DL/T 5877-2024 水工混凝土应用钢渣骨料技术规范

　　ICS 93.160CCSP59

中华人民共和国电力行业标准

P DL/T5877—2024

　　水工混凝土应用钢渣骨料技术规范

Technical specification of steel slag for useasaggregate in hydraulic concrete

2024-05-24发布2024-11-24实施

　　国家能源局发布

中华人民共和国电力行业标准

水工混凝土应用钢渣骨料

技术规范

Technical specification ofsteel slagfor useasaggregate in hydraulic concrete

DL/T5877—2024

主编机构：中国电力企业联合会

批准部门：国 家能 源局

施行日期：2024年11月24日

　　中国电力出版社

2024北京

团中同电力出版社

　　扫码免费兑换电子书 DL/T 5877—2024

国家能源局

公告

2024年第2号

根据《中华人民共和国标准化法》《能源标准化管理办法》,国家能源局批准《直接串入式线路静止同步补偿装置》等335项能源行业标准(附件1)、《Specification for Reservoir AreaEngineeringGeological Investigation of Hydropower Projects》等20项能源行业标准外文版(附件2)、《水工混凝土结构设计规范》等4项能源行业标准修改通知单(附件3),现予以发布。

附件：1.行业标准目录

2. 行业标准外文版目录(略)

3. 行业标准修改通知单(略)

国家能源局

2024年5月24日 DL/T 5877—2024

附件1:

行业标准目录

序号 标准编号 标准名称 代替标准 采标号 出版机构 批准日期 实施日期 …

331 DL/T5877—

2024 水工混凝土

应用钢渣骨

料技术规范 中国电力出版社

2024-05-24

2024-11-24 … DL/T 5877—2024

前言

根据《国家能源局关于下达2019年能源领域行业标准制(修)订计划的通知》(国能综通科技〔2019〕58号)的要求，编制组参考国内外相关标准，在总结分析已有试验研究成果、工程经验及相关文献资料的基础上，对钢渣骨料技术要求、原材料与配合比设计、混凝土施工和质量检验进行了专项研究，针对水电水利工程混凝土的特点，制定本标准。

本标准的主要技术内容包括钢渣骨料技术要求、原材料与配合比设计要求、混凝土施工、混凝土质量检验。

本标准由中国电力企业联合会提出。

本标准由电力行业水电施工标准化技术委员会(DL/TC29)归口。

本标准主编单位：长江水利委员会长江科学院

本标准参编单位：宝武集团环境资源科技有限公司

中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司

本标准主要起草人：周世华陈霞 康 明李家正董芸丁聪赵坤龙周显石 妍范泽宇吕兴栋 张建峰张 亮高卓凡 邓闪闪 谢国帅贺晶晶任金明乔峰 彭子凌鲁 麒蒋文广 夏求林

本标准主要审查人：宗敦峰梅锦煜李文伟席浩

陈改新汪毅郭光文和孙文

张利荣沈益源朱明星吴新琪周厚贵许松林林鹏谭恺炎

DL/T5877—2024

钱文勋孙来成李志刚罗维成王鹏禹李克信吴高见叶明杨成文向建张祖义王军沈仲涛温建明杨元红何小雄吴秀荣吕芝林李虎章谭尧升程志华

本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市白广路二条一号，100761)。

目次

1总则 1

2术语 2

3 钢渣骨料技术要求 3

4原材料与配合比设计要求 6

5 混凝土施工 7

6混凝土质量检验 8

附录A钢渣骨料的安定性试验方法 9

附录B钢渣骨料水工混凝土的安定性试验方法 13

本标准用词说明 16

引用标准名录 17

附：条文说明 19

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Contents

1Generalprovisions 1

2Terms 2

3 Technical requirements for steelslagaggregate 3

4 Raw materialsand mix proportion design requirements 6

5Concreteconstruction 7

6 Concrete qualityinspection 8

Appendix A Soundness testmethod for steel slag aggregate 9

AppendixB Soundness testmethod forhydraulic concrete

mixed withsteel slagaggregate 13

Explanation ofwording in this standard 16

List ofquotedstandards 17

Addition:Explanationofprovisions 19

1总则

1.0.1 为规范钢渣骨料在水电水利工程中的应用，保证水工混凝土的质量与安全，制定本标准。

1.0.2本标准适用于水电水利工程应用钢渣作为骨料的水工混凝土，应用钢渣骨料应通过技术论证。

1.0.3 钢渣骨料的品质应满足现行行业标准《水工混凝土施工规范》DL/T 5144的相关技术要求，应用钢渣骨料的水工混凝土应满足拌和物性能、强度、变形、热学、耐久性等技术要求。

1.0.4 应用钢渣骨料的水工混凝土，除应遵守本标准的规定外，还应符合国家现行有关标准的规定。

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2术语

2.0.1 钢渣 steelslag

转炉、电炉、精炼炉熔炼过程中排出的由金属原料中的杂质与助熔剂、炉衬形成的以硅酸盐、铁酸盐为主要成分的渣料。

2.0.2 钢渣细骨料 steelslagfineaggregate

经稳定化处理、破碎、分级后得到的粒径不超过5mm的钢渣颗粒。

2.0.3 钢渣粗骨料 steelslagcoarseaggregate

经稳定化处理、破碎、分级后得到的粒径大于5mm的钢渣颗粒。

2.0.4 游离氧化钙free calcium oxide

钢渣中以游离状态存在的氧化钙颗粒。以f-CaO 表示。

2.0.5压蒸粉化率autoclavechalked ratio

在压蒸稳定性试验过程中，钢渣在2MPa饱和蒸汽条件下压蒸3h, 粉化后小于1.18mm 颗粒质量所占的比率。

2.0.6 体积安定性soundness

由钢渣骨料制成的水泥砂浆试件在规定试验条件下，压蒸后的体积变化率和试件的完整性。

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3钢渣骨料技术要求

3.1细骨料的技术要求

3.1.1钢渣细骨料应质地坚硬、清洁、级配良好;钢渣细骨料可以单独使用，也可以与其他细骨料掺合使用。

3.1.2钢渣细骨料的含水率应保持稳定，表面含水率不宜超过6%。

3.1.3钢渣细骨料的品质要求应符合表3.1.3的规定。

表3.1.3钢渣细骨料的品质要求

项日 指标 表观密度(kg/m³) ≥2900 坚固性

(%) 有抗冻要求的混凝土 ≤8 无抗冻要求的混凝土 ≤10 f-CaO(%) ≤2.0 压蒸粉化率(%) ≤2.0 安定性 合格 放射性(条文说明中加上检验，工程要进行检验，检验频次) IRa≤1.0且I≤1.0 3.2粗骨料的技术要求

3.2.1钢渣粗骨料的最大粒径不宜超过20 mm。

3.2.2钢渣粗骨料的压碎指标应满足表3.2.2的规定。

表3.2.2钢渣粗骨料的压碎指标

骨料种类 设计龄期混凝土强度等级 ≥40 <40 钢渣粗骨料 ≤13% ≤30%

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3.2.3钢渣粗骨料的压蒸粉化率和体积安定性应合格，试验按照附录A 的要求进行，钢渣粗骨料的品质要求应符合表3.2.3的规定。

表3.2.3钢渣粗骨料的品质要求

项 目 指标 备注 压蒸粉化率(%) ≤2 安定性 合格 坚固性

(%) 有抗冻要求的混凝土 ≤5 无抗冻要求的混凝土 ≤12 表观密度

(kg/m³) ≥2900 针片状颗粒含量

(%) ≤15 经试验论证， 可适当放宽 放射性 IRa≤1.0且I₁≤1.0 3.3试验方法

3.3.1 钢渣骨料的颗粒级配、细度模数、表观密度、压碎指标、坚固性和针片状颗粒含量按《水工混凝土砂石骨料试验规程》DL/T5151的规定检测。

3.3.2 钢渣骨料的f-CaO含量按《水泥化学分析方法》GB/T 176 的规定检测。

3.3.3 钢渣骨料的压蒸粉化率按《钢渣稳定性试验方法》GB/T24175的规定检测。

3.3.4 钢渣骨料的体积安定性按附录A 的要求检测。

3.3.5 钢渣骨料的放射性按《建筑材料放射性核素限量》GB6566的规定检测。

3.4出厂检验与标识

3.4.1钢渣骨料出厂应按批检验，细骨料检验项目应包含细度模

数、表观密度、f-CaO 含量、压蒸粉化率;粗骨料检验项目应包含颗粒级配、表观密度、针片状颗粒含量、压蒸粉化率。

3.4.2钢渣骨料出厂应提供产品合格证和出厂检验结果。

3.5进场检验、验收与储存

3.5.1钢渣骨料应按批进行进场检验，同一厂家相同生产批次取样以连续供应的3000t为一批，不足3000t按一批计。

3.5.2进场钢渣骨料应按批取样检验，取样应有代表性。总取样部位不少于10个。从车内取样，应从至少3车中抽取，每车从3个以上不同部位等量抽取;从料堆取样，取样部分应均匀分布，取样前应先将取样部位表层铲除，然后从料堆的顶部、中部和底部等10个部位等量抽取钢渣骨料。

3.5.3取样数量应满足试验的需要，抽取的样品混合均匀后，按四分法抽取试验样品。

3.5.4每批进场钢渣细骨料的检验指标包括细度模数、表观密度、含水率、f-CaO 含量、压蒸粉化率和体积安定性;每批进场钢渣粗骨料的检验指标包括颗粒级配、表观密度、压碎指标、f-CaO含量、压蒸粉化率和体积安定性。

3.5.5当压蒸粉化率或体积安定性不符合本标准技术要求时，则该批产品判定为不合格。

3.5.6不同来源的钢渣骨料使用前应进行放射性检验。

3.5.7进场的钢渣骨料应按厂家、类别分别堆放，堆放场地应有良好的排水设施，细骨料应设遮阳防雨棚，不同骨料仓之间应设置隔墙等。储料仓除有足够的容积外，细骨料仓的容积应满足细骨料脱水的要求。

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4原材料与配合比设计要求

4.1原材料要求

4.1.1 采用钢渣骨料的混凝土的掺合料宜优先选择表观密度较高的矿物掺合料。

4.1.2钢渣骨料单独使用时，应保持级配良好;与其他骨料掺合使用时，钢渣骨料的用量和比例应经过试验确定。

4.1.3采用钢渣骨料的混凝土，宜选用高效减水剂或高性能减水剂，必要时掺加有增稠功能的外加剂，提高拌和物的抗离析性能。

4.2配合比设计

4.2.1混凝土的配合比设计应按现行行业标准《水工混凝土配合比设计规程》DL/T 5330的规定执行。

4.2.2混凝土的配合比设计宜采用绝对体积法。

4.2.3进行混凝土配合比基本参数选择时，在相同设计强度等级并保证工作性的前提下，由钢渣骨料配制的水工混凝土宜适当提高水胶比、增大砂率。

4.2.4当钢渣骨料的品种发生变化时，应调整或重新进行配合比设计。

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5混凝土施工

5.0.1混凝土施工应按现行行业标准《水工混凝土施工规范》DL/T5144及《水工碾压混凝土施工规范》DL/T5112的规定执行。

5.0.2应根据设计要求和施工环境等因素，制定钢渣骨料水工混凝土的施工技术方案、施工过程的质量控制与保证措施。

5.0.3 采用分次投料搅拌，应通过试验确定投料顺序、数量及分段搅拌的时间等工艺参数。钢渣细骨料宜首先投料，掺合料宜与水泥同步投料，液体外加剂宜滞后于水和水泥投料;粉状外加剂宜溶解后再投料。

5.0.4混凝土宜采用强制式搅拌机搅拌，搅拌时间应通过试验确定。

5.0.5混凝土浇筑后应及时进行保温保湿养护，养护时间不宜少于14d。

6混凝土质量检验

6.0.1采用钢渣骨料的水工混凝土的质量检验包括原材料检验、拌和物性能检验和硬化混凝土性能检验，验收参照现行行业标准《水工混凝土施工规范》DL/T5144和《水工碾压混凝土施工规范》DL/T5112的相关规定执行。

6.0.2 在钢渣骨料混凝土浇筑过程中应取样检测安定性，试验方法见附录B。同一厂家、同一规格的钢渣骨料生产的同一配合比的水工混凝土，每1000m³为一检验批，不足1000m³时按一检验批计，安定性检验结果应合格。

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附录A钢渣骨料的安定性试验方法

A.1目的

A.1.1测定高温高压条件下钢渣骨料内游离氧化钙和游离氧化镁水化致使浆体体积的变化，用于评估钢渣骨料的安定性。

A.2适用范围

A.2.1适用于水工混凝土应用钢渣作骨料的安定性检验，可据此确定水工混凝土中钢渣细骨料的最大用量，以确保应用钢渣骨料的水工混凝土的长期体积稳定性。

A.3 主要仪器设备及材料

A.3.1试模、钉头、捣棒和比长仪：符合现行行业标准《水泥胶砂干缩试验方法》JC/T 603的要求。

A.3.2水泥胶砂搅拌机：符合现行行业标准《行星式水泥胶砂搅拌机》JC/T681的要求。

A.3.3沸煮箱：符合现行国家标准《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》GB/T 1346的要求。

A.3.4压蒸釜：符合现行国家标准《水泥压蒸安定性试验方法》GB/T 750的要求。

A.3.5材料：

1水泥：采用实际工程用水泥。

2钢渣骨料：按照3.5.2的规定取样并缩分至约5kg, 破碎后过5mm筛(钢渣用作细骨料可不破碎),取筛下试样在烘箱中烘干，然后分别过2.50 mm、1.25mm、0.63 mm、0.315mm、0.16 mm

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方孔筛，筛分方法应按现行国家标准《建设用砂》GB/T14684的规定执行，筛分后钢渣骨料的颗粒分布应符合表A.3.5的规定。

表A.3.5 钢渣骨料颗粒分布

粒径范围(mm) 5.00～2.50 2.50～1.25 1.25～0.63 0.63～0.315 0.315～0.16 质量分数(%) 10 25 25 25 15 A.3.6成型试验室：应符合现行国家标准《水泥胶砂强度检验方法 (ISO法)》GB/T 17671的相关规定。

A.3.7 养护室：标准养护室应控制在20℃±3℃,相对湿度95%以上。

A.4 试验步骤

A.4.1清理并拼装好试模，在试模内刷一薄层机油，再将测头装入模槽两端的圆孔内，埋设牢靠，测头外露部分避免沾染机油。A.4.2水泥与钢渣骨料的质量比为1:2.25。每组3个试件共需水泥440g、钢渣骨料990g。砂浆用水量按现行国家标准《水泥胶砂流动度测定方法》GB/T2419确定，跳桌跳动次数应为6s跳动 10次，以流动度在130 mm～140 mm为准。

A.4.3试件成型、养护按现行国家标准《水泥压蒸安定性试验方法》GB/T750的规定执行。

A.4.4试件放入标准养护室中养护至成型后24h脱模。棱柱体试件脱模后编号，应注意不要损伤测头。

A.4.5脱模后立即测量试件长度，此长度即为试件的初始长度。每次测长前应用校正杆校正比长仪千分表读数，测量完毕也应核对零读数，如有变动，试件应重新测量。测长时最少重复2次，试件在比长仪中的上下位置在每次测量时应保持一致，读数前应左右旋转，待千分表指针稳定时读数(L₀), 精确至0.001mm。

A.4.6测完初始长度的试件平放在沸煮箱的试架上，按现行国家

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标准《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》GB/T1346有关沸煮安定性试验的规定进行沸煮。

A.4.7 沸煮后的试件应在4d内完成压蒸。试件在沸煮后压蒸前这段时间内应放在20℃±2℃的水中养护。

A.4.8 压蒸前试件在室温下放在试件支架上，试件间应留有间隙。为保证压蒸时压蒸釜内始终保持饱和水蒸气压，必须加入足量的蒸馏水，加入量一般为压蒸釜容积的7%～10%,但试件不应接触水面。

A.4.9 进行压蒸试验。在加热初期应打开放气阀，让釜内空气排出直至看见有蒸汽放出后关闭，接着提高釜内温度，使其从加热开始经45min～75min达到表压2MPa±0.05 MPa, 在该表压下保持3h后切断电源，使压蒸釜在90 min内冷却至釜内压力低于0.1 MPa。然后微开放汽阀排出釜内剩余蒸汽。压蒸釜内的操作应严格按有关规程和现行国家标准《水泥压蒸安定性试验方法》GB/T 750 的规定进行。

A.4.10打开压蒸釜，取出试件立即置于90℃以上的热水中，然后在热水中均匀地注入冷水，在15min 内使水温降至室温，注入水时不应直接冲向试件表面。再经15min取出试件擦净，按A.4.5的方法测量长度(L₁)。如发现试件弯曲、过长、龟裂等应做记录。

A.5结果计算与评定

A.5.1 砂浆试件的压蒸膨胀率以百分数表示，取3个试件的平均

值，当试件的压蒸膨胀率与平均值相差超过10%时应重做。

　　砂浆试件的压蒸膨胀率计算公式按式(A.5.1) 计算，结果修约至0.01%:

……

…(A.5.1) 式中：Em——试件的压蒸膨胀率(%);

L₁——试件压蒸后的长度读数(mm); L₀——试件脱模后的初始长度读数(mm);

4——测头(即埋钉)的长度(mm), 取25mm。A.5.2 水工混凝土用钢渣骨料的体积安定性评价指标为：

1 试件的压蒸膨胀率不大于0.80%;

2 试件完整且表面无剥落损伤或爆点。

以上两项同时满足时，可判定钢渣骨料的体积安定性合格。

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附录B 钢渣骨料水工混凝土的安定性试验方法

B.1目的

B.1.1测定钢渣骨料水工混凝土因游离氧化钙和游离氧化镁体积膨胀致使混凝土体积的变化，用于评估钢渣骨料水工混凝土的体积稳定性。

B.2 适用范围

B.2.1本方法适用于水利水电工程应用钢渣骨料的水工混凝土安定性的检验，可据此确定钢渣骨料水工混凝土体积的长期稳定性。

B.3 主要仪器设备及材料

B.3.1混凝土试模：规格为75 mm×75 mm×275 mm的棱柱体金属试模，两端可埋设不锈的金属测头。

B.3.2 振动台：频率为50Hz±3 Hz, 空载时台面中心振幅为0.5mm±0.1mm。

B.3.3维勃稠度仪：符合现行行业标准《水工混凝土试验规程》DL/T 5150的要求。

B.3.4 养护室：标准养护室应控制在20℃±2℃,相对湿度95%以上。

B.3.5沸煮箱：符合现行国家标准《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》GB/T 1346的要求。

B.3.6压蒸釜：符合现行国家标准《水泥压蒸安定性试验方法》GB/T 750的要求。

B.3.7 测长仪器：可用螺旋测微计、比长仪或卧式混凝土干缩仪，

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精度为0.001mm。

B.3.8 试验用原材料的取样方法和原则按现行行业标准《水工混凝土试验规程》DL/T 5150的规定进行。

B.3.9 采用实际工程用原材料及配合比。

B.3.10 称量精度要求：骨料为±0.5%;水、水泥、膨胀材料和外加剂均为±0.3%。

B.4试验步骤

B.4.1 清理并拼装好试模，在试模内刷一薄层机油，再将测头装入模槽两端的圆孔内，埋设牢靠，测头外露部分避免沾染机油。方模内壁刷抹一薄层机油。

B.4.2 采用工程原材料和配合比，按现行行业标准《水工混凝土试验规程》DL/T 5150的规定拌和钢渣骨料水工混凝土，筛除混凝土中粒径大于20 mm的骨料。

B.4.3 试件成型、养护按现行行业标准《水工混凝土试验规程》DL/T5150的规定执行。

B.4.4 养护48h±2h 后拆模，棱柱体试件脱模后编号并应注意不要损伤测头，并立即测量试件长度，此长度即为混凝土试件的基准长度，测长时最少重复两次，取差值在仪器精度范围内的两个读数平均值作为初始长度L, 精确至0.001 mm。每次测长前应测定标准棒长度。

B.4.5 测完基准长度的试件平放在沸煮箱的试架上，按现行国家标准《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》GB/T 1346有关沸煮安定性试验的规定进行沸煮。

B.4.6沸煮后的试件应在4d内完成压蒸。试件在沸煮后压蒸前这段时间内应放在20℃±2℃的水中养护。

B.4.7压蒸前试件在室温下放在试件支架上，试件间应留有间隙。为保证压蒸时压蒸釜内始终保持饱和水蒸气压，必须加入足量的蒸馏水，加入量一般为压蒸釜容积的7%～10%,但试件不应接触水面。

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B.4.8 进行压蒸试验。在加热初期应打开放气阀，让釜内空气排出直至看见有蒸汽放出后关闭，接着提高釜内温度，使其从加热开始经45 min～75min达到表压2 MPa±0.05 MPa,在该表压下保持3h后切断电源，让压蒸釜在90 min内冷却至釜内压力低于0.1MPa。然后微开放汽阀排出釜内剩余蒸汽。压蒸釜内的操作应严格按有关规程和现行国家标准《水泥压蒸安定性试验方法》GB/T750的规定进行。

B.4.9打开压蒸釜，取出试件立即置于90℃以上的热水中，然后在热水中均匀地注入冷水，在15min内使水温降至室温，注入水时不应直接冲向试件表面。再经15 min 取出试件擦净，按B.4.4的方法测量长度(L₁)。如发现试件弯曲、过长、龟裂等应做记录。B.4.10每次测长时，应记录试件外观情况，如弯曲、龟裂等。

B.5 试验结 果处理

　　B.5.1 混凝土试件的压蒸膨胀率以百分数表示，计算公式按式(B.5.1)进行，结果修约至0.01%:

……

…(B.5.1) 式中：εc——混凝土试件的压蒸膨胀率(%);

L₁——试件压蒸后的长度读数(mm);

L₀——试件脱模后的初始长度读数(mm);

4——测头(即埋钉)的长度(mm),取25mm。

B.5.2取3个试件测值的平均值作为膨胀率测定值。单个测值与平均值的差值不得大于平均值的15%,否则应重做。

B.5.3 结果评定：

1 试件的压蒸膨胀率小于等于0.040%;

2 试件结构完整且无弯曲或龟裂。

以上两项同时满足时，可判定钢渣骨料水工混凝土的安定性合格，反之为不合格。

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本标准用词说明

1为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的词说明如下：

1)表示很严格，非这样做不可的：

正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;

2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：

正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;

3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;

4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。

2条文中应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。

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引用标准名录

《水泥化学分析方法》GB/T176

《水泥压蒸安定性试验方法》GB/T750

《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》GB/T1346

《水泥胶砂流动度测定方法》GB/T2419

《建筑材料放射性核素限量》GB6566

《建设用砂》GB/T14684

《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T17671

《钢渣稳定性试验方法》GB/T 24175

《水工碾压混凝土施工规范》DL/T 5112

《水工混凝土施工规范》DL/T 5144

《水工混凝土试验规程》DL/T 5150

《水工混凝土砂石骨料试验规程》DL/T5151

《水工混凝土配合比设计规程》DL/T 5330

《水泥胶砂干缩试验方法》JC/T603

《行星式水泥胶砂搅拌机》JC/T 681

中华人民共和国电力行业标准

水工混凝土应用钢渣骨料技术规范

DL/T 5877—2024

条文说明

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目次

1总则 21

2 术语 25

3 钢渣骨料技术要求 27

4原材料与配合比设计要求 38

5混凝土施工 41

6混凝土质量检验 42

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1总则

1.0.1～1.0.4本章节对钢渣骨料在水电水利工程中应用的总则进行了说明。

钢渣尾渣作为大宗工业固体废弃物，其年排放量与存量巨大，综合利用率较低，这给我国特别是长江中下游发达地区的生态环境带来了巨大压力。据中钢协2017年统计数据，我国钢尾渣累计堆放量超过15亿t, 钢渣尾渣的综合利用率约为10%,距离《中国制造2025》中“2025年工业固体废弃物综合利用率达到79%”的目标尚远。钢渣主要是冶炼钢时加入的白云石等冶炼熔剂和为调整钢材性质而加入的造渣材料在高温下分离出来的杂质等，其排放量是粗钢产量的12%左右。

根据冶炼工艺来划分，钢渣可分为转炉渣、电炉渣、铸余渣及不锈钢渣等。根据处理工艺来划分，钢渣可分为热泼渣、热焖渣、滚筒渣等;一次处理工艺是指对钢渣由液态渣到固态渣的处理，可以分为5大类共19种方法(主要包括破碎法、水淬法、风淬法、粉化法和缓冷分离法);二次处理工艺是指对固态钢渣进行分选加工及磁选的过程。常规的钢渣一次处理方法主要有热焖分解法、机械破碎法。受冶炼工艺与处理工艺的影响，排放的钢渣的品质与特性存在较大差异，不同类型钢渣的优缺点对比见表1。

表1钢渣主要的一次处理工艺及其优缺点比较

处理方式 工艺特点及过程 优点 缺点 使用厂家

热焖法 利用高温液态渣的显热洒水产生物理力学作用和游离氧化钙水解作用使渣碎化 工艺简单，适用于处理高碱度钢渣;钢渣活性较高、安定性较好，并能处理固体渣

粒度不均匀，后续破碎加工量大，处理周期长

鞍钢、首钢、涟钢、宝钢

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续表1

处理方式 工艺特点及过程 优点 缺点 使用厂家

热泼法 在炉渣高于可淬温

度时，以有限的水向炉

渣喷洒，使渣产生的温

度应力大于渣本身的

极限应力，产生碎裂，

游离氧化钙的水化作

用使渣进一步裂解

排渣速度快，冷却时间短，便于机械化生产，处理能力大;钢渣活性较高、生产率高 设备损耗大，占地

面积大，破碎加工粉

尘大，蒸汽量大;钢

渣加工量大。对环境

和节能两方面都不

利。钢渣安定性差

唐钢、武钢二炼钢

盘泼法 将热熔渣倒在渣罐

中，运至渣盘边，用吊

车将罐中的渣均匀倒

在渣盘中，待表面凝固

即喷淋大量水冷却，再

倾翻到渣车中喷水冷

却，最后倾入水池中冷

却

快速冷却、占地

少、处理量大、粉尘

少、钢渣活性较高

渣盘易变形，工艺复杂，运行和投资费用大;钢渣安定性差

新日铁、宝钢

水淬法 高温液态渣在流出、

下降过程中被高压水分割、击碎，再加上高

温熔渣遇水急冷收缩产生应力集中面破裂，同时进行了热交换，使熔渣在水幕中粒化

排渣快、流程简

单、占地少、投资少，

处理后钢渣粒度小

(5mm),性能稳定

熔渣水淬时操作不当，易发生爆炸，钢渣粒度均匀性差，只能处理液渣

济钢、美

国伯利恒钢铁公司、马钢

滚筒法

高温液态钢渣在高

速旋转的滚筒内，以水

作冷却介质，急冷固

化、破碎

排渣快、占地面积较小、污染小，渣粒性能稳定 钢渣粒度大，不均匀(>9.5mm达18%),设备较复杂，

故障率高，容易粘渣，设备投资大，只能处理液态渣

宝 钢二

炼钢、马钢、宣钢

风淬法

用压缩空气作冷却介质，使液态钢渣急冷、改质、粒化 安全高效、排渣

快、工艺成熟，占地面积较小;污染小，渣粒性能稳定，粒度小、均匀且光滑(≤5 mm),投资少

只能处理液态渣 日本钢管公司福山厂、台湾中钢集团、重钢

粒化

轮法 将液态钢渣落到高

速旋转的粒化轮上，使熔渣破碎渣化，喷水冷却

排渣快，适宜于流动性好的高炉渣 设备磨损大，寿命短，处理量大，水量小时易发生爆炸，处理率低，粒度不均匀 (>9.5mm达29%)

沙钢

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当前有关钢渣资源化利用的研究与应用主要侧重于钢渣粉，钢渣用作骨料方面以沥青混凝土、路面砖、多孔砖等为主，目前尚无钢渣用作水工混凝土骨料的相关工程应用实例报道。目前国内外将钢渣用作沥青混凝土骨料的技术已十分成熟，且有相应的标准，如日本《道路用钢铁炉渣》JISA5015、美国《沥青筑路混合料用钢渣标准规范》ASTMD5106等，我国交通部发布的《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40中也将钢渣列入了沥青混凝土粗骨料的范畴。

钢渣由于质地坚硬、强度高、表面比较粗糙、耐磨性能好等特点，非常适宜用作水工混凝土骨料。这不仅有助于提高钢渣固体废料的利用率，还可以缓解当前砂石骨料供需紧张的矛盾，真正践行“生态优先、绿色发展”理念，同时具有显著的社会经济 和技术效益。在水利工程和海堤工程的应用方面，据报道国外已经开始发展钢渣应用于水利工程开发。德国将钢渣用于水利工程较多，如用于莱茵河港口、河岸，用作加固河岸、河底、海岸护坡。荷兰用钢渣建筑海堤工程及填海造地。日本川崎制成海洋用钢渣岩块，加固海堤。日本、德国等钢渣利用率已达70%～95%。钢渣具有强度高、坚固性好、密度大等特点，可以作为骨料替代普通混凝土砂石加入混凝土中，可提高混凝土的耐磨性、抗折强度、 耐久性等。特别是利用钢渣耐腐蚀性和抗冲刷性，可将钢渣混凝土用于水利防浪工程。宝钢建材积极推广钢渣扭工字体工作，在湛江工程中，由中交四航局实施，制作钢渣扭工块2000余个，混凝土强度等级为C30。钢渣扭工字体中钢渣替代比例可达44%以上，钢渣混凝土强度超过对比的普通混凝土强度。已在宝钢长江大堤加固改造项目和湛江钢铁基地东港海东侧护坡加固工程中得到应用。

2009年4月～5月，由上海宝钢发展公司工厂制作施工的200个钢渣混凝土扭工字体，钢渣混凝土28d 强度达到C20设计强度，以宝钢厂区堤岸的防汛防浪工程为试点进行了应用试验，试验配合比及混凝土性能见表2。2010年1月～3月，在工程应用取得成功的基础上，再制作施工了2000个钢渣混凝土扭工字体进行推

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广应用，取得了良好效果。2015年8月5日对铺设5年～6年的钢渣混凝土扭工字体使用情况进行跟踪观察，发现扭工字体块体光洁完整，未出现开裂剥落现象。

2019年初采用回弹仪再次对长江大堤加固改造项目投放的扭工字体进行现场检测。从检测结果及现场查勘情况看，对于设计强度等级为C20 的钢渣混凝土扭工字体，现场服役10年后，其强度在16.7 MPa～34.3 MPa, 绝大部分构件强度均超过20 MPa。

钢渣用作骨料的关键技术瓶颈在于确保其安定性合格。钢渣安定性是指钢渣在使用过程中保持自身体积稳定，不发生显著变形和胀大的性能;钢渣中的f-CaO、f-MgO和RO相是导致其安定性不良的主要原因。当钢渣与水接触时，f-CaO和f-MgO在后期水化反应过程中会逐渐生成Ca(OH)₂ 和Mg(OH)₂, 反应前后的体积分别增加了98%和148%,从而导致膨胀现象的发生。因此，钢渣在利用之前，必须采取有效的处理措施，使f-CaO和f-MgO 尽可能充分消解。

表2钢渣扭工字体混凝土配合比及性能

编号

强度「等级 细骨料 粗骨料 出机坍落度(mm) 7d抗压

强度

(MPa) 28d抗压

强度

(MPa)

工程

黄砂 滚筒渣

0mm~

5mm

碎石 电炉渣5mm~25mm C1 C20 100 0 100 0 120 10.5 21.0

2009年

混凝土扭工字体 C2 C20 50 50 50 50 100 12.2 24.0 C3 C20 100 0 50 50 150 12.9 25.5 C4 C20 100 0 0 100 100 14.7 27.9 C5 C20 100 0 100 0 110 13.5 24.2 2010年

混凝土扭工字体 C6 C20 50 50 50 50 120 14.0 26.0 因此，为保障工程质量和安全，本标准适用于各类水电水利工程应用钢渣的水工混凝土，且应用钢渣骨料需通过技术论证。

2术语

2.0.1 本条规定考虑了目前钢铁企业转炉、电炉、精炼炉等不同冶炼工艺排放钢渣的组成，参考现行行业标准《钢铁渣及处理利用术语》YB/T 804, 明确了用作水工混凝土细骨料钢渣的定义。

钢渣由液态渣到固态渣的一次处理工艺可以分为5大类19种方法，目前最为常用的是热泼法、滚筒法和热焖法;其中热泼法和热焖法是在高温条件下利用钢渣中的氧化钙、氧化镁等碱性氧化物与水反应形成氢氧化物，由体积的膨胀破碎获得粒化钢渣，滚筒法是高温(900℃~1400℃)熔态钢渣在滚筒内经过急冷、固化、破碎后形成钢渣。

受处理工艺的影响，热泼钢渣内残余游离氧化钙和游离氧化镁含量较高，导致其在应用过程中出现体积安定性不良问题，而热焖钢渣和滚筒渣颗粒粒径较小、残余游离氧化钙和游离氧化镁含量相对较低，特别是滚筒钢渣是由高温液态钢渣在高速旋转的滚筒内以水作冷却介质急冷固化、破碎形成的，滚筒钢渣的体积安定性相对较好。

2.0.2、2.03 本条规定参考了现行行业标准《水工混凝土施工规范》DL/T 5144、《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》SL 251和现行国家标准《建筑用砂》GB/T14684中有关细骨料和粗骨料的规定，结合钢渣颗粒料排放特点，明确了钢渣用作水工混凝土粗、细骨料的定义。

2.0.4～2.0.6本条规定对钢渣骨料中可能引起体积安定性不良的成分进行了说明，也对钢渣用作骨料的安定性指标进行了明确，具体包括压蒸粉化率和体积安定性。钢渣中的f-CaO、f-MgO是导致其安定性不良的主要原因，特别是其中的f-CaO后期水化反 应过程中会逐渐生成Ca(OH)₂, 反应前后的体积增加了98%,体积膨胀易导致结构开裂。为了规范与保障应用钢渣骨料的水工混凝土的体积稳定性，参考了现行国家标准《钢渣稳定性试验方法》GB/T 24175、《钢渣应用技术要求》GB/T 32546和现行行业标准《混凝土多孔砖和路面砖用钢渣》YB/T 4228等有关钢渣体积稳定性的试验方法，从材料源头分别采用压蒸粉化率和体积安定性对钢渣骨料自身的安定性进行限制。

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3钢渣骨料技术要求

3.1细骨料的技术要求

3.1.1、3.1.2 本章节规定明确了钢渣细骨料的质地、外观、级配及细骨料的使用方式。钢渣细骨料可以单独使用，也可以与其他细骨料混合使用，混合砂的细度模数宜在2.4～2.8范围内。钢渣细骨料的含水率要保持稳定，表面含水率不宜超过6%,必要时采取加速脱水措施。

3.1.3本条规定明确了用作水工混凝土细骨料钢渣的主要品质指标及控制要求。

(1)表观密度。钢渣颗粒的表观密度较高，通常处于3300 kg/m³~3600 kg/m³,远高于《水工混凝土施工规范》DL/T5144—2015对细骨料表观密度的要求(≥2500 kg/m³)。该参数控制指标参考了《混凝土多孔砖和路面砖用钢渣》YB/T 4228—2010和《耐磨沥青路面用钢渣》GB/T 24765—2009 的规范取值，确定不得低于2900kg/m³。

(2)坚固性。

1)《水工混凝土施工规范》DL/T 5144—2015规定：对于有抗冻要求混凝土用砂，坚固性不得超过8%;对于无抗冻要求混凝土用砂，坚固性不得超过10%。

2)《钢渣应用技术要求》GB/T 32546—2016规定钢渣的坚固性不得超过10%。

3)《耐磨沥青路面用钢渣》GB/T24765—2009和《透水沥青 路面用钢渣》GB/T24766—2009均要求钢渣坚固性(>0.3 mm部分)不得超过12%。

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4)《混凝土多孔砖和路面砖用钢渣》YB/T 4228—2010 规定钢渣的坚固性不得超过8%。

5)《道路用钢渣》GB/T25824—2010未对钢渣的坚固性进行规 定。

多个厂家的钢渣坚固性检测结果表明，钢渣细骨料的坚固性指标远小于8%,满足《水工混凝土施工规范》DL/T5144—2015的要求。本条规定参照《混凝土多孔砖和路面砖用钢渣》YB/T 4228—2010技术要求，规定钢渣细骨料的坚固性指标不得超过8%。

(3)f-CaO含量。f-CaO含量与钢渣细骨料的体积安定性密切相关，是钢渣品质控制指标的关键参数。

受钢企生产工艺和技术水平制约，目前各钢企排放的不同类型的钢渣颗粒内均残留一定量的游离氧化钙和游离氧化镁。随着生产工艺的进步，与其他处理工艺相比，采用滚筒法钢渣处理技术得到的钢渣稳定性好，游离氧化钙含量较低，对钢渣综合利用非常有利。滚筒法钢渣处理技术是将高温液态钢渣(1500℃~1600℃)从液罐直接倒入溜槽，然后由溜槽进入旋转、通水冷却的特殊结构的滚筒内急冷，在滚筒内通过冷却固化、破碎后，实现钢、渣分离后排出。经过滚筒法处理后的钢渣粒度细小，粒径小于10mm的颗粒含量占比可达到80%,f-CaO和f-MgO含量更低，环保效果较好。

现行有关钢渣的国家及行业标准，如《钢渣应用技术要求》GB/T 32546、《耐磨沥青路面用钢渣》GB/T 24765、《透水沥青路面用钢渣》GB/T 24766、《道路用钢渣》GB/T25824和《混凝土多孔砖和路面砖用钢渣》YB/T 4228, 均未对钢渣中的f-CaO 含量进行明确限定。仅有钢渣粉用作掺合料时，《矿物掺合料应用技术规范》GB/T51003中要求钢渣粉的f-CaO含量不得超过3%。

我国主要钢铁企业排放钢渣的化学成分见表3。钢渣中f-CaO的含量介于1.0%～7%之间，f-CaO 的含量越高，钢渣细骨料体积 安定性不良的风险越大。

经过对宝武集团多家钢厂排放的钢渣化学成分检测结果(见表4)可知，热泼渣的f-CaO含量最高(5.31%～6.00%),滚筒渣的 f-CaO含量为0.21%～1.95%,鄂钢热焖渣的f-CaO含量为1.68%。

鉴于当前钢铁企业冶炼与钢渣一次处理工艺技术不断进步，已逐渐从热泼法、热焖法向滚筒法、风淬法等先进工艺转变，本标准从水工混凝土质量从严控制与安全保障角度，优先考虑先进工艺排放钢渣的资源化利用，确定钢渣细骨料的f-CaO含量不得超过2.0%。

表3我国钢渣氧化物的基本含量

成分 Fe FeO Fe₂O₃ Al₂O₃ CaO MgO SiO₂ f-CaO MnO 含量(% ) 1～10 7～10 5～20 2～5 40～50 4～10 12～18 1～7 1～2.5

由于钢渣细骨料自身是一种工业副产品，生产过程中不会混入黏土、淤泥及细屑、有机质等杂质，部分钢渣细骨料的品质检测结果见表5,因此本标准没有对这些指标进行规定。

表4宝武集团多家钢厂排放钢渣的化学成分(%)

钢渣品种 试样 CaO SiO₂ Al₂O₃ Fe₂O₃ R₂O MgO MnO

宝钢滚筒渣 1号 43.57 15.35 1.75 26.48 0.04 6.25 2.29 2号 45.84 14.46 1.52 25.68 0.20 4.81 2.22

武钢热泼渣 1号 46.55 14.38 4.03 16.23 0.14 7.24 1.27 2号 47.00 14.43 3.96 15.86 0.14 6.83 1.22 3号 44.97 13.57 3.95 13.81 0.17 7.07 1.12 鄂钢热焖渣 原样 41.60 12.60 2.76 24.63 0.27 6.55 2.56 梅钢热泼渣 原样 38.00 11.01 3.20 25.12 0.24 8.36 1.76 梅钢滚筒渣 原样 41.60 15.02 2.08 23.42 0.40 4.50 2.02 续表4

钢渣品种 试样 SO₃ P₂O₅ TiO₂ V₂O₅ Cr₂O₃ f-CaO

宝钢滚筒渣 1号 0.33 1.98 一 0.70 0.28 1.95 2号 0.28 1.90 一 0.70 0.33 1.90

武钢热泼渣 1号 0.80 1.03 一 0.12 0.14 5.63 2号 0.78 1.02 一 0.14 0.10 6.00 3号 0.73 0.89 0.51 0.12 0.10 5.31 鄂钢热焖渣 原样 0.49 2.09 0.73 0.25 0.22 1.68 梅钢热泼渣 原样 0.41 1.84 0.49 0.22 0.19 0.79 梅钢滚筒渣 原样 0.38 1.66 0.74 0.64 0.36 0.21

表5不同钢渣作细骨料的部分品质检验结果

钢渣品种 表观密度

(kg/m³) 饱和面干吸

水率

(%) 坚固性

(%)

有机质含量 云母含量

(%) 泥块含量

(%) 宝钢滚筒钢渣 3520 1.40 0.1 浅于标准色 0 0 武钢热泼钢渣 3240 4.90 0.4 浅于标准色 0 0 (4)压蒸粉化率和体积安定性。综合考虑不同冶炼工艺、处理工艺对钢渣f-CaO和f-MgO含量的影响，在现有技术条件下，仍难以彻底消除残留f-CaO和f-MgO的不均匀分布对混凝土长期体积稳定性的不良影响。因此，从源头角度，本标准明确对于粒径小于5mm的钢渣细颗粒料，在严格限制其f-CaO含量的基础上，必须经过压蒸粉化率和体积安定性检验且合格。

确保钢渣体积安定是其用作骨料资源化利用的根本前提。针对钢渣的安定性检验与试验方法，国内已有部分标准进行了相应规定：

1)现行行业标准《水工混凝土施工规范》DL/T 5144 没有对细骨料的体积安定性进行规定。

2)现行国家标准《钢渣稳定性试验方法》GB/T 24175、《耐

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磨沥青路面用钢渣》GB/T24765和《透水沥青路面用钢渣》GB/T

24766、《道路用钢渣》GB/T25824均采用浸水膨胀率作为钢渣安定性评价指标，将其置于90℃±3℃水浴槽中保持6h、然后自然冷却，如此反复10d后，测定其浸水膨胀率且要求不得超过2%。

3)现行国家标准GB/T24175《钢渣稳定性试验方法》除采用浸水膨胀率外，还采用压蒸粉化率来保障钢渣作骨料的体积安定性。称取4.75 mm～9.5mm钢渣粗粒料或者4.75 mm～2.36mm钢渣细粒料，置于2.0 MPa±0.05 MPa饱和蒸汽条件下压蒸3h,使其中所含f-CaO和f-MgO消解粉化，通过压蒸粉化率来判断钢渣的稳定性。《水泥混凝土路面用钢渣砂应用技术规程》YB/T4329—2012规定钢渣砂的压蒸粉化率不得超过5.9%。

4)《钢渣应用技术要求》GB/T32546—2016规定钢渣用作砂浆骨料时，在附录A 中明确了钢渣的压蒸膨胀率试验方法，要求钢渣砂浆在饱和蒸汽压条件下2.0 MPa±0.05 MPa,经过3h压蒸，钢渣砂浆的压蒸膨胀率不超过0.80%。

5)《混凝土多孔砖和路面砖用钢渣》YB/T4228—2010规定混凝土多孔砖用钢渣集料在2.0 MPa±0.05 MPa 压力下体积安定性合格，混凝土路面砖用钢渣集料在1.0 MPa±0.05 MPa压力下体积安定性合格，其体积安定性合格评定标准为砂浆试件经过规定压力条件压蒸后试件完整且压蒸膨胀率不大于0.80%。

本标准制定过程中对多个钢厂的不同类型钢渣，结合多种安定性试验方法进行了体积安定性检测，包括压蒸粉化率试验方法、压蒸膨胀率试验方法及高温水养试验方法。

(a) 压蒸膨胀率试验方法。分别对取自宝钢的滚筒渣、武钢的热泼渣、湛江钢铁的滚筒渣、梅山钢铁的滚筒渣与热泼渣及鄂钢的热焖渣等多个厂家、不同类别的钢渣细颗粒料，结合压蒸膨胀率试验方法进行了安定性试验，试验结果见表6。

从试验结果可以看出，宝钢和梅钢滚筒渣作细骨料进行压蒸

后，试件压蒸膨胀率分别为0.34%和0.07%,满足不超过0.80%

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的要求;武钢热泼渣和鄂钢热焖渣作细骨料的砂浆试件经过压蒸后全部粉碎。

值得注意的是，滚筒渣作细骨料的砂浆试件经过压蒸后，表面明显可见局部点蚀和剥落现象，相对而言，梅钢滚筒渣作细骨料时砂浆试件表面完整性较好，相关标准中并未将压蒸后试件表面局部出现点蚀或剥落是否视为安定性不良进行明确说明。

表6钢渣用作细骨料的砂浆压蒸膨胀率试验结果

钢厂

类别

压蒸膨胀率 《普通预拌砂浆用钢渣砂》YB/T 4201一

2009、《水泥混凝土路面用钢渣砂应用技术规程》YB/T 4329—2012 宝钢 滚筒渣 0.34%

≤0.80% 武钢 热泼渣 一 梅钢 滚筒渣 0.07% 梅钢 热泼渣 一 鄂钢 热焖渣 一 一 (b) 压蒸粉化率试验方法。采用压蒸法分别对宝钢滚筒渣、武钢热泼渣、湛江钢铁滚筒渣、梅钢滚筒渣与热泼渣等几种钢渣颗粒料进行压蒸，测得几种钢渣的压蒸粉化率试验结果，见表7和图1。

从试验结果可以看出，宝钢滚筒渣、梅钢滚筒渣与湛江钢铁滚筒渣的压蒸粉化率分别为1.20%、1.40%和1.82%,均低于《普通预拌砂浆用钢渣砂》YB/T 4201—2009 和《水泥混凝土路面用钢渣砂应用技术规程》YB/T4329—2012规定的5.9%;武钢热泼渣的压蒸粉化率为26.5%,远超过5.9%的技术要求;梅钢热泼渣的压蒸粉化率为4.61%,鄂钢热焖渣的压蒸粉化率为2.26%,均低于相关标准规范要求。

结合前述压蒸安定性试验结果，尽管梅钢热泼渣和鄂钢热焖渣的压蒸粉化率满足相关规范要求(不超过5.9%),但经过压蒸

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后砂浆试件均断裂、粉碎。分析认为，尽管钢渣内含有的f-CaO 和f-MgO在压蒸条件下发生消解粉化的量较少，但当用作细骨料时， 这部分反应引起的膨胀会在砂浆内形成局部应力集中而发生开裂、剥落或断裂，即f-CaO和f-MgO的不均匀分布产生的危害相比其量的增加更需要引起重视。相比较而言，在钢渣安定性检验时，压蒸膨胀率试验方法相比压蒸粉化率测试方法更为严苛，更偏安全。

表7钢渣压蒸粉化率试验结果

钢厂

品种 压蒸粉化率

(%) 《普通预拌砂浆用钢渣砂》YB/T 4201—

2009、《水泥混凝土路面用钢渣砂应用技

术规程》YB/T 4329—2012 宝钢 滚筒渣 1.20

≤5.9% 武钢 热泼渣 26.49 梅钢 滚筒渣 1.40 梅钢 热泼渣 4.61 湛江钢铁 滚筒渣 1.82 鄂钢 热焖渣 2.26 30%

25%

　　20%

15%

10%

5%

0%

BGWR MGMRZG ER

图 1 不同钢渣压蒸粉化率试验结果

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(c) 高温水养试验方法。基于钢渣内含f-CaO、f-MgO和水在高温养护条件下快速发生反应，通过加速膨胀提前消除不安定性因素的方法即为高温水养安定性改良方法。

具体方法参照《水工混凝土掺用氧化镁技术规范》DL/T5296—2013中“掺氧化镁混凝土安定性试验方法”,分别采用60℃和80℃水养护方法，同步对比20℃水养护方法试验结果，测得钢渣用作细骨料的砂浆试件膨胀率，观测其经过一定养护龄期后试件的膨胀率及完整性，判定钢渣砂浆的体积安定性。

选择宝钢滚筒渣和武钢热泼渣进行试验，养护水温分别为20℃、60℃、80℃,掺合料为粉煤灰、矿渣粉和硅粉，材料配合比见表8。不同温度水养护条件下，掺入不同掺合料的滚筒渣砂浆试件的膨胀率试验结果见表9。

表8高温水养护与掺入活性掺合料的安定性试验材料配合比

钢渣品种 粉煤灰 矿渣粉 硅粉 养护温度

宝钢滚筒渣 15%、35%、50% 一 一

20℃、60℃、80℃ 一 15%、35%、50% 一 一 一 3%、5%、8%

结合不同养护温度条件下掺入不同活性掺合料的钢渣颗粒料砂浆试件膨胀率试验结果可以看出：

a)提高养护水温会加速钢渣颗粒料的膨胀，加快钢渣颗粒料砂浆试件的膨胀开裂速度。

b) 掺入不同品种、不同掺量活性的掺合料时，钢渣颗粒料砂浆试件开裂破坏时对应的临界膨胀率基本一致，即在0.06%左右;当钢渣颗粒料砂浆试件的膨胀率接近或达到0.06%时，试件发生膨胀开裂破坏。

根据上述试验结果可知，采用不同安定性试验方法及评定标准，钢渣安定性评定可能出现互相矛盾的情况;综合考虑钢渣体积安定性从严、快速判定原则，在钢渣原材料端，首先对其进行

心

　　表9宝钢滚筒渣砂浆高温水养砂浆膨胀率

编号

钢渣

种类 掺和

料品种 掺和

料掺

量

(%) 养护

温度

(℃) 膨胀率 (%)

0

3d

7d

14d

21d

28d

56d

90d

120d

150d

180d

210d HBFE-15

宝钢

滚筒渣

粉煤灰 15

20 0 0.006 0.007 0.005 0.005 0.001 0.001 0.001 0.002 0.003 0.01 -0.007 HBFE-35 35 0 0.010 0.009 0.009 0.007 0.011 0.002 0.003 0.001 -0.001 0.004 -0.005 HBFE-50 50 0 0.001 0 0.001 -0.002 -0.003 -0.007 -0.005 -0.007 -0.009 -0.005 -0.008 HBFL-15

宝钢

滚筒渣

粉煤灰 15

60 0 0.008 0.013 0.018 0.018 0.013 0.049 0.058 试件断裂 HBFL-35 35 0 0.002 0.008 0.013 0.009 0.003 0.031 0.034 0.051 试件断裂 HBFL-50 50 0 0.004 0.010 0.012 0.008 0.047 0.026 0.027 0.021 0.016 0.001 一 HBFB-15

宝钢

滚筒渣

粉煤灰 15

80 0 0.005 0.022 0.036 0.059 0.059 0.059 试件断裂 HBFB-35 35 0 0.003 0.028 0.038 0.061 试件断裂 HBFB-50 50 0 0.003 0.018 0.024 0.039 0.053 试件断裂 HBKE-15

宝钢

滚筒渣

矿渣粉 15

20 0 0.004 0.005 0.006 0.004 0.007 0.001 0.002 0.003 0 0.002 0.001 HBKE-35 35 0 0.005 0.006 0.007 0.007 -0.001 0.006 0.006 0.009 0.004 0.004 0.001 HBKE-50 50 0 0.002 0.002 0.008 0.008 0.020 0.008 0.008 0.008 0.004 -0.002 -0.005

　　续表9

编号

钢渣

种类 掺和

料品种 掺和

料掺

量

(%) 养护

温度

(℃) 膨胀率 (%)

0

3d

7d

14d

21d

28d

56d

90d

120d

150d

180d

210d HBKL-15 宝钢

滚筒渣

矿渣粉 15

60 0 0 0.014 0.022 0.022 0.037 0.056 0.043 0.031 0.013 一 一 HBKL-35 35 0 0.004 0.022 0.028 0.049 0.030 0.083 0.060 试件断裂 HBKL-50 50 0 0.015 一 0.033 0.060 0.035 0.060 0.064 试件断裂 HBKB-15 宝钢

滚筒渣

矿渣粉 15

80 0 0.045 一 0.034 0.055 试件断裂 HBKB-35 35 0 0.004 一 0.044 0.055 试件断裂 HBKB-50 50 0 0.003 一 0.036 0.051 0.053 试件断裂 HBGE-3 宝钢

滚筒渣

硅粉 3

20 0 0.015 0.007 0.008 0.008 0.006 0.009 0.007 0.003 -0.002 0.010 -0.006 HBGE-5 5 0 0.014 0.010 0.011 0.011 0.008 0.010 0.010 0.004 0.003 0.004 0.002 HBGE-8 8 0 0.010 0.010 0.010 0.011 0.009 0.010 0.010 0.006 0.004 0.002 0.001 HBGL-3 宝钢

滚筒渣

硅粉 3

60 0 0.007 0.025 0.025 0.029 0.048 0.047 0.055 试件断裂 HBGL-5 5 0 0.006 0.021 0.021 0.024 0.048 0.033 0.059 试件断裂 HBGL-8 8 0 0.006 0.016 0.016 0.018 0.037 0.027 0.041 0.52 试件断裂 HBGB-3 宝钢

滚筒渣

硅粉 3

80 0 0.003 0.026 0.027 0.064 试件断裂 HBGB-5 5 0 0.004 0.023 0.029 0.062 试件断裂 HBGB-8 8 0 0.005 0.022 0.032 0.059 试件断裂

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压蒸试验，要求其压蒸粉化率不超过2%;与此同时，选择压蒸 膨胀率试验方法作为钢渣安定性试验方法，且采用“试件压蒸膨胀率不大于0.80%+试件完整且表面无剥落损伤或爆点”双控标准，严格把守钢渣安全质量关。

(5)由于钢渣是冶炼钢铁过程中排放的工业废渣，钢渣中均不同程度含有一定量的铁、锰等金属，从钢渣骨料应用的安全角度，钢渣骨料的放射性需合格。

3.2粗骨料的技术要求

3.2.1～3.2.3 除钢渣粗骨料的品质要满足现行行业标准《水工混凝土施工规范》DL/T5144 中有关粗骨料的相关规定外，本条规定主要明确了钢渣粗骨料的最大粒径不得超过20mm。

由于钢渣品种繁多、品质性能差异大，部分民用和工业建筑混凝土应用钢渣骨料后还出现了损伤，这主要是由于钢渣粗颗粒用作粗骨料时安定性不良所致。本标准基于不同工艺生产的钢渣试验，在限制f-CaO 含量的基础上，进一步明确钢渣用作粗骨料时，限制其最大颗粒粒径不能超过20mm。此外，以压蒸粉化率和安定性双重指标限制，来保障钢渣作粗骨料制备水工混凝土的体积稳定性。

钢渣粗骨料的压蒸粉化率以钢渣颗粒(4.75 mm～9.5mm) 进行试验，具体试验步骤和过程参照钢渣细骨料的相关内容，要求其压蒸粉化率不能超过2%,且以压蒸膨胀率为评价指标时其安定性需合格。

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4原材料与配合比设计要求

4.1原材料要求

4.1.1～4.1.3本章节规定明确了钢渣单独使用时，需保持级配良好;可以保持自身级配连续，也可以与其他骨料混合使用。

以安定性为主要评判指标，选取梅钢滚筒渣进行筛分，分别得到粒径范围为0.16mm～0.315mm 和2.50 mm～5.00mm 的颗 粒。参照《钢渣应用技术要求》GB/T32546—2016附录A“钢渣压蒸膨胀率试验方法”,开展钢渣的压蒸膨胀率试验。成型钢渣砂浆棒试件，每组成型3个试件，配合比见表10,砂浆振实时跳桌跳动次数为10次，以胶砂流动度在105mm～120mm的用水量为准。

表10钢渣砂压蒸膨胀率试验砂浆配合比

钢渣颗粒粒径

(mm) 水泥

(g) 钢渣骨料

(g) 用水量

(g) 0.16～0.315 440 990 210 2.50～5.00 440 990 156 从试验结果看，经过压蒸后两组不同粒径钢渣成型砂浆试件的安定性均不合格。其中，粒径范围为0.16 mm～0.315mm 的颗粒砂浆试件经压蒸后完全粉碎，粒径范围为2.50 mm～5.00 mm 的颗粒砂浆试件断裂破坏。对比钢渣颗粒料分级压蒸与混合原样压蒸试验结果可知，相较于原样(0.15mm～4.75mm), 经过压蒸后膨胀率可测(0.07%)且仅表面存在点蚀或剥落，经过分级后钢渣颗粒料砂浆试件完全粉碎或断裂，即单一级配钢渣颗粒料

DL/T 5877—2024

用作细骨料时相比连续级配骨料，其安定性问题更加严重。分析认为，单一级配钢渣颗粒料经过高温压蒸后，由f-CaO和f-MgO水化生成的氢氧化钙和氢氧化镁产生的体积膨胀会在局部富集，易引起试件开裂，而连续级配颗粒料经压蒸产生的体积膨胀会有部分被各级骨料间空隙消纳，通过密堆积起到一定程度的分散作用。

因此，钢渣颗粒料在用作骨料时，优先考虑连续级配;从安全角度，首先也需要对钢渣粗骨料进行压蒸试验，要求其压蒸粉化率不超过2%且体积安定性合格。

此外，在原材料选用方面，针对钢渣多孔、表观密度大的特点，推荐选用表观密度较大的掺合料及高性能减水剂或高效减水剂，必要时掺加增黏剂、增稠剂等提高拌和物的抗离析性能。

4.2配合比设计

4.2.1～4.2.3本章节规定对钢渣骨料水工混凝土配合比设计的特殊要求进行了规定。

当进行钢渣骨料水工混凝土配合比设计时，针对钢渣表观密度大、硬度高的特点，推荐采用绝对体积法进行配合比设计及参数计算;与普通水工混凝土相比，同强度等级条件下，可以适当放大钢渣骨料混凝土的水胶比。

相同水胶比时，采用梅钢滚筒渣用作粗、细骨料拌制混凝土的强度试验结果见表11,并同时对比了花岗岩骨料混凝土;试验结果表明，相同龄期时钢渣骨料混凝土的抗压强度与劈拉强度均高于花岗岩骨料混凝土。

以28d抗压强度作为设计龄期，对于一级配混凝土，水胶比为0.35时，梅钢滚筒渣粗、细骨料混凝土的抗压强度达到C35强度等级，而花岗岩骨料混凝土的抗压强度达到C30强度等级;水胶比为0.45时，梅钢滚筒渣粗、细骨料混凝土的抗压强度达 到C25强度等级，而花岗岩骨料混凝土的抗压强度达到C20强 度等级。即在保持相同水胶比的前提下，相比花岗岩等普通骨料水工混凝土，钢渣骨料配制的水工混凝土提高一个强度等级;相同强度等级前提下，可以适当提高水工混凝土的水