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混凝土爆裂 钢渣作骨料的混凝土工程到底能否保证质量?

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  9月18日,澎湃新闻一则消息《苏一新楼盘大面积爆裂 混凝土被指掺过多钢渣》引发了业界关注和讨论,新闻表示,宜兴英伦尊邸的不少业主投诉称,他们于今年6月底拿到了房,但开始装修后普遍出现了大面积爆裂现象,房顶变得坑坑洼洼。究其原因,检查结果是英伦尊邸A地块S3、S4等十幢住宅楼所用混凝土掺入了钢渣。

  因此,关于钢渣作为骨料在混凝土工程中的应用问题引起了大家的关注,将工业废渣在混凝土中应用(用作掺合料或骨料),既能够减少工业废渣对土地的占用和环境的污染,又可以降低混凝土的材料成本,这很符合“低碳”和“可持续”的理念。 但是,如果因为工业废渣的使用,降低了工程的质量,又是得不偿失了。

  钢渣作骨料潜在风险太大

  钢渣是炼钢过程中排放的工业废渣,排放量大、利用率低。但钢渣自身存在着一些比较难以克服的问题:钢渣的易磨性差;钢渣中活性组分的活性低、非活性组分的含量大;影响安定性的游离CaO和游离MgO含量较高。因此,工程中使用钢渣作为骨料会导致钢渣骨料周围混凝土的剥落、开裂问题。

  钢渣骨料在混凝土中产生的膨胀应力是不均匀的,且部分骨料中游离CaO和游离MgO的含量过高的概率较大,因此,会在局部引起过大的膨胀应力,使混凝土的微结构发生损伤,推倒了第一张多米诺骨牌,进而由于其它钢渣骨料持续反应产生的进一步膨胀应力以及荷载、外界侵蚀性介质侵入等综合因素,会使混凝土微结构走向更深层次的损伤,以致破坏。(摘自《混凝土世界》2016年第二期《将钢渣用作混凝土骨料要非常慎重》清华大学土木系副教授王强)

  新闻中也引用了东南大学材料科学与工程学院教授、博士生导师张亚梅在《用钢渣作骨料引起的混凝土工程开裂问题案例分析》一文中的观点,钢渣混凝土分布于混凝土中,只要是用了钢渣的混凝土,钢渣处最终都会引发膨胀破坏,因此,这种分散的骨料引起的破坏最终会导致结构的整体破坏,这种形式的破坏,甚至加固都没有任何意义,只能拆除。

  张亚梅教授在文章中给出了几点钢渣预处理的方法,如陈化、消解,风化,碳化处理,蒸汽或蒸压处理等,但她表示,虽然理论上钢渣混凝土经过预处理后可以应用到混凝土中,但在实际操作中容易出现预处理过程较短、骨料中f-CaO陈化消解不完全等现象。因此,在钢渣骨料预处理措施不甚完善的条件下,不建议使用钢渣作为骨料。

  钢渣作骨料潜在风险太大,我国部分省市如浙江省就不允许钢渣作为骨料,即使是钢渣粉也严格限制掺量。一些企业为了节省成本,不顾工程质量,随意添加,苦的却是辛辛苦苦攒钱买房的老百姓。

  没有废料,只有放错地方的资源

  但从废物再利用的“低碳”、“可持续”理念出发,我国每年钢厂废渣加起来有7000多万吨,该如何利用呢?清华大学教授廉慧珍老师曾在文章中说过:没有废料,只有放错地方的资源。笔者搜索相关资料显示,国内外对钢渣资源化利用的主要途径之一就是用于道路工程,包括水泥及沥青混凝土等方式。

  随着我国道路工程快速发展,对建筑材料尤其是石料的需求量急速增加。由于钢渣的力学性能较轧制的碎石好,不仅耐磨、颗粒级配形状好,而且与沥青有良好的黏附性,能够很好地解决优质集料的不足。因此,研制优良性能的钢渣,并将其代替部分玄武岩应用于沥青混凝土的制备中,不仅能够提高沥青混凝土的综合性能,降低道路工程建设费用,同时也对提高钢铁企业的经济效益,促进钢铁行业可持续发展,加强生态环境保护具有重要意义。

  随着国家政策对海绵城市建设的大力支持,透水混凝土成为海绵城市建设的主力军,上海市宝山区按照海绵城市建设要求,利用钢渣混凝土透水材料对小区休闲广场和步道路面进行改造,取得了很好的效果。该钢渣混凝土透水材料是某集团旗下的研发机构自2005年起开始研发,经过多年研究与实践,大幅增强了钢渣产品的稳定性,并解决了高强度与透水性难兼容的行业难题。经测算,该产品的整体强度较普通路面材料高20%以上,并达到了国家标准2.5倍的高透水率。据了解,该钢渣透水混凝土产品已成功应用于多个重大项目,如上海世博园区用量超过9.1万平方米,占世博园透水地面的60%以上;此后又在上海市市政道路景观提升工程、上海嘉定新城建设、上海迪士尼旅游度假区等20多项重点工程得到应用,累计实施近50万平方米。

  目前,再生骨料的应用,很受企业的欢迎,既能降低生产成本,又能解决环境污染,但是,质量是工程建设的生命和灵魂,不能因为眼前的利益而本末倒置,那样不仅不“低碳”,反而会造成更大的污染和社会危害。

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