摘要
钢渣是钢铁厂炼钢过程中产生的废渣，其主要化学组分和矿物相与硅酸盐水
泥熟料类似，具有潜在的胶凝性能，被称为劣质的水泥熟料。但早期活性低、安定
性差等因素限制其进一步开发利用。
我国较发达国家对冶金渣的资源化利用技术起步晚、发展慢，其中对于钢渣的
利用问题尤为突出。由于对钢渣性质研究不足、资源化利用途径较少等问题，现综
合利用率不足25%，大量钢渣堆积，造成巨大的资源浪费及严峻的环境压力。本论
文主要研究了钢渣、矿渣的胶凝性能，重点对与钢渣及钢渣-矿粉复掺的力学性能
及相关的水化机理进行了分析与比较，为钢渣作为水泥混合材提供理论基础。
课题以转炉钢渣为研究对象，采用物理激发手段对钢渣进行活性激发，参考国
标GB175-2007，分析了不同掺量下钢渣、钢渣-矿粉复合粉用作水泥混合材的相
关性能，结果表明：
(1)钢渣单掺做水泥混合材，掺比应控制在15%内，其中掺比5%时，钢渣水泥
胶砂试块的3d、7d、28d龄期强度达到相应龄期纯水泥基准组强度的90.2%、93.7%、
96.8%。
(2)钢渣-矿粉复掺，两者能起到优势叠加效应，有助于水泥强度发展，其总掺
比应控制在50%内，掺50%水泥、25%钢渣、25%矿粉试验胶砂试块，其3d、28d
龄期抗折、抗压强度分别为4.3MPa、21.2MPa、8.5MPa、55MPa，满足52.5级矿
渣硅酸盐水泥强度要求。
(3)经扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析得，钢渣-矿粉水泥复合微粉
与水泥的水化产物种类相似，结构存在差异，水化产物均为层叠状Ca(OH)、絮凝
2
状硅酸钙凝胶(C-S-H)、针棒状钙矾石(AFt)晶体，水化铝酸钙(C-A-H)等水化产物。
(4)大掺量钢渣(60%以上)造成水泥安定性不良。当掺量控制在25%内，钢渣可
以作为水泥混合材应用于水泥生产中。
关键词：钢渣；矿粉；水泥混合材；水化机理；胶凝性能
Abstract
Steelslagisawasteslagproducedinthesteelmakingprocessofsteelplants.Itsmain
chemicalcomponentsandmineralphasearesimilartoPortlandcementclinker,andhave
potentialgellingproperties.However,factorssuchaslowearlyactivityandpoorstability
limititsfurtherdevelopmentandutilization.
TheresourceutilizationtechnologyofmetallurgicalslaginChinasmoredeveloped
countriesstartslateanddevelopsslowly,andtheutilizationofsteelslagisparticularly
prominent.Duetoinadequateresearchonthepropertiesofsteelslagandthelackof
resourcesforutilization,thecomprehensiveutilizationrateislessthan25%,andalarge
amountofsteelslagisaccumulated,causinghugewasteofresourcesandsevere
environmentalpressure.Thispapermainlystudiesthegelationpropertiesofsteelslag
andslag.Themechanicalpropertiesandrelatedhydrationmechanisms