摘要:研究鋼渣深層次的技術開發，鋼渣基礦物聚合物與水泥，混凝土高性能。歸納高性能的內涵的幾個方面，即：1。高耐久性、2。高力學性、3。高體積穩定性、4。高工作性、5經濟合理性。
關鍵詞:鋼渣、聚合物、水泥。混凝土，高性能
0 引言
鋼渣是鋼鐵工業的廢渣，約占鋼鐵總產量的10～15％，是一個巨大的污染源。鋼渣開發的最大矛盾就是鋼渣體積穩定性、活性。由于鋼渣是經過1500度以上的高溫，堿含量在0.1%左右不可能造成堿骨料反應。武鋼鋼渣MgO含量在6～9 %，最高達11%不可能造成安定性問題。我們也做個長達五年的亞鐵安定性試驗、含鐵與不含鐵的強度對比試驗。結果證實：體積穩定性與含鐵無關。經過長達七年的試驗，大量的數據證實，鋼渣的體積穩定性罪魁禍首是f CaO。
鋼渣活性最高的時候，f CaO高，等f CaO消解了，活性也失去很多，鋼渣中部分f CaO用沸煮法檢測安定性合格，試體在一年以后至五年的時間里出現裂紋等安定性問題。
我們用新渣和老渣做安定性的對比試驗，新渣從9個月～2年半，出現安定性問題，老渣也有少數問題，一粒鋼渣兩年后造成裂紋，三年后裂紋擴大造成磚的斷裂。今年五年了斷裂成兩半的磚又出現許多小的裂紋，這使我們對鋼渣重新認識，由于f CaO相對集中在某些顆粒中，徹底解決問題還是將鋼渣制成微粉，然后制成各種產品，才能從根本上解決產品的質量問題。將鋼渣進行無害處理和無害使用才能達到零排放。
1 鋼渣聚合物水泥
采用“礦物雜交”的方法，利用各種工業廢渣化學成分礦物組成“雜交”后，形成新的礦物組成，通過激發制成為水硬性聚合物材料[1]，具有揚長避短優勢疊加的功效。
1.1 試驗材料與方法
⑴ 鋼渣：武鋼三煉鋼熱潑渣
⑵ 水渣：武鋼六號高爐渣
⑶ 粉煤灰：武漢青山熱電廠濕排灰
⑷ 石膏：武漢紙房安舒鄉
⑸ 試驗方法：《GB—177》
1.1.1 化學成分、物理性能
材料化學成分及礦物組成見表1；
鋼渣聚合物水泥強度見表2；
水泥作強度試驗見表3；
鋼渣聚合物水泥作摻合料與PⅡ水泥不同摻量的強度發展曲線圖
1.1.2結論
鋼渣聚合物水泥，即可當作水泥用，又可作摻合料用，都具有較高的力學性，單用時終凝時間在10—12小時左右，脫模時間延長5—15小時左右。隨著PⅡ水泥摻量大于20%時，凝結時間正常，強度增大。
1.2 礦聚合物水泥的抗凍性能試驗
抗凍性能試驗是為了了解我們使用的P.O425級水泥及開發的聚合物水泥，低熱膨脹水泥的抗凍性能，以及用水渣顆粒替代砂作為一種細骨料，抗凍性能的一種探索。為這些產品在嚴寒地區使用提供依據。
1.2.1 試驗方法
⑴ 試驗強度檢驗執行GB—177
⑵ 試驗成型28d以后開始做抗凍試驗
⑶ 冷凍溫度采用－25℃，溶解溫度采用20℃，凍溶各2小時，為一個循環，20次循環做一次強度檢測試，共40次循環。
⑷ 以質量損失大于5％，強度損失大于25％結束循環。
1.2.2 抗凍試驗：
（一般抗凍性試驗采用－20℃，20℃各2小時為一個循環）共20次循環
表4 抗凍試驗
1.2.3 試驗結論
（1）P.O425級水泥的水泥抗凍性能都很好，其中聚合物水泥、低熱膨脹水泥的抗凍強度降低幅度小，降中有升比P.O425級的抗凍性更好。
（2）水渣顆粒替代砂作細骨料的抗凍性能良好，可以提高抗折強度。
（3）P.O425級水泥、聚合物水泥、低熱膨脹水泥及礦渣顆粒替代砂的水泥制品可在嚴寒
地區使用。
1.3 低熱膨脹水泥
用鋼渣微粉配制的低熱膨脹水泥強度及測量值。
1.3.1試驗方法
由于我廠沒有做膨脹水泥的試驗設備，采用做膨脹劑的檢驗標準，《Jc476—2001》限制膨脹率材料將水泥457.6g加膨脹劑62.4g共520g為膨脹水泥的稱量，其余不變。強度檢驗，將水泥396g加膨脹劑54g共450g為強度試驗稱量，其余不變。
1.3.2膨脹水泥強度及測量值
表5 膨脹水泥強度及測量值
注：D5是膨脹水泥中所用熟料的強度
1.3.3 試驗結果與分析
鋼渣微粉配制的低熱膨脹水泥，各項指標都達到《Jc476—2001》，抗折、抗壓、7d水養、28d水養、21d空 養 的 目 標 值 。
1.4 膨脹劑
用鋼渣微粉配制的膨脹劑（CMA）
1.4.1材料，試驗方法
⑴ 鋼渣微粉配制的膨脹劑（CMA）
⑵ 亞東PⅡ水泥作基準水泥
⑶ 檢驗標準《Jc476—2001》
⑷CMA型膨脹劑的化學成分見表6
表6 CMA 型膨脹劑的化學成分
1.4.2 鋼渣膨脹劑的測長值
⑴ 由于我們對鋼渣膨脹劑的強度做過多次檢驗，水泥加了膨脹劑以后，強度不但沒有下降反而提高了，因此，后面的試驗只做膨脹值。
⑵ 鋼渣膨脹劑的測長值見表7
表7 鋼渣膨脹劑的測長值
1.4.3 結果與分析
鋼渣做膨脹劑，7d水養測長值有時偏低，但是，28d水養測長值還是不錯。特點：鋼渣做膨脹劑21d空養收縮值小。
1.5 運用實例
我廠2002年8月用φ2.2×7(m)的磨機生產了幾十噸鋼渣聚合物水泥用于本廠食堂前的一地坪，水泥強度用《GB-177》檢測（檢測結果乘上0.83為《GB-17671》近似值）
表8 鋼渣聚合物水泥強度表
表9 鋼渣聚合物水泥砼強度 （Mpa）
⑵ 馬鋼74年用鋼渣礦渣水泥配制C20砼，建成的試驗樓，84年測試的抗壓強度達100 Mpa，
現在30多年過去依然完好[2]。
2 總結論 關鍵詞 （鋼渣 聚合物 高性能）
⑴ 鋼渣聚合物水泥
鋼渣聚合物水泥力學性能好，尤其是抗折強度高于其他品種水泥，抗壓強度7d達40Mpa左右，28d達50Mp左右，3個月達60Mpa左右。抗凍性能突出，不足就是凝結時間普遍較長，脫模時間普遍延長5～15h。做水泥可單獨用，做摻合料可以與水泥同時使用當PⅡ水泥的摻合量大于20%時，凝結硬化，脫模時間都趨于正常。強度增大。
⑵ 膨脹劑
鋼渣配制的膨脹劑，力學性能完全達到標準值，21d空養收縮值小，28d水養測長值達標，7d水養測長值有時偏低。
⑶ 低熱膨脹水泥
鋼渣配置的低熱膨脹水泥，各項指標強度值，膨脹值，凝結硬化、抗凍、抗滲都達到《JC476-2001》的標準及相關標準。
⑷ 鋼渣礦物聚合材料：
鋼渣礦物聚合材料能夠提高水泥及混凝土性能，即抗凍性、抗滲性、抗碳化，耐磨性、耐久性、高力學性、低熱、微膨脹、抗收縮、脆性系數小抗裂性好、低需水性、常溫使用及低成本是鋼渣聚合物的最大亮點。
3．高性能水泥
2006年5月國際Nanocem討論會上，[3]高性能水泥的粗略的定義：“高性能水泥是由一定的水泥熟料，石膏和礦物外加劑粉磨獲得的水泥，具有更好的工作性，力學性和耐久性”
廉慧珍教授等主張[4 ]針對各個不同工程的特點和需要，對混凝土提出滿足具體要求的性能和耐久性的設計。
筆者認為可將高性能水泥描述為一定量的水泥熟料，配以能滿足高性能混凝土要求礦物聚合材料，適量的石膏粉磨獲得的水泥，或以通用水泥配以的滿足混凝土設計要求的礦物聚合材料的混合均化物為高性能水泥。
由于高性能涉及的方方面面很多，采用將各種材料分別粉磨后，配制成為一種大家認可的高性能基準水泥通常使用。在此基礎上混凝土有什么要求可以與廠家協商，單配專用這種模式是否可行。
