《粒化高炉矿渣细骨料混凝土》介绍了粒化高炉矿渣的物理、化学特性及作为混凝土细骨料的相关试验研究:系统论述了粒化高炉矿渣细骨料混凝土的配合设计方法、力学特性及耐久性能,为推广粒化高炉矿渣细骨料混凝土工程应用提供一定的参考。
全书共分8章,第1章为粒化高炉矿渣的特性;第2章为粒化高炉矿渣细骨料混凝土的配合设计:第3章为粒化高炉矿渣细骨料混凝土的抗压强度;第4章为粒化高炉矿渣细骨料混凝土的抗拉强度及弹性模量;第5章为粒化高炉矿渣细骨料混凝土结构构件强度特性;第6章为粒化高炉矿渣细骨料混凝土的干燥收缩:第7章为粒化高炉矿渣细骨料混凝土的冻融性能;第8章为粒化高炉矿渣细骨料混凝土配合设计的建议。
《粒化高炉矿渣细骨料混凝土》可供从事混凝土制备、研究及工业副产物开发、应用的工程技术人员、科研人员和高等院校土木工程专业本科生、研究生阅读或参考。
高炉矿渣是冶炼生铁过程中所产生的固体副产物,根据排渣处理方式的不同,高炉矿渣可分为粒化高炉矿渣和高炉重矿渣两大类。从高炉排出的熔融状态矿渣自然流入冷却平台,在空气中慢慢冷却形成较致密、类似岩石的大块状物,称为高炉重矿渣。当熔融状态矿渣经水淬骤冷成粒状矿渣时,称为粒化高炉矿渣。目前在我国,高炉矿渣的水淬率已达80%。从化学成分来看,高炉矿渣是属于硅酸盐质材料,与水泥熟料有相似之处,其中粒化高炉矿渣由于水淬骤冷,熔融状态的矿渣凝固时来不及结晶形成以玻璃态为主的砂状颗粒,其具有较高的化学能,即具有一定的潜在水硬性。粒化高炉矿渣磨细后常用作水泥的混合料及混凝土的掺和料,由于粒化高炉矿渣的玻璃体含量高,在磨碎加工时对设备磨损较大且还要消耗大量能源。粒化高炉矿渣物理性质类似于天然砂,不用经过二次加工就可以直接代替天然砂用作混凝土的细骨料。
保护环境、节约资源是我国的基本国策,开展资源综合利用是实施节约资源和转变经济增长方式的具体体现,是发展循环经济、建设资源节约型和环境友好型社会的一项紧迫任务。钢铁工业是资源、能源消耗最多的行业,同时也是工业废弃物的排放大户。2014年我国的生铁产量达到7.14亿吨,约占世界总产量的一半,每生产1吨生铁平均产生高炉矿渣约450千克,据此我国一年的高炉矿渣产量达到3亿吨。“十一五”以来,我国大中型钢铁企业普遍重视钢铁废渣的科学处理和资源化利用,并取得了较好的成绩。然而基于技术、经济等多方面的原因,目前我国钢铁废渣的总体利用率还不高,相对于发达国家仍然有一定的差距。部分钢铁企业尤其是位于中西部地区的中小钢铁企业,钢铁废渣的利用率还比较低,造成了巨大的库存量,占据了大量土地资源,同时也对环境造成了一定的污染。另一方面,随着我国城市建设的快速发展,建筑规模逐年剧增,建筑用砂的需求量随之猛增,经过几十年的开采,天然砂资源已经大为减少或接近枯竭,砂资源短缺的问题日益突出,不少地区混凝土用砂的供需矛盾非常突出,同时由于大规模的采砂,对环境也造成巨大的破坏。因此,推广粒化高炉矿渣代替天然砂做混凝土细骨料,一方面可以拓展高炉矿渣的利用途径、加快钢铁废渣零排放进程,另一方面可以缓解建设用砂的供需矛盾,为创建资源节约型现代化社会提供技术支持。
1 粒化高炉矿渣的特性
1.1 高炉矿渣的生产工艺
1.2 粒化高炉矿渣的化学成分
1.3 粒化高炉矿渣细骨料的骨料特性
1.3.1 密度和含水率
1.3.2 筛分实验及颗粒显微摄影
1.3.3 压碎性能
1.4 粒化高炉矿渣细骨料品质调查
1.5 粒化高炉矿渣的环境影响
1.5.1 背景
1.5.2 粒化高炉矿渣环境安全性评估
1.6 本章小结
参考文献
2 粒化高炉矿渣细骨料混凝土的配合设计
2.1 试验概要
2.1.1 配合设计方法的考虑
2.1.2 试验内容
2.2 试验结果
2.2.1 试验Ⅰ
2.2.2 试验Ⅱ
2.3 分析与讨论
2.3.1 使用AE减水剂混凝土的工作性能(水胶比0.55和0.60)
2.3.2 使用高性能AE减水剂混凝土的工作性能(水胶比0.40)
2.3.3 使用高性能AE减水剂混凝土的工作性能(水胶比0.30)
2.3.4 使用高强度混凝土用高性能减水剂的混凝土工作性能(水胶比0.25,0.24和0.20)
2.4 本章小结
参考文献
3 粒化高炉矿渣细骨料混凝土的抗压强度
3.1 试验Ⅰ
3.1.1 试验概要
3.1.2 试验结果
3.1.3 细骨料特性与混凝土抗压强度关系的讨论
3.2 试验Ⅱ
3.2.1 试验概要
3.2.2 试验结果
3.2.3 孔隙结构与强度发展的分析
3.3 本章小结
参考文献
4 粒化高炉矿渣细骨料混凝土的抗拉强度及弹性模量
4.1 试验概要
4.2 试验结果
4.2.1 试验Ⅰ
4.2.2 试验Ⅱ
4.3 试验结果的讨论
4.3.1 抗拉强度与养护条件
4.3.2 抗拉强度与抗压强度
4.3.3 弹性模量和抗压强度
4.4 本章小结
参考文献
5 粒化高炉矿渣细骨料混凝土结构构件强度特性
5.1 试验概要
5.1.1 试验要素
5.1.2 使用材料
5.1.3 混凝土的配合
5.2 试验结果及讨论
5.2.1 混凝土拌合物
5.2.2 结构构件混凝土养护期间的温度
5.2.3 抗压强度
……
6 粒化高炉矿渣细骨料混凝土的干燥收缩
7 粒化高炉矿渣细骨料混凝土的冻融性能
8 粒化高炉矿渣细骨料混凝土配合设计的建议