铜渣粉作为混凝土掺合料的研究进展

• 作者: 何伟 周予启 王强
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 工学
• 关键词: 铜渣 混凝土 掺合料
• 年，卷（期）: 2018,（23）
• 所属期刊栏目: 无机非金属及其复合材料
• 页码范围: 4125-4134
• 页数: 10页
• 分类号: TU528.041
• 字数: 8777字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/j.issn.1005-023X.2018.23.014

摘要

铜渣是铜冶炼和精炼过程的副产物,以每产1 t铜副产2.2 t铜渣计算,2017年全球铜渣排放量达到了5170万t.但目前的铜渣处理仍以堆放为主,不仅占用了大量土地,重金属成分对堆放地也造成了严重的环境污染.铜渣,特别是水淬铜渣中含有较多的玻璃体,用作混凝土掺合料可以替代粉煤灰和矿渣,解决某些地区掺合料紧缺的状况.本文归纳总结了铜渣粉对混凝土工作性、力学性能和耐久性的影响,分析了铜渣作为掺合料使用时的环境安全性,提出了铜渣作为掺合料使用应注意的问题,为铜渣粉在混凝土行业中规模化应用提供了参考.近年的研究成果表明,水淬铜渣中的玻璃体含量高、活性更好,而缓冷铜渣的玻璃体含量虽低,但仍有一定的活性.由于存在活性低和重金属成分高的问题,铜渣粉对混凝土工作性、力学性能和耐久性的影响比矿渣、粉煤灰等常见掺合料复杂得多,阻碍了铜渣粉作为掺合料在混凝土中的应用.虽然存在不同观点,但多数研究成果表明铜渣粉可起到降低放热量、改善工作性及减少用水量的作用,同时也会产生泌水率增加的问题.由于活性偏低、重金属成分较高,铜渣粉的缓凝作用明显,不过大掺量使用所引起的凝结时间延长问题在多数研究中是可控的.铜渣粉导致混凝土早期强度不足,可通过添加激发剂、提高细度、降低水灰比等方式予以缓解和控制.铜渣粉对混凝土强度的负面影响会随龄期延长逐渐减轻,甚至在一段时间后对强度有利.此外,铜渣粉还能提高混凝土弹性模量并减少收缩,对抗断裂性能也无明显不利影响.但以不同指标评价混凝土脆性时,铜渣粉的作用还存在较大的争议.由于可促使毛细孔隙等有害孔隙数量减少,铜渣粉可使混凝土的吸水速率和吸水量降低,从而使耐久性等级有所改善.除优化孔隙结构外,铜渣粉与Ca(OH)2反应生成C-S-H凝胶,可改善过渡区,提高混凝土抗碳化、抗氯离子渗透性和抗硫酸盐侵蚀的能力.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王强	清华大学土木工程系	138	1646	24.0	36.0
2	周予启		57	403	10.0	17.0
3	何伟	清华大学土木工程系	7	100	4.0	7.0