鋼渣在公路工程中的應(yīng)用※礦山※

固廢※鋼鐵※公路工程※環(huán)境保護(hù)※青山綠水20202019年7月，年處理能力一百萬噸的鋼渣穩(wěn)定化生產(chǎn)線建成投產(chǎn)，地點(diǎn)：河北省辛集市。2020年6月1

日，

16公里的全鋼渣瀝青路面建成通車，項(xiàng)目名稱：國道通武線辛集段。2020年8月，30萬噸鋼渣微粉生產(chǎn)線建成投產(chǎn)，地點(diǎn)：河北省辛集市。CONTENTS01

鋼渣在公路工程中的應(yīng)用范圍及相關(guān)規(guī)范02

在推廣應(yīng)用時(shí)需要回答的幾個(gè)問題03

什么樣的鋼渣才能在公路工程中應(yīng)用04

解決鋼渣安定性問題的關(guān)鍵技術(shù)05

國內(nèi)鋼渣在道路工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀06

解決問題的途徑----鋼渣產(chǎn)業(yè)化

07

鋼渣資源化利用的未來與展望第一部分鋼渣在公路工程中的應(yīng)用范圍及相關(guān)規(guī)范1PART

01公路工程鋼渣符合道路工程中各項(xiàng)指標(biāo)要求，并且在很多方面優(yōu)于傳統(tǒng)集料，可以廣泛應(yīng)用。橋梁隧道工程在橋梁隧道工程中，鋼渣的應(yīng)用受到極大限制，嚴(yán)禁使用。PART

ONE應(yīng)用范圍相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)PART

ONE相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)鋼渣在瀝青砼路面中的應(yīng)用依據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》

JTG

F40《瀝青混合料用鋼渣》

JT/T1086《耐磨瀝青路面用鋼渣》

GB/T

24765《透水瀝青路面用鋼渣

》

GB/T24766鋼渣在水泥砼路面中應(yīng)用的依據(jù)《水泥混凝土路面用鋼渣砂應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》

YB/T

4329-2012鋼渣在道路基層中應(yīng)用的依據(jù)《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》

JTG/T

F20-2015《道路用鋼渣》

GB/T

25824-2010

《鋼渣集料混合料路面基層施工技術(shù)規(guī)程》

YB/T

4184-2018鋼渣在防護(hù)工程中應(yīng)用的依據(jù)《普通預(yù)拌砂漿用鋼渣砂》

YB/T

4201-2009

《混凝土多孔磚和路面磚用鋼渣》

YB/T

4228-2010鋼渣在橋梁隧道工程中應(yīng)用的依據(jù)世界范圍內(nèi)，尚無關(guān)于鋼渣用于橋梁隧道工程的規(guī)范出臺(tái)123鋼渣在路基中應(yīng)用的依據(jù)《道路用鋼渣》

GB/T

25824-2010

《工程回填用鋼渣》

YB/T

801-2008PART

ONE456現(xiàn)行規(guī)范中瀝青混凝土關(guān)于填料的規(guī)定：礦粉必須采用石灰?guī)r或玄武巖中的強(qiáng)基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉。鋼渣粉做礦粉，技術(shù)指標(biāo)都能達(dá)到要求，如表觀相對密度、親水系數(shù)、塑性指數(shù)等，但鋼渣是不是石料存在爭議。建議規(guī)范改為憎水

性物料。判定標(biāo)準(zhǔn)中壓蒸安定性指標(biāo)太嚴(yán)苛，建議修改放寬。相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)鋼渣基瀝青混凝土填料填料集料需要制定和修訂的鋼渣規(guī)范《混凝土多孔磚和路面磚用鋼渣》試驗(yàn)規(guī)范施工技術(shù)PART

ONE應(yīng)注明游離氧化鈣和浸水膨脹率的試驗(yàn)方法。由于規(guī)范中沒有明確試驗(yàn)方法，有的依照國標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，有的依照水泥中游離氧化鈣含量檢測的的試驗(yàn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果的可對比性差。建議現(xiàn)行規(guī)程（T0363）對活性和膨脹性試驗(yàn)方法改為（T0348）中的試驗(yàn)方法，同時(shí)修訂浸水膨脹率實(shí)驗(yàn)方法中，溫度要求是80℃,而國標(biāo)中加熱溫度是90℃,需要統(tǒng)一起來。相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》T0348中的加熱溫度，有80℃改為90℃,與國標(biāo)保持一致。填料集料需要制定和修訂的鋼渣規(guī)范《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》試驗(yàn)規(guī)范施工技術(shù)PART

ONE第二部分在推廣應(yīng)用時(shí)需要回答的幾個(gè)問題2PART

02PARTTWO需要回答的幾個(gè)問題鋼渣

形成過

程對工程質(zhì)量的影響鋼渣的產(chǎn)量與供應(yīng)對工程造價(jià)的影響CCostQQualityCCapacityPProduce鋼渣是如何產(chǎn)生的鋼渣產(chǎn)生的工藝條件煉鋼過程將鐵水、廢鋼、石灰石、礦石、白云石、瑩石以及鐵合金等物料在高溫下熔化成兩個(gè)互相不熔解的液相，對鋼水進(jìn)行脫磷、脫硫、降碳、去除有害氣體和雜質(zhì)。鋼水與雜質(zhì)由于密度不同而分離，這樣就使鋼水達(dá)到鋼種規(guī)格的要求，而雜質(zhì)則積聚了氧化物所生成的各種礦物，成為鋼渣。PARTTWO鋼渣的形成過程與巖漿巖（花崗巖、流紋巖、輝長巖和玄武巖）類似。鋼渣是如何形成的PARTTWO鋼渣產(chǎn)量是粗鋼產(chǎn)量的10%-15%。目前我國粗鋼產(chǎn)量是10億噸/年，鋼渣產(chǎn)量約為1.5億噸/年。據(jù)數(shù)據(jù)顯示：目前我國鋼渣堆存量約10億噸。道路工程建設(shè)每年消耗碎石數(shù)量約30~40億噸。預(yù)計(jì)近期內(nèi)，鋼渣可以替代碎石產(chǎn)量的5%~10％。想法與建議在鋼渣產(chǎn)量比較幾種的地方可以做全鋼渣路面。當(dāng)鋼渣供應(yīng)不充分的地區(qū)，可以將鋼渣與天然石材混合使用。鋼渣的產(chǎn)量與供應(yīng)PARTTWO全世界鋼產(chǎn)量排名：第一名

中國（不包括河北省）第二名中國河北?。ú话ㄌ粕绞校?/p>

第三名中國河北省唐山市（不包括瞞

報(bào)產(chǎn)量）第九名中國河北省唐山市瞞報(bào)產(chǎn)量（2011年唐山市瞞報(bào)了5000萬噸產(chǎn)量，剛好比第十名德國多一點(diǎn)）第十名德國鋼渣的產(chǎn)量與供應(yīng)PARTTWO面層鋼渣作為面層骨料能夠提高瀝青路面的

疲勞軸次，從而提高使用年限。實(shí)例通武線國道大中修工程數(shù)據(jù)：水穩(wěn)鋼渣無側(cè)限抗壓強(qiáng)度7天

4.5MPa28天

8-9MPa基層水穩(wěn)鋼渣或二灰鋼渣基層，能夠解決半

剛性基層的反射裂縫這一世界性的技術(shù)難題。機(jī)理：鋼渣的長期“微膨脹”特性，降低了底層彎應(yīng)力。機(jī)理：鋼渣的活性成分有效的提高基層的強(qiáng)度，并且使基層強(qiáng)度緩慢增長。機(jī)理：主要是由于鋼渣持續(xù)性的微膨脹效應(yīng)工程質(zhì)量的提升PARTTWO（微膨脹、活性）

下階段如何挖掘鋼渣的潛在價(jià)值

75

%

進(jìn)一步的利用鋼渣的微膨脹效果和活性成分，

提高25%

，

。其過程將和水

廣和利用鋼渣消納鋼渣推么現(xiàn)有規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)下現(xiàn)階段是怎鋼渣現(xiàn)階段使用情況（物理特性、形狀、抗壓）鋼渣的潛在價(jià)值工程質(zhì)量的提升淬渣與粉煤灰的開發(fā)過程相似。PARTTWO公路工程質(zhì)量。替代玄武巖鋪筑耐磨瀝青路面----------------------------大幅度降低工程造價(jià)替代石灰?guī)r鋪筑普通瀝青路面------------------------------與原造價(jià)持平替代石灰?guī)r鋪筑道路基層----------------------------降低工程造價(jià)降低工程造價(jià)PARTTWO第三部分什么樣的鋼渣才能在道路工程中使用3PART

03指標(biāo)JTG

F40-2004規(guī)范要求視密度（g/cm3）≥2.6吸水率（%）≤2壓碎值（%）≤26堅(jiān)固性（%）≤12洛杉磯磨耗損失（%）≤28針片狀含量（%）其中粒徑大于9.5m≤12其中粒徑小于9.5mm（%）≤18磨光值（

PSV）≥40與瀝青的粘附性（級）≥4水洗法＜0.075mm顆粒含量（%）≤1軟石含量（%）≤3PARTTHREE鋼渣指標(biāo)要求碎石常規(guī)檢測的11項(xiàng)指標(biāo)01

02

03

04

05壓蒸安定性試件完整且膨脹率小于等于0.8%游離氧化鈣含量小于等于3%瀝青混凝土膨脹量小于等于1.5%壓蒸粉化率小于等于5.9%浸水膨脹率小于等于2%PARTTHREE鋼渣指標(biāo)要求第四部分解決鋼渣安定性問題的關(guān)鍵技術(shù)4PART

04破碎選鐵鋼渣穩(wěn)定化處理熱悶銷售風(fēng)淬熱潑PART

FOUR原渣尾渣技術(shù)推廣現(xiàn)狀經(jīng)過穩(wěn)定化處理后的鋼渣如何使用有齊全的規(guī)范依據(jù)；但是鋼渣穩(wěn)定化處理的工藝、標(biāo)準(zhǔn)是技術(shù)空白；鋼渣穩(wěn)定化處理技術(shù)基本上掌握在專業(yè)企業(yè)里，要么做為商業(yè)機(jī)密不外泄，要么申請了專利保護(hù)；這也是制約鋼渣推廣應(yīng)用的關(guān)鍵所在。熱潑渣經(jīng)過長時(shí)間陳放，能達(dá)到規(guī)范要求，但受存放時(shí)間、高度、降雨、氣溫等條件的影響，沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。利用工業(yè)余熱對鋼渣進(jìn)行壓蒸游離氧化鈣消解速度與溫度呈幾何級數(shù)關(guān)系游離氧化鈣的碳化反應(yīng)caO

+H2O

=

ca(OH)2ca(OH)2+cO2=

cacO3

+H2OPART

FOUR鋼渣穩(wěn)定化處理利用工業(yè)廢酸來消解游離氧化鈣工藝3酸堿平衡法工藝4鋼渣碳化工藝2蒸壓法工藝1陳放穩(wěn)定化處理銷售篩分新渣第五部分國內(nèi)鋼渣在道路工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀5PART

05水泥熟料水泥行業(yè)使用約3%，主要用于水泥熟料和混合料。道路工程主要做為道路路基填料和路面集料使用，替代全部或部分碎石。礦坑回填主要用于采礦后的礦坑或礦井回填其它工程包括生態(tài)環(huán)境修復(fù)、人造礁石、肥料原料等等方向的應(yīng)用PART

FIVE鋼渣利用現(xiàn)狀技術(shù)推廣現(xiàn)狀北京市政集團(tuán)在2003年開始研究和使用鋼渣，到2010年左右，首鋼北京鋼渣全部消化完畢。2009年7月長安街道路大修工程：鋼渣SMA-13PART

FIVE鋼渣利用現(xiàn)狀2011年獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)《雄安新區(qū)建設(shè)選材名錄》入編通知書PART

FIVE鋼渣利用現(xiàn)狀襄荊高速養(yǎng)護(hù)工程襄荊高速養(yǎng)護(hù)工程實(shí)現(xiàn)了鋼渣瀝青混凝土在高速公路建設(shè)工程中的規(guī)?；瘧?yīng)用。PART

FIVE鋼渣利用現(xiàn)狀在河北省辛集市唐山市也有大規(guī)模應(yīng)用；典型工程通武線國道大中修工程16km?！叭撛鼮r青路面”“近全固廢瀝青路面”PART

FIVE鋼渣利用現(xiàn)狀通武線大中修工程鋼渣瀝青混凝土路面施工現(xiàn)場PART

FIVE鋼渣利用現(xiàn)狀通武線大中修工程鋼渣瀝青混凝土路面施工現(xiàn)場PART

FIVE鋼渣利用現(xiàn)狀國內(nèi)實(shí)際現(xiàn)狀目前實(shí)際情況是大量的鋼渣在違規(guī)使用，特別是在民營的水

穩(wěn)站和瀝青站，拌和過程中都在大量的偷摻鋼渣，制磚廠、預(yù)混砂漿廠也在大量違規(guī)使用鋼渣，

而且使用的都是未經(jīng)穩(wěn)

定化處理的鋼渣，對實(shí)體工程和鋼渣信譽(yù)都造成了不良影響。國內(nèi)外鋼渣利用現(xiàn)狀國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家鋼渣綜合利用率達(dá)100%以上，其中70%以上用于道路工程。國內(nèi)官方統(tǒng)計(jì)顯示，國內(nèi)鋼渣總體利用率約10%。PART

FIVE鋼渣利用現(xiàn)狀第六部分解決問題的途徑----鋼渣產(chǎn)業(yè)化6PART

06鋼廠源頭控制鋼渣穩(wěn)定化處理專業(yè)企業(yè)鋼渣的銷售使用急需鋼渣規(guī)范化有序利用鋼渣利用產(chǎn)業(yè)化PARTSIX產(chǎn)業(yè)化之路國家政策支持建廠補(bǔ)貼、銷售免稅國企或央企參與投資建廠，自用或者銷售。民營企業(yè)+投資銀行貸款自用或者銷售。PARTSIX產(chǎn)業(yè)化之路第七部分鋼渣資源化利用的未來與展望7PART

07鋼渣

穩(wěn)定化處理骨料穩(wěn)定化處理后的鋼渣粉

磨固廢膠凝材料鋼渣重構(gòu)水泥熟料鋼渣資源化利用的商業(yè)模式

123現(xiàn)階段近期遠(yuǎn)期PARTSEVEN未來與展望PARTSEVEN未來與展望

鋼渣成分物相分析

化學(xué)組成組成(wt%)鋼渣水泥熟料MgO4.303.0Al2O31.346.2SiO215.6422.0P2O53.900CaO46.9564.8Fe2O318.974.0

鋼渣俗稱“劣質(zhì)熟料”，有水泥熟料的活性成分?；貭t煉鋼水泥混合材鋼渣微粉水泥砼參合料金屬鐵鋼渣

立磨《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》GB/T20491-2006鋼渣粉磨流程圖PARTSEVEN未來與展望鋼渣粉的困境鋼渣雖然有硅酸二鈣、鋁酸三鈣等水泥熟料的活性成分，