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矿渣、水渣加气混凝土砌块技术资料

粒状高炉矿渣

在炼铁过程中，从高炉内排出的熔融状态的废渣液，经水淬急速冷却成为松散多孔的细小玻璃态颗粒，叫粒状高炉矿渣，俗称水淬矿渣或水渣，是一种良好的活性材料。随着工业技术的发展，水渣目前已被水泥工业大量作为活性混合材。在加气混凝土行业，前苏联使用比较广泛，而在我国，目前只有少数工厂仍在使用。

1.矿渣的物理特性和化学成分

粒状高炉矿渣为外观呈白色、灰白色、黄色或黄绿色的松散小颗粒。其颜色与矿渣的化学成分和水淬条件有关。颗粒粒径通常在10mm以下，大多在0.5~5mm之间，堆积密度500~800kg/m3,密度为2.59g/cm3左右。

矿渣的化学成分主要是CaO、SiO2、Al2O3、MgO、和Fe2O3,还有少量的硫化物（CaS、MnS、FeS）少数矿渣还有TiO2、P2O5等。表2-2列出了我国一般矿渣的化学成分波动范围。

表2-2我国一般矿渣及水泥熟料得化学成分

2.矿渣的活性

由于矿渣的化学成分与水泥熟料相似（CaO含量较低），并在急冷过程中固化，具有较高的玻璃体含量。因此，有着潜在的活性，在少量激发剂（石灰或水泥）的作用下，可以表现出胶凝性。矿渣的这种活性，主要取决于自身的化学成分、矿物组成和水淬条件，同时，也于应用矿渣的方法及环境有关。

3.矿渣的质量评价

矿渣的化学成分，矿物组成比较复杂，还由于成粒条件不同而产生的结构差异，都从本质上影响矿渣的质量。而不同激发剂的存在，又影响矿渣的活性发挥，使其表现出来的活性也不一样，这就造成了评定矿渣质量的复杂性。

用化学成分分析来检定矿渣的活性，虽然还不够全面，没有涉及到矿渣内部结构，但是用这种方法已能说明矿渣的本质特性，所以是目前国内评价高炉矿渣的主要方法。

根据国标GB302，矿渣质量好坏按以下三个方面进行评估：

（1）质量系数[(CaO+ MgO+ Al2O3)/（SiO2+ MnO+ TiO2）]不得小于1.2质量系数反映了矿渣中的活性组分CaO 、MgO、Al2O3与非活性组分SiO2 、MnO 、TiO2之间的比例，质量系数愈大，则矿渣的活性愈高。

（2）以MnO计，锰化合物含量不大于4%；以计。钛化合物含量不大于10%；以F计，氟化合物含量不大于2%。

（3）淬冷处理必须充分，堆积密度不大于1.1kg/l；未经充分淬冷得块状矿渣，经直观剔选，以重量计不大于5%,最大尺寸不大于100mm。

4.矿渣在加气混凝土中的作用

磨细的水淬矿渣在饱和的Ca(OH)2溶液中，会产生显著的水化反应，有明显的胶凝性能，即矿渣的潜在活性被激发和释放出来，显示出水化和硬化的能力。在加气混凝土料将中，当原材料中有生石灰时，生石灰水化生产Ca(OH)2；在水泥作为其钙质材料时，水泥中C3S、C2S等硅酸盐矿物也水化生成Ca(OH)2，使料浆呈碱性，因而可以激发矿渣的活性，而开始进行水化反应。

5.对矿渣的质量要求

（1）颗粒松散、均匀，外观呈淡黄色或灰白色，有玻璃光泽，无铁渣及硬渣大块。

（2）化学成分

Ca(OH)2 ≥ 40%

Al2O3 9~16%

SO3 0.8~1.6%

Cl-- ＜ 0.02%

CaO/SiO2 ＞ 1

6.水泥—矿渣—砂加气混凝土

水泥—矿渣—砂加气混凝土是在水泥—砂加气混凝土工艺的基础上发展而来的。其特点是采用水泥为钙质材料，并尽可能多地以矿渣代表水泥，以减少水泥用量。由于目前高炉矿渣的应用前景广阔，矿渣已不再是无用的工业废料而供应渐趋紧张。许多原以矿渣为原料的加气混凝土生成企业，逐步改用水泥—石灰—砂工艺。

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