摘要：闡述了鋼渣資源循環利用的重大意義及國內外研究的現狀，綜述了目前鋼渣在建筑方面的應用
　　關鍵詞：鋼筋混凝土；碳化原理；影響因素
　　1 引言
　　隨著隨著鋼鐵工業的迅速發展，鋼渣的排放量在不斷增加。鋼渣是鋼鐵工業主要廢渣之一，每年排放鋼渣1900萬t，有效利用率很低，鋼渣的排放量約占鋼產量的10%-15%。鋼渣作為廢棄物遺棄，不僅占用良田，還污染了環境。由于鋼渣種類多，再利用技術難度大，牽涉面廣，處理和利用一直未得到實際的開拓和發展。有效循環利用鋼渣并將其作為二次資源已在國內外備受關注，如何充分利用現有的鋼渣資源，開發附加值高的產品，已成為我國國民經濟建設能否可持續發展的大事，為了減少鋼渣對環境的污染及響應我國可持續發展戰略，我國針對鋼渣作為二次資源利用進行了廣泛研究。到目前為止，鋼渣綜合利用所涉及的主要領域有：制作水泥、鋪筑路面與回填工程材料、返回冶金再用、作農肥和酸性土壤的改良劑及用于廢水處理等，并且在這些方面已經取得了顯著成果。
　　隨著建筑業的迅速發展，混凝土用量越來越多，對水泥的需求量也越來越大。解決鋼渣堆積量及污染環境等問題，有效吸納大量鋼渣的很好途徑就是將其用于生產水泥，而且用鋼渣作混合材生產的水泥具有耐磨、抗蝕、低水化熱、微膨脹及長期強度等優點，常用于特殊工程中，如道路工程、地下工程、防水工程和大體積工程等[1]。這不僅有效地緩解鋼渣堆存帶來的大量問題并改善了環境、變廢為寶，改善水泥的某些性能，提高經濟效益，節約能源和資源，而且為建材開辟了新的資源，同時有效緩解了資源緊缺問題，對于實現資源的可持續發展具有十分重要的意義。目前，鋼渣利用已成為鋼鐵工業和建筑材料工業共同關注的焦點。
　　2國內外研究現狀
　　國外在鋼鐵工業蓬勃發展初期開始對鋼渣進行研究，一些冶金工業發達的國家，對鋼渣的開發和使用起步較早。1970年美國認識到鋼渣并不象高爐渣那樣有很大的應用潛力，但由于鋼渣外觀像結塊的水泥熟料，其中夾帶一些鐵粒，鋼渣具有很高的抗磨性，在1979年日本開始研究鋼渣在道路中的應用。經過兩年的跟蹤調查及室內試驗和廠內實路試驗，證實了道路中摻入鋼渣，表面不僅提高了抗磨性，并且完全沒有因鋼渣的膨脹而造成表面破壞。近些年鋼渣的利用越來越受到重視，利用率不斷提高。聯合國對歐美、日本等20個工業發達國家的鋼渣利用狀況調查表明，這些國家的鋼渣利用率己接近100%，其中50%-60%用于道路工程，15%-20%用于化肥，10%-15%用于回燒后再利用，10%-15%用于水泥工藝[2]。鋼渣主要是金屬爐料中各元素被氧化后生成的氧化物、被侵蝕的爐襯料和補爐材料、金屬爐料帶入的雜質等物質組成。由于鋼渣具有與硅酸鹽水泥熟料相近的化學成分和礦物組成[3]，具有相當的化學活性，在一定的環境條件下經電解水化作用后，呈現性能比較穩定、強度較高、顆粒均勻的粒狀物。因此可廣泛應用于工業與民用建筑、水利、道路和機場等建設工程。近年來各國將鋼渣應用于道路工程的數量愈來愈多，特別是美國和日本已制定了鋼渣道路材料的技術標準和施工規范。
　　我國鋼渣生成量占鋼鐵產量的10%-25%，隨著鋼鐵總產量的不斷提高，大量的鋼渣堆積不能及時處理，不但占用大量土地面積，降低了鋼鐵企業的經濟效益，更嚴重污染周圍環境。目前，國內的鋼渣還未得到很好的綜合利用。為了充分利用現有的鋼渣資源，開發附加值高的產品，鋼渣的二次資源循環利用已成為我國國民經濟建設能否可持續發展的大事，并針對鋼渣二次資源循環利用進行了廣泛研究。近幾年來上海各鋼廠均己建立了鋼渣處理生產線，對鋼渣的推廣使用具有重要意義。2001年由北京首鋼開發了“首鋼鋼渣綜合利用生產線開發與應用”項目，使首鋼的鋼渣綜合利用率達到95%以上，這不僅改善環境、變廢為寶，而且提高了企業的經濟效益，節約了能源和資源，達到了經濟、環保、社會三種效益。
　　3鋼渣在建筑方面的應用
　　3.1鋼渣在水泥領域的應用
　　1.生產鋼渣水泥
　　由于鋼渣中含有與硅酸鹽水泥熟料相似的硅酸二鈣(C2S)和硅酸三鈣(C3S)，鋼渣的生成溫度高，結晶致密，晶粒較大，水化速度緩慢，因此可以以鋼渣為主要成分，加入一定量的其他摻合料和適量石膏，經磨細而制成的水硬性膠凝材料稱為鋼渣水泥。鋼渣水泥的摻合料還可以是礦渣、沸石、粉煤灰等。鋼渣、礦渣中都含有少量水泥熟料礦物而具有潛在水硬性。如果是將鋼渣與礦渣組合生產鋼渣水泥，由于水化時鋼渣水解放出Ca(OH)2的速度很慢，溶液的堿度較小，因此礦渣玻璃體解聚并不強烈，因而早期強度很低，28天以后強度才會有增長。為了提高水泥的強度，有時還可加入質量不超過20%的硅酸鹽水泥熟料，一定量的激發劑石膏、碳酸鹽或氫氧化物等。由于鋼渣水泥的生產工藝簡單，目前，中國就有50多家鋼渣水泥廠，年產鋼渣水泥超過300萬t，鋼渣水泥可廣泛用于民用建筑的梁、板、樓梯、砌塊等方面；也可用于工業建筑的設備基礎、吊車梁、屋面板等方面。由于鋼渣水泥具有微膨脹性能和抗滲透性能等特點，還廣泛應用在防水混凝土工程方面。
　　2.作為水泥摻合料
　　由于鋼渣中含有少量水泥熟料礦物而具有潛在水硬性，同時還含有較高的Fe2O3，很適合替代鐵礦粉用于水泥生產的摻合料。摻入鋼渣粉摻合料后水泥的水化熱有所降低，因而可以大大降低混凝土的絕熱升溫。這對于大體積混凝土和夏季施工來說是十分有利的。而對于大體積混凝土，造成混凝土絕熱溫度升溫的主要原因就是膠凝材料的水化熱。因此，對于混凝土的耐久性而言，最大幅度地降低膠凝材料的水化熱是十分重要的。鋼渣作水泥基材料摻合料，一般加入石膏或其他堿性激發劑。通過研究發現，利用燒石膏作為激發劑，明顯了提高鋼渣水泥早期強度[4]。水化28d后，鋼渣水泥中有害孔數量減少，孔結構性能得到改善，因此提高了混凝土的抗滲性及抗侵蝕性能。
　　3.2鋼渣作為地基材料
　　隨著建筑材料的不斷發展，一些礦物拌合料如粉煤灰、硅灰等被廣泛用于墻體材料、公路和鐵路路堤、土工結構填方工程、地基處理等方面。而對于鋼渣的變廢為寶，二次資源循環再利用，由于受其自身特有的材料化學特性制約，鋼渣開發利用還落后于其它礦物拌合料。通過不斷研究，近年來開發出了一種新型的水泥粉煤灰鋼渣樁，其力學性能介于剛性與半剛性之間，凝結后具有相當的粘結強度，將其作為復合地基可以很大幅度提高了地基的承載力。這不僅改善環境、變廢為寶，還在一定程度上緩解了資源緊缺等問題，拓展了鋼渣的應用領域。
　　3.2鋼渣在瀝青路面工程中的應用
　　隨著我國經濟不斷的發展，高速公路建設事業也迅猛的發展起來。瀝青路面結構形式也是近幾年才發展起來的一個新的面層混凝土類型，但由于發展速度之快使得大量天然集料陷于緊缺狀態，為了變廢為寶，使鋼渣資源得以綜合利用，由于鋼渣的耐磨性等特點，使得研究用鋼渣作為瀝青混凝土的替代集料得到了高度重視。近幾年，上海的各鋼鐵公司均建立了鋼渣處理工藝線，對鋼渣瀝青混凝土進行了大量的試驗研究，并且在室內試驗成功的基礎上，于1997年12月在寶山楊行鎮富楊路鋪筑了一條長為2422m，路幅寬14m的鋼渣瀝青混凝土試驗段[5]。通過一系列的觀測結果表明，鋼渣瀝青混凝土路面性能穩定，使用狀況良好，并取得了較為理想的效果。鋼渣在瀝青路面中替代普通天然集料的使用，取得了巨大的經濟效益，環保效益和社會效益。
　　4結論
　　目前，鋼渣資源化技術的開發及應用取得了一定的成果，應用鋼渣的技術已經純熟，可以大規模的推廣應用，但是受一些因素的影響使得鋼渣不能穩定可靠地應用。這就需要對鋼渣作進一步的深入研究，隨著技術的發展和社會的進步,鋼渣將有廣闊的發展和應用前景。
　　參考文獻
　　[1]李軍華.鋼渣微粉在水泥及混凝土中的作用[J].山東建材,2002,(4):21-22.
　　[2]張波,陳曉平,程小俊.鋼渣作為路用材料的應用研究[J].建筑技術開發,2004,31(3):38-40.
　　[3]陳益民,等.磨細鋼渣粉作水泥高活性混合材料的研究[J].水泥,2001,(5):1-4.
　　[4]朱桂林,等.鋼渣粉作混凝土摻合料的研究[J].廢鋼鐵,2002,(4):29-32.
　　[5]陳盛建,高宏亮.鋼渣綜合利用技術及展望[J].南方金屬,2004,(5):1-4.