钢渣作为水泥原材料的可能性的探讨

摘要：随着近几年土木建筑工程的增加，作为建筑主要材料的水泥消耗量迅速增加，水泥的生产对环境的破坏日益严重。随着建筑主要材料的钢材消耗量的增加，钢渣作为钢铁生产的副产品也大量的堆积。改良水泥的传统生产工艺，把钢渣作为水泥的生产原料应该是水泥发展的方向，也必将带来巨大的经济效益和社会效益。

关键词：钢渣；水泥原材料；经济效益；社会效益

Abstract: With the increase of the civil construction in recent years, the consumption of cement has rapid increased, thus cement production has broght increasingly serious damage to the environment. With the increase in the consumption of steel which is the main building materials, as the coproduct, steel slag has been piled up. The modified cement is to make the steel slag as a cement raw materials, which could be the direction of cement development, and will bring huge economic and social benefits.

Key words: steel slag; raw materials for cement ; economic benefits; social benefits

中图分类号：TU5 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

近几年随着国民经济的发展，道路、桥梁不断兴建，我国交通事业突飞猛进，道路工程量巨大，2009年底我国公路总里程达386.08万公里，其中高速公路6.51万公里，到2020年高速公路通车总里程将达10万公里，作为道路建设主要材料的水泥消耗量不断增加。随着人们生活水平的不断提高，居住建筑也越来越多，使得作为建筑主要材料的水泥的消耗量也不断提高。水泥的生产要大量开采原土，破坏生态环境，生产过程中产生大量废气严重污染环境，随着水泥产量的增加，对生态的破坏越来越严重。

2009年中国粗钢产量达到5.65亿吨，钢渣作为钢铁生产的副产品，达到7400万吨，而多年积存的钢渣2亿多吨。钢渣的堆积已经对环境造成了影响，充分利用钢渣，是实施循环经济、降低资源、实现国家宏观资源调配以及经济可持续发展的有效途径。

怎样才能在原有的水泥生产工艺中加入钢渣工业废料，使水泥的生产大量消耗钢渣，使水泥生产为环境的改善做出贡献，这是目前水泥生产研究的突出问题。

水泥是一种粉状材料，与水拌合后，经水化反应由稀变稠，最终形成坚硬的水泥石。水泥不仅可以在空气中硬化，而且可以在潮湿的环境甚至在水中硬化，所以水泥是一种应用极为广泛的水硬性无机胶凝材料。水泥的品种很多，用于一般土木建筑工程的水泥，包括硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥等，用于大坝、油井等的水泥有专用水泥。

传统的通用硅酸盐水泥的生产流程为：

一 将含有Cao的石灰质原料，含有Sio2A l2o2和少量Fe2o3的黏土质原料及少量校正原料按适当比例混合后在球磨机中磨细、均化制成生料。

二 将制成的生料入窑经1350~1450度高温煅烧，烧成灰色块状的水泥熟料。

三 将水泥熟料、石膏、混合材料按一定比例混合，共同磨细即制成水泥成品。

怎样在传统的水泥生产工艺中加入工业废料，目前已经亟待解决的工业废料主要有钢渣、炉渣等。

经过长期的努力，我国钢渣资源化利用技术取得了一定进展。如何安全而经济地将钢渣用于道路、房屋、水坝等工程建设中，增加钢铁工业效益，降低道路工程建设费用，有利于社会环保事业，是一个急待解决的问题。

钢渣在土木工程中的使用从几年前就已经开始了，联合国对欧美、日本等20个工业发达国家的钢渣利用状况进行调查表明，这些发达国家钢渣利用率经已接近100%，其中50-60%的钢渣用于道路工程。目前我国钢渣在土木工程中也有应用，只是还没有普及，目前钢渣的利用还仅处于道路施工的填充路基、修筑路面基层和底层阶段，钢渣在路面中的应用还处于初级阶段。

2000年开始武钢与武汉理工大学联合攻关，对钢渣集料性能与钢渣沥青混凝土路用性能进行了试验，铺筑了试验路面。研究成果申请了国家专利，并于2004年获湖北省科技进步三等奖。

2002年，武钢冶金渣公司在公司的厂道上进行试验段的铺筑工作。试验段全长230m,路面宽度为6. 5m，施工总面积为1495m2。试验段选用破碎过的钢渣作为集料材料，分2层进行试验段铺筑工作，从该试验段的使用效果来看，钢渣沥青混凝土路面的铺筑取得了较为理想的效果。

2003年，湖北省第一条高等级公路，武黄公路大修工程中第一次在高速公路实际工程中使用钢渣。

钢渣在公路中的应用已经得到了发展，这种发展取得了巨大的经济效益、环境效益和社会效益。然而这种应用的局限性太小，如果能将钢渣作为水泥的原材料直接加入水泥中，在生产过程中使钢渣的特性发生改变，提高水泥的各项指标，就可以将钢渣广泛地应用到各种建筑中，大大提高钢渣的消耗量。

钢渣是一种具有潜在活性的胶凝材料，主要矿物组成为硅酸二钙、硅酸三钙，与硅酸盐水泥熟料相似，目前这种水泥以经有了一定的研究，朱跃刚认为在水泥熟料粉中掺入10%~30%的钢渣粉，不影响水泥性能，徐彬等人利用烧石膏对钢渣的活性进行激发，发现钢渣水泥水化28小时时，有害粗大孔数量减少，明显改善了水泥的抗渗性与抗侵蚀性，由以上的研究成果可以看到，钢渣作为水泥的原材料，使水泥各项性能指标得到提高是可能的。使这种以钢渣作为原材料的水泥能够大面积的在土木建筑中，尤其是房屋建筑中得到大面积的应用，是可行的。这种水泥的生产会消耗大量的钢渣，可以解决工业废料问题，也能降低水泥生产的成本。这应该是目前水泥行业发展的方向，也必将带来巨大的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 张同声,刘福田,周宗辉等.钢渣粉煤灰复合水泥的研究[J].济南大学学报,2008.22(2):174-177

[2] 石小芳,徐俊鹏,唐名德.钢渣作混合材在水泥生产中的应用.[J]水泥,2006(5):35-36

[3] 李烨华.钢渣在沥青混凝土工程中的应用[J].中国废钢铁,2010,08:52-55