探析特细矿渣粉生产现状和市场前景

作者：段接柱 高俊 单位：唐山钢铁集团有限公司

1超细矿渣粉的性能、应用范围与生产工艺

1.1可以降低混凝土的水泥用量，国家标准规定混凝土中心温度与表面温度的温差不得超过25℃。在混凝土强度一定的情况下，掺加超细矿渣粉，可大幅降低水泥用量，同时可推迟热峰的出现时间。

1.2可以提高混凝土的抗渗性，试验发现，试块在2.5MPa压力下恒压48h，其试件上端面无一渗水，说明掺入超细矿渣粉的混凝土有相当好的抗渗性。

1.3可以提高混凝土的抗冻性，研究表明：混凝土的胶凝材料用量、水胶比、引气性能等是影响混凝土抗冻性的主要因素。混凝土水胶比大时，其游离态有害水多，硬化后内部孔结构差、孔隙率大，则受冻融循环破坏的几率大。当在混凝土中引入大量细微的均匀气泡时，这些细微气泡即细微空间可以作为体积膨胀的“缓冲阀”，降低和避免其它物理和化学反应引起的破坏。经试验表明，掺入超细矿渣粉的混凝土，其抗冻性能明显高于普通混凝土。

1.4可以提高混凝土的抗裂性，混凝土在硬化过程中，由于化学减缩、冷缩和干缩等原因会引起体积收缩，其收缩值为自身体积的0.04%左右。这些收缩会给混凝土的体积稳定性带来很大的危害。试验表明，掺入超细矿渣粉的混凝土，会产生适度的微膨胀，在钢筋和骨料的约束下可产生一定的预压应力，以抵消混凝土在硬化过程中产生的拉应力，补偿部分水化热引起的温度应力，减少和避免混凝土裂缝的产生。

1.5可以提高混凝土的耐腐蚀性，超细矿渣粉中含有丰富的活性SiO2等，能够与水泥的水化产物Ca（OH）2进行二次水化反应，从而降低了混凝土硬化后水泥胶体与SO42-反应生成钙矾石的机会，一定程度上抑制了SO42-等离子的侵蚀破坏。另外，超细矿渣粉的掺加减少了水泥用量，从而减少了水泥引入的碱含量，降低了混凝土发生碱———集料反应的破坏可能性。

1.6可以延长混凝土结构的使用寿命，Mehta（美特）整体论模型指出：“一个不透水但存在微裂缝且多孔的混凝土经侵蚀冷热循环、干湿循环混凝土结构微裂缝增加、相连水的渗入、有害物质侵蚀混凝土膨胀、钢筋锈蚀、碱骨料反应、水结冰、硫酸盐侵蚀使混凝土强度和刚度降低开裂破坏与整体性丧失。”该模型清楚地表明：混凝土的不透水性是任何物理、化学破坏过程中的第一道防线。因此，超细矿渣粉在混凝土的应用对混凝土的可持续发展（既节约利用混凝土原材料，提高混凝土结构耐久性）有着非常重要的意义。

2矿渣粉的应用范围

2.1可配制高强度混凝土配制C50混凝土，采用目前的水泥有相当的难度。那么，配制C60、C70甚至C80混凝土，就必须掺加超细矿渣粉（以及高性能外加剂）才能够完成。

2.2可用在大体积混凝土施工中矿渣粉用在大体积混凝土施工中，可以降低水泥用量和水化热，推迟热峰的出现时间，有效地防止诸如裂缝等问题的产生。

2.3矿渣粉的生产工艺目前，各大钢铁企业采用较多的是立磨粉磨矿渣技术。立磨系统是利用磨辊与磨盘加压、挤压、剪切、粉碎原理进行水渣粉磨的一种全负压式磨机。中间仓储存的水渣经皮带秤计量，由皮带输送机送到锁风喂料双翻板阀，再经中心溜管进入磨盘中心。磨盘由主电动机通过减速器带动恒速旋转，磨盘上的物料在离心力的作用下同时完成绕磨盘中心的圆周运动和沿磨盘直径方向的径向运动进入粉磨区域。磨盘边部设有挡料圈，使物料在磨盘上形成粉磨层，通过磨辊与磨盘的挤压、剪切等作用对物料进行粉磨。粉磨后的物料在离心力的作用下甩出盘边落在挡料环处，被高速上升的热气流带入磨机上部的选粉机中进行分选。细粉随热气流进入收尘器收集起来，再经斗式提升机送入成品库；粗颗粒则沿选粉机内壁返回磨盘与新进入的物料一起粉磨；没有被热风带起的铁渣和难磨物料排出磨外。在多次循环及物料输送过程中，物料颗粒与热气体间进行快速热交换完成烘干过程。

3超细矿渣粉的市场前景

由于超细矿渣粉主要用于掺和到水泥中，因此，水泥市场的变化直接影响到超细粉市场的发展。随着水泥行业近几年来高速增长，超细矿渣粉也达到了前所未有的市场需求，所有的产品供不应求，不断被刷新的产量和销量等数据印证了超细粉行业的发展。随着国家宏观政策的调整，超细粉行业迅速走出低谷。目前我国仍处于经济高速发展时期，经济发展对水泥的需求量依然旺盛，这也随之带动了超细粉行业的发展。即使需求增速放缓，但从工业化进程和人均消费水泥增长规律两个方面的情况分析，超细粉行业仍有很大的发展空间。从国际市场看，虽然全球经济萎缩，但是我国的矿渣粉末化发展趋势没有发生根本改变。生铁可能将稳定生产甚至还会增产，为高炉矿渣的产生提供了稳定的原料保障。水泥工业也要求添加矿渣粉作为掺和料，以降低成本，改善环境。而商品混凝土市场将持续增长，矿渣粉的掺入可以降低商品混凝土的成本，提高其性能。从纯技术角度考虑，矿渣粉末化的粉磨设备和应用技术也日趋成熟，为矿渣粉的应用提供了技术支持。因此，我国的高炉矿渣的粉末化发展前景是广阔的。

矿渣微粉是一种具有可持续发展和环保性的“环境协调型绿色建筑材料”。磨细矿渣粉在生产水泥时，可以减少水泥熟料用量；在配制混凝土时，可以减少水泥用量。这不仅降低了生产成本、节约了不可再生资源、变废为宝、保护了生态环境，而且改变了目前盲目追求扩大熟料生产能力及其用量过大的现状，这本身就是水泥工业可持续发展中最有效的节能减排。作为掺合料配制高性能混凝土是传统混凝土技术的突破，矿渣微粉的开发利用为处理废渣开创了一条新的道路，不仅适应了水泥工业结构调整的需要，同时节约了资源和能源，保护了环境，具有很高的经济及社会效益，值得推广应用。