鋼渣混凝土在隔離墩工程中的應用

程先海

（上海兆捷實業(yè)發(fā)展有限公司，上海 201801）

0 前言

按照“減量化、再利用、資源化”原則，大力推進循環(huán)經濟發(fā)展，從生產源頭減少固體廢物的產生，并延伸和拓寬生產鏈條，促進產業(yè)間的共生耦合，形成資源循環(huán)利用體系，變廢為寶、化害為利，使資源得到有效合理利用是大宗工業(yè)固體廢物綜合利用的最有效方式。

鋼渣混凝土的研究在我國已經有多年，主要集中在混凝土的性能研究（如耐磨、耐久性能等），缺少針對鋼渣應用于混凝土的配制和應用技術研究，也造成了鋼渣混凝土只應用于一些鋼鐵企業(yè)道路工程和水利保灘試點工程。上海寶田新型建材有限公司（以下簡稱甲方）正是基于上述原因，委托我司配合開展鋼渣固體廢物綜合利用試驗研究工作。將鋼渣混凝土應用到隔離墩工程。

根據(jù)甲方委托要求，使用寶鋼廢渣資源，配制強度等級為 C30 鋼渣混凝土，混凝土中各種廢渣總用量所占比例大于 30%（重量）。

1 試驗用原材料性能檢驗

1.1 水泥

試驗用海豹水泥廠生產的 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，經檢驗其各項性能指標符合 GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》標準要求。其中 28d 平均抗壓強度達到50.9MPa，抗折強度達到 8.5MPa。

1.2 鋼礦渣復合粉

試驗用寶鋼 0～5mm 轉爐滾筒渣與 5～25mm 電爐熱潑渣的鋼礦渣復合粉。經檢驗其各項性能指標符合GB/T 18046—2017《用于水泥、砂漿和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》和 GB/T 20491—2017《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》標準要求。

（1）鋼渣微粉：比表面積≥450m2/kg，活性指數(shù)：7d≥55%，28d≥75%，安定性合格。

（2）鋼礦渣復合粉：比表面積≥400m2/kg，活性指數(shù)：7d≥75%，28d≥95%，安定性合格。

1.3 粉煤灰

試驗用寶鋼 C 類—Ⅱ級粉煤灰，經檢驗其各項性能指標符合 GB/T 1596—2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》標準要求。細度 20%。

1.4 外加劑

試驗用上海靈鶴化工有限公司生產的羧酸類混凝土泵送劑 SLH-997，經檢驗其各項性能指標符合GB 8076—2008《混凝土外加劑》標準要求，減水率17%。

1.5 細骨料

（1）滾筒鋼渣砂：試驗用甲方提供的滾筒鋼渣砂，細度模數(shù) 3.1，替代 50% 左右的混凝土細骨料。經檢驗其各項性能指標滿足 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》要求。安定性合格，M.Fe＜1.0%。其顆粒級配見表 1，基本性能見表 2。

表1 鋼渣砂篩分分析

（2）黃砂：蕪湖寶達建材有限公司，細度模數(shù)2.0，經檢驗其各項性能指標滿足 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質量及試驗方法標準》要求。

1.6 粗骨料

（1）人工碎石：浙江舟山市錦東建材有限公司生產的 5～25mm 人工碎石，經檢驗其各項性能指標滿足JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質量及試驗方法標準》要求。

表2 鋼渣砂基本性能

（2）電爐鋼渣石：試驗用甲方提供 5～25mm 電爐鋼渣石，替代 30% 左右的混凝土粗骨料，經檢驗其各項性能指標滿足 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質量及試驗方法標準》要求。安定性合格，M.Fe＜1.0%。其顆粒級配見表 3，基本性能見表 4。

表3 鋼渣石篩分分析

2 鋼渣混凝土配合比與驗證試驗

按照 GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能試驗方法》、GB/T 50081—2002《普通混凝土力學性能試驗方法》進行鋼渣混凝土配制與驗證試驗。

試驗氣溫 25℃，相對濕度 74%，混凝土試塊標準養(yǎng)護。

經檢驗混凝土拌合物性能良好，凝結硬化正常；硬化混凝土的力學性能等滿足規(guī)范要求。

鋼渣混凝土隔離墩用配合比見表 5。

試驗室小型攪拌機拌制混凝土，實測坍落度 80mm，7d 抗壓強度 24.1MPa，28d 抗壓強度36.1MPa，28d 抗折強度 6.63MPa。

生產用大型攪拌機拌制混凝土，實測坍落度 100mm，7d 抗壓強度 22.3MPa，28d 抗壓強度34.5MPa，28d 抗折強度 6.29MPa。

3 鋼渣混凝土道路隔離墩制作

隔離墩澆筑尺寸：隔離墩長 2.0m、高 0.8m、上寬0.2m、下寬 0.4m，隔離墩數(shù)量為 100 個。混凝土凝結正常，拆模后正常養(yǎng)護，強度發(fā)展基本和普通混凝土相似。表觀和普通混凝土一樣。交付使用一年后，沒有發(fā)現(xiàn)爆裂現(xiàn)象，其他混凝土指標和普通混凝土一樣，后續(xù)會繼續(xù)觀測實體。中試生產取得成功。得到各方的認可和鑒定通過。并以此配合比為基礎，澆筑了部分廠區(qū)道路，水下灌注樁，河道擋墻等結構，均取得成功，沒有發(fā)現(xiàn)異常。圖 1 為鋼渣混凝土隔離墩澆筑施工現(xiàn)場，圖2 為混凝土養(yǎng)護現(xiàn)場，圖 3 是制成的隔離墩成品。

圖1 鋼渣混凝土隔離墩澆筑

圖2 混凝土帶模養(yǎng)護

圖 3 鋼渣混凝土隔離墩

4 結論

通過本試驗研究，使用寶鋼的固體廢棄物資源，配制出性能良好的 C30 鋼渣混凝土，并成功應用在混凝土道路隔離墩工程中。

配制的 C30 鋼渣混凝土其固體廢棄物達 30% 以上，可以為企業(yè)獲得減免稅提供依據(jù)。也為尋找天然骨料的替代品指出了方向，既利用了廢棄物，又節(jié)約了資源，符合當下綠色建材生產的政策導向。

表4 鋼渣石基本性能

表5 鋼渣混凝土配合比 kg/m3