1 钢渣混凝土的研究意义
近年来，我国工业发展进程的不断加快，进一步推动了钢铁行业的发展速度，作为发展中国家，我国钢铁的消耗量也随之增大｡在钢铁生产过程中，钢渣是主要的废渣，在钢铁产量不断提升的背景下，钢渣的年均排放量也逐步增大，相关调查结果显示，国内各大钢铁企业每年的钢渣排放总量约为2000万t，但是这部分钢渣的整体利用水平却并不是很高，大量钢渣的排放不但导致了资源浪费，同时还占用了大面积土地，自然环境也受到了一定程度的污染｡为了有效解决这一问题，必须提升钢渣的利用效率｡
国外一些发达国家在钢渣的利用上加大了研究力度，如美国的钢渣利用率基本上已经达到了100%，与之相比，我国的钢渣利用率较低，只有10%左右｡通过对钢渣的成分进行分析后发现，其中含有一定量的水泥熟料的主要矿物，c2S 和c3S，故此可将钢渣作为混凝土掺和料使用，业内的专家学者在进行大量试验研究后得出如下结论：在混凝土拌制过程中，可将钢渣作为粗集料使用，或是将钢渣磨成粉后作为细集料使用，由此生产出来的钢渣混凝土的各项力学性能都要优于普通混凝土，不仅如此，钢渣混凝土的耐久性和耐磨性也都比较高，由于钢渣当中含有FeO，氧化铁本身为半导体，所以可将之作为导电组分制备成导电混凝土，它的造价远远低于石墨､碳纤维等材料，钢渣在混凝土生产中的应用，除了能够减轻对环境的污染之外，还提升了钢渣的利用率，真正实现了变废为宝的目标｡为使钢渣能够在混凝土生产中获得推广应用，下面本文重点对钢渣混凝土的强度特性进行试验分析｡
2 钢渣混凝土的利用现状及其在工程应用中的效益
2.1 利用现状
我国在钢渣混凝土的研究方面起步较晚，实际应用开始于上个世纪60年代，在当时，主要的研究课题全都集中在用钢渣制备新型胶凝材料方面，掺入适量钢渣后拌制出来的混凝土虽然在水化反应后强度有所提升，但是整个水化凝结的时间过长，影响了推广应用｡到了上个世纪90年代，国内的一些研究人员在不断地试验中发现，将激发剂添加到掺有钢渣的混凝土当中，可以有效改善水化速度与凝结时间，并且还能使混凝土的工作性能获得显著提升｡同时，研究人员还发现，磨细之后的钢渣微粉可提高活性，细度越大，活性越大｡在钢渣掺入量适当的情况下，其对混凝土的强度､抗冻融及抗氯离子渗透和气体渗透能力均有极大程度地改善，经过磨细处理之后的钢渣具有良好的减水效果，并且可以与混凝土拌制过程中添加的减水剂相适应｡
2. 2 效益分析
由上文的试验结果可知，在混凝土拌合过程中掺入适量的钢渣能够提升其抗压强度，换言之，钢渣混凝土可在具体的工程中进行应用，下面重点对应用钢渣混凝土的经济效益和社会效益进行分析： (1) 经济效益｡某地区，各种原材料的价格如下： 普硅水泥： 400元/t，矿粉200元/t，钢渣粉180元/t，粉煤灰100元/t，减水剂2500元/t，中砂60元/t｡按照一定的配合比，对掺入钢渣粉的混凝土和不掺的混凝土成本进行计算，前者为225.1元/m3 ，后者为233.5元/m3｡钢渣混凝土比普通混凝土每立方米的成本低8.4元，同时，按照国家税务局颁布的免征增值税的政策，钢渣作为固体废弃物，当其掺入量达到一定时，每立方米可以免增值税10元，两者相加，钢渣混凝土的总成本比普通混凝土的总成本低了18.4元/t｡可见，钢渣混凝土具有良好的经济效益； (2) 社会效益｡如果可以在建设工程中大范围推广钢渣混凝土技术，将会产生出巨大的社会效益，具体体现在如下几个方面：可使钢渣废弃物获得有效利用，从而变废为宝，有助于降低天然资源的消耗，可减轻砂石开采引起的环境破坏； 能有效防止钢渣的大量排放，即可以节约土地，又能降低环境污染；钢渣的利用，与国家提出的循环经济政策相符，有利于提高混凝土的绿色度，对于推动我国建设行业的持续发展具有重要的现实意义｡
3 钢渣混凝土推广应用中亟待解决的问题
3.1 技术方面的问题
通过钢渣混凝土强度试验证明了掺入钢渣的混凝土抗压强度会有极大的提升，同时，钢渣的经济效益和社会效益也都非常显著，因此，可将钢渣混凝土在相关的建设工程项目中推广应用｡经过几十年的研究，我国在钢渣粉应用于混凝土方面的技术已经日渐成熟，有关的规范标准的也颁布实施，如GB/T20491等，这都为钢渣混凝土的工程应用奠定了基础｡然而，由于国内钢铁企业采用的炼钢工艺及原材料有所不同，产生出来的钢渣的化学组成､物理特性会存在一定的差别，为使钢渣能够获得大范围的推广应用，有必要加大技术方面的投入力度，建议各地方政府加大对当地钢铁企业创新能力的培育，安排充足的资金投入钢渣技术革新项目的研究，如钢渣重构技术等，借此来提升钢渣的附加值｡
3.2 配比与掺量问题
通常对一些建设工程项目进行调查后发现，钢渣粉在混凝土拌制过程中作为掺合料使用时偶尔会出现无法满足工程需要的情况，此时必须通过加入其它的掺合料来达到工程对混凝土的要求，如矿渣､粉煤灰等，这些掺合料掺入到钢渣混凝土当中后，会对钢渣混凝土的的力学及导电性能形成一定的影响，故此，为了保证钢渣混凝土的整体性能，有必要对其它掺合料的掺量及配合比问题进行研究，并通过试验测试的方法，得出矿渣､粉煤灰等掺合料对钢渣混凝土的影响程度，根据试验数据，并结合相关的理论基础知识，分析矿渣和粉煤灰对钢渣混凝土的影响机理，最终计算出其它掺合料的最佳掺量与配合比｡
3.3 钝化问题
Fe是钢渣的重要组成部分之一，混凝土中主要原材料的水泥为碱性，由此会使钢渣表面形成氧化钝化层，这样一来混凝土的导电性便会下降，如果将钢渣混凝土作为导电混凝土应用，其性能会受到一定程度的影响｡因此，钢渣的氧化钝化问题成为目前亟待解决的主要问题｡相关研究结果表明，Fe是钢渣钝化最为主要的原因，在钢渣磨粉加工中，利用磁选技术对Fe的含量进行控制，是解决钢渣钝化问题最为简单且有效的途径｡此外，也可以通过磨细处理来增强钢渣自身的活性，随着钢渣颗粒的变小，细微颗粒的填充作用能够获得更加充分的发挥，细度的增加可以进一步提高导电颗粒分散的均匀性，有助于钢渣混凝土导电性的增强｡
3.4 安定性问题
钢渣的成分较为特殊，其中除了含有Fe之外，还有大量的f-CaO(游离氧化钙) 和f-MgO(游离氧化镁)，前者在水化后，体积会快速膨胀，若是控制不当，容易引起安定性不良的情况｡如果将稳定性不良的钢渣混凝土用于实际工程项目建设当中，极有可能引起开裂等质量问题｡消除f-CaO 的方法主要有以下几种：如温水养护处理法､钢渣陈放法､热闷渣处理法等等｡虽然这些处理方法都能有效消除钢渣中的f-CaO，但温水养护和钢渣陈放必须由较大的场地，这样会导致土地的过多占用，而且处理过程中还可能引起环境污染问题｡热闷渣处理需要较为昂贵的设备，经济性不高｡因此，有必要加大这方面的研究力度，从而确保钢渣的安定性，为其在工程中的推广应用提供支撑｡
来源：《钢渣混凝土发展现状及优化途径探讨》，作者：冯璧
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