿渣；矿渣微粉；混凝土
当前工业废渣是钢铁行业主要的附属产品，而工业废渣中以高炉矿渣为代表，高炉矿渣是高炉冶炼生铁时从石灰石和白云石分解出的一种带有 CaO 和MgO与其他灰分和杂质的熔融物。高炉矿渣是水泥行业中是混合材料的主要原料，特别是在立窑水泥生产企业用于加速水泥熟料中的游离钙消解，可降低水泥成本、增加水泥产量。按标准规定，矿渣水泥是在熟料和矿渣中加入适量石膏，共同混合粉磨或先分别粉磨熟料、矿渣和石膏，再按适量配比充分混合而成，大量的高炉矿渣可以被利用并降低混凝土的水化热，并提高其耐久度。
1 矿渣微粉的性能分析
矿渣微粉对高炉矿渣进行加工处理后形成的建筑材料，其具有易碎难磨的物理特性，因为相比水泥熟料，矿渣微粉的玻璃体含量高，所以其与水泥熟料进行粉磨时，必定很难磨细，并严重影响潜在活性的发挥。但是如果能够高炉矿渣分开粉磨，其活性是可以发挥的。所以活性较高的矿渣微粉是可以取代水泥并被应用到混凝土之中的，而且还有利于提高混凝土的整体性能。矿渣微粉加进混凝土后，可以防止由于热化反应造成的混凝土膨胀开裂的结果，此外，由于矿渣微粉含有较多的钙矾石结晶，基于这样的特性，其可以显著降低混凝土的孔隙率，降低氯离子的渗透，形成对钢筋的防腐保护层。
2 矿渣微粉的实践性应用考察
2.1 矿渣微粉在国外的实践应用
矿渣微粉是一种很细的粉体，其是基于对高炉矿渣进行烘干和粉墨的过程之后所形成的，基于以上对矿渣微粉性能的分析，可以认为其具备了成为优质混凝土掺合料的条件，并且还是水泥的较好混合材料。目前，对矿渣进行单独粉墨的生产工艺研究在国外已经较为普遍，特别是近些年以来，美国、日本和加拿大等国家都将矿渣微粉作为掺和混凝土的基本材料，并被广泛应用于不同类型的建筑工程之中。在欧洲方面，矿渣微粉作为掺和混凝土的建筑原料也很普及，掺和了矿渣微粉的水泥制品已经占据欧洲总水泥产量的20%，几乎各种混凝土结构的建筑中都使用了掺和了矿渣微粉的水泥；东南亚地区特别是新加坡的矿渣微粉的应用也很普及，并被广泛应用到了商品混凝土的掺和中。
2.2 矿渣微粉在我国的应用前景
矿渣微粉在我国的大量应用始于《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣微粉》国家标准的实施，该标准与2000年12颁布并实施，基于这样的国家政策和法律规范的推动，地方关于矿渣微粉的标准也都进行了修订，上海和北京的城市建设中的建筑工程都大量采用了矿渣微粉掺和的混凝土，基于矿渣微粉良好的性能，建材商和建筑商都十分推崇矿渣微粉型的混凝土，并且我国的十二五规划也进一步明确了要发展混凝土搅拌站，推广矿渣和粉煤灰的超细粉磨的政策，因此，矿渣微粉在我国国内的市场应用前景十分宽广。
3 矿渣微粉的技术标准
矿渣微粉是基于对高炉矿渣为原料而制成的，所以其技术标准的制定依赖于高炉矿渣的自有含量，但是其与高炉矿渣的成分大体是相当的，只是由于氧化的程度不同会使得其氧化物的含量有所不同。特别是矿渣中的酸碱度的不同会是矿渣的氧化物的酸碱度不同，我们一般以矿渣中碱性氧化物和酸性氧化物含量的比值M 大小来区分。
目前理论界一般认可的标准是酸性矿渣的胶凝性差，而碱性矿渣的胶凝性好，所以矿渣微粉的选择应当偏向于碱性矿渣，所以当M值趋高时，其活性度也就越高，同时以我国gB203-2008的水泥标准来看，我们可以使用质量系数K来评定矿渣的质量，K值越大，则矿渣的质量越好，活性越高，则其生产出的矿渣微粉的活性也就越高。
4 矿渣微粉的生产分析
4.1 矿渣微粉与粉煤灰的混合
粉煤灰的主要成分有二氧化硫、三氧化铝、三氧化铁和氧化钙等，其是煤电厂的主要排放物，也是我国主要的工业废渣，粉煤灰的球状玻璃体含量高，在矿渣粉磨的同时掺入一定量的粉煤灰，对粉磨过程能起到“润滑作用”和“助磨作用”，其结果是磨机产量有所提高。另一方面，粉煤灰的活性不及矿渣高，为保证原矿渣微粉活性不降低，粉煤灰掺量则不能过大，应控制在 10%以内。在混凝土中掺加粉煤灰，具有节约水泥和细骨料用量。
在矿渣微粉中掺入一定量的粉煤灰可以增强混凝土的拌和料的流动性，减小泵送阻力，改善由于矿渣微粉的掺入所导致的混凝土粘聚性提高，最后可以使得混凝土获得较好的流动性和粘聚性，另外，通过将粉煤灰掺入矿渣微粉的过程，我们也可以照顾到混凝土早期强度与后期强度的变化，在早期强度硬化阶段，粉煤灰的火山灰效应是迟于水泥熟料水化阶段的，因此矿渣微粉的火山灰效应可以得到很好发挥，增强混凝土的早期强度，而在后期粉煤灰的火山灰效应则可以持续性的增强后期混凝土的强度。
4.2 矿渣微粉与石灰石的混合
石灰石是主要的建筑材料，同时也是其他工业的原料来源，其基本成分是碳酸钙，而在经过相应的处理之后，其含量会出现相应的变化，而具备不同的特性，主要成分含量有二氧化硅 、三氧化二铝、三氧化二铁和氧化钙等。石灰石是生产水泥的主要原料，其使用最广泛的方面应当是应用于硅酸盐水泥的制作。水泥行业对建筑业的发展至关重要，特别是在我国房地产行业和国民经济迅速发展的阶段，在矿渣微粉中掺入石灰石可以有效增产，并能提高矿渣微粉的7d活性，此外定量的石灰石粉磨可以有助于混凝土水化的速度，促进促进其早期强度的发展；同时对水泥需水量的降低有促进作用。
5 结语
高炉矿渣是工业废渣的主要来源，其对环境的危害是深远的，但是对工业废物的有效利用是当前环境保护的重要方式之一，因此矿渣微粉的生产可以有效消化大量的高炉矿渣，减少其对环境的危害，矿渣微粉在混凝土中的应用主要是其与粉煤灰和石灰石的掺和，并在这种掺和中提高混凝土的性能，减少水泥用量。因此本文通过对矿渣微粉性能的分析，及其在国内外实践性应用的分析，最后通过将其与定量的粉煤灰和石灰石的混合，期望能对混凝土的制作和性能有所改善，并使得废物利用产生较为客观的环境效应和经济效应。
