一种高性能矿物掺合料及其在混凝土中的应用

摘要

本发明涉及一种高性能矿物掺合料及其在混凝土中的应用，按照质量百分比计，包括高炉矿渣75～85%、重构转炉钢渣5～15%以及锂矿渣5～15%，重构转炉钢渣的制备方法为：1）混料：热态的转炉钢渣中加入还原剂和调质剂混合均匀；2）调制：混合均匀后输送至电炉中开始升温，升温同时向电炉内持续通入保护气体，电炉升温至1400～1650℃后保温20～60min，保温结束后，电炉温度冷却至1200～1300℃；3）粒化：电炉出渣后，使熔渣落到旋转的粒化轮上，进行水淬；4）磁选：回收步骤3）产生的铁；5）粉磨：经过步骤4）除铁处理的钢渣进行粉磨。本发明通过提高转炉钢渣的活性，提高矿物掺合料整体的活性，从而提高混凝土的密实度和强度。

权利要求

1.一种高性能矿物掺合料，其特征在于：按照质量百分比计，包括高炉矿渣75～85%、重构转炉钢渣5～15%以及锂矿渣5～15%，所述重构转炉钢渣的制备方法为：1）混料：热态的转炉钢渣温度保持在1400～1650℃转入到渣包中，然后加入还原剂和调质剂混合均匀，还原剂的加入量为转炉钢渣的5～10%，调制剂的加入量为转炉钢渣的10～30%；2）调制：混合均匀的转炉钢渣、还原剂和调制剂输送至电炉中开始升温，升温同时向电炉内持续通入保护气体除去电炉内的空气，电炉升温至1400～1650℃后保温20～60min，保温结束后，电炉温度冷却至1200～1300℃；3）粒化：电炉出渣后，使熔渣落到旋转的粒化轮上，进行一次水淬，一次水淬后的钢渣落入到淬渣池内进行二次水淬，然后经过集渣、捞渣、脱水及烘干将钢渣提升运输到料仓；4）磁选：回收步骤3）产生的铁；5）粉磨：经过步骤4）除铁处理的钢渣进行粉磨至钢渣粒径在10～20μm，得到重构转炉钢渣；所述还原剂至少包括无烟煤、碳粉中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种高性能矿物掺合料，其特征在于：所述调制剂至少包括石灰、氧化铝、氧化硅、粘土矿物、粉煤灰中的一种。

3.根据权利要求2所述的一种高性能矿物掺合料，其特征在于：所述粘土矿物为高岭土或蒙脱土。

4.根据权利要求1所述的一种高性能矿物掺合料，其特征在于：所述粉磨过程加入助磨剂，所述助磨剂的加入量为转炉钢渣的0.1～0.5%。

5.根据权利要求4所述的一种高性能矿物掺合料，其特征在于：所述助磨剂为石英砂或玻璃珠。

6.根据权利要求1所述的一种高性能矿物掺合料，其特征在于：所述保护气体为氮气。

7.一种根据权利要求1～6任一项所述的一种高性能矿物掺合料在混凝土中的应用。

说明书

一种高性能矿物掺合料及其在混凝土中的应用

技术领域

[0001] 本发明涉及矿物掺合料的技术领域，尤其是涉及一种高性能矿物掺合料及其在混凝土中的应用。

背景技术

[0002] 近年来随着高性能混凝土的快速发展，带动了矿物掺合料的大量应用，特别是在商品混凝土中，矿物掺合料已成为不可缺少的一种组分。矿物掺合料大多是工业废料，加入
混凝土中，不仅可以降低成本，改善混凝土的工作性、耐久性等性能，还能变废为宝，保护环
境，成为有利于混凝土行业可持续发展的一项措施。目前最常用的矿物掺合料有高炉矿渣、
粉煤灰和硅灰等，在混凝土内部的碱性环境中，有活性的矿物掺合料能够与硅酸盐水泥水
化反应生成的氢氧化钙发生反应，生成有利的C‑S‑H凝胶等水化产物，减少氢氧化钙含量，
使水化产物颗粒变得细小，提高界面过渡区的密实程度，改善混凝土的微观结构。未参与反
应的矿物掺合料微粒则沉积在浆料与骨料间的过渡区，改善了原本疏松、薄弱的区域的结
构，使其密实度和结合强度增加。另外，掺入矿物掺合料也有助于改善混凝土的流动性，降
低用水量，从而提高混凝土的抗渗性和耐久性，使用矿物掺合料来代替水泥，从混凝土的经
济、能效、耐久性和生态利益来看，都有突出的优越性。

[0003] 除了利用粉煤灰、矿渣等矿物掺合料的同时，还要开发利用新的工业废渣，既符合我国可持续发展的原则，又能够为混凝土工业提供更广泛的掺合料。钢渣是炼钢过程中产
生的废渣，钢渣的排放量约为钢产量的10～15%，分为转炉钢渣、平炉钢渣和电炉钢渣，其中
转炉钢渣所占的比重较大，因此钢渣的处理和资源化利用问题也越来越受到重视。

[0004] 公布号为CN110282898A的中国专利公开一种高性能矿物掺合料及其在混凝土中的应用，按照质量百分比计，包括钢渣粉60～70%、炉渣8～12%、煤渣4～6%、超细矿粉5～
10%、快硬硫铝酸盐水泥3～6%、熟料粉4～6%、早强剂3～7%以及硅灰5～10%，该发明使用早
强型水泥与硅灰掺合料，弥补钢渣粉早期强度不足的劣势，使用超细矿粉，保证全龄期强度
稳定发展。

[0005] 上述中的现有技术方案存在以下缺陷：矿物掺合料的活性对提高混凝土的性能有至关重要的作用，上述发明大量使用钢渣粉作为主料，钢渣中所含的矿物Ca2(Al,Fe)2O5,
MgO·2FeO无水硬性，水化活性相对较低，对混凝土的密实度和强度提高不明显。

发明内容

[0006] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种高性能矿物掺合料，通过提高转炉钢渣的活性，提高矿物掺合料整体的活性，从而提高混凝土的密实度和强度；本
发明的目的之二是提供一种高性能矿物掺合料的制备方法，具有制备工艺简单，制备出的
高性能矿物掺合料性能稳定。

[0007] 本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种高性能矿物掺合料，按照质量百分比计，包括高炉矿渣75～85%、重构转炉钢渣5～15%以及锂矿渣5～15%，所
述重构转炉钢渣的制备方法为：1）混料：热态的转炉钢渣温度保持在1400～1650℃转入到
渣包中，然后加入还原剂和调质剂混合均匀，还原剂的加入量为转炉钢渣的5～10%，调制剂
的加入量为转炉钢渣的10～30%；2）调制：混合均匀的转炉钢渣、还原剂和调制剂输送至电
炉中开始升温，升温同时向电炉内持续通入保护气体除去电炉内的空气，电炉升温至1400
～1650℃后保温20～60min，保温结束后，电炉温度冷却至1200～1300℃；3）粒化：电炉出渣
后，使熔渣落到旋转的粒化轮上，进行一次水淬，一次水淬后的钢渣落入到淬渣池内进行二
次水淬，然后经过集渣、捞渣、脱水及烘干将钢渣提升运输到料仓；4）磁选：回收步骤3）产生
的铁；5）粉磨：经过步骤4）除铁处理的钢渣进行粉磨至钢渣粒径在10～20μm，得到重构转炉
钢渣。

[0008] 通过采用上述技术方案，高炉矿渣的化学成分与水泥熟料相似，具有一定的活性，高炉矿渣中含有大量的玻璃体，存在潜在的水硬性，掺入到混凝土中，玻璃体会与水泥浆体
发生化学反应，使水泥浆体与骨料之间的界面结合更加牢固。高炉矿渣和重构转炉钢渣共
同使用，钢渣的水化反应为矿渣的水化提供了反应相，又可以促进矿渣的水化，重构转炉钢
渣一方面提高了高炉矿渣所需的氢氧化钙浓度，另一方面也降低了初始结构的孔隙率，从
而提高混凝土的密实性。

[0009] 炼钢时，转炉钢渣中含有铁的氧化物，铁的氧化物有利于保持液态渣的流动性，因此这部分铁的氧化物不仅是对铁矿石资源的浪费，而且大量存在于转炉钢渣中，也会降低
转炉钢渣的水化活性，也会导致转炉钢渣的易磨性变差。加入还原剂，通入保护气体除去空
气，铁的氧化物会逐渐被还原剂还原为铁，再将还原的铁分离出去，去除铁的氧化物之后的
转炉钢渣的活性增加。通过加入调制剂参与转炉钢渣的重构过程，减少RO相，增加重构转炉
钢渣中硅酸三钙的形成，硅酸三钙的结构由于配位极不规则，在结构中留有空洞，使水分子
容易进入，从而水化活性高，因此硅酸三钙的生成能够进一步提高重构转炉钢渣的活性。重
构转炉钢渣经过粉磨，其中的f‑Ca0和MgO被活化，在混凝土硬化之前提前水化，同时重构转
炉钢渣中的玻璃体经机械力活化后，结构遭到破坏，硅酸盐、铝酸盐等物质从玻璃体中暴露
出来，也加快了水化速率，提高了重构转炉钢渣的反应活性，从而提高了矿物掺合料的活
性。

[0010] 锂矿渣的“微填充效应”和“滚珠效应”，使得锂矿渣的掺入可降低混凝土的用水量，锂矿渣对混凝土早期和后期强度均有不同程度的提高，锂矿渣中氧化硅和氧化铝的含
量高，具有较高的活性。另外锂矿渣中还含有少量的SO3，可以和水泥水化产物生成钙矾石，
且反应进程还可以促进硅酸二钙和硅酸三钙水化，生成的钙矾石填充于混凝土中，使混凝
土更密实，从而起到增强作用。后期锂矿渣与水泥水化产物氢氧化钙及硅酸钙反应，C‑S‑H
凝胶量增加，有利于混凝土强度提高。高炉矿渣、重构转炉钢渣以及锂矿渣三掺复配使用，
使混凝土的孔结构充分细化，混凝土强度显著提高。

[0011] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述还原剂至少包括无烟煤、碳粉中的一种。

[0012] 通过采用上述技术方案，无烟煤与碳粉作为还原剂均能将转炉钢渣中铁的氧化物转化为铁，且还原过程产生的污染小、成本低，适合工业应用。

[0013] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述调制剂至少包括石灰、氧化铝、氧化硅、粘土矿物、粉煤灰中的一种。

[0014] 通过采用上述技术方案，这些调制剂参与重构过程，均能减少转炉钢渣中的RO相，从而促进C3S的生成，提高重构转炉钢渣的活性。

[0015] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述粘土矿物为高岭土或蒙脱土。

[0016] 通过采用上述技术方案，高岭土或蒙脱土中含有氧化铝、氧化硅，有与碱反应的活性，因此能够提高转炉钢渣的活性。

[0017] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述粉磨过程加入助磨剂，所述助磨剂的加入量为转炉钢渣的0.1～0.5%

[0018] 通过采用上述技术方案，重构转炉钢渣在粉磨过程中，颗粒逐步细化，比表面积增大，其表面因断键而带电，粒子相互吸附并出现团聚，使粉磨效率下降，加入少量助磨剂，可
以显著降低粒子表面，克服颗粒之间的吸引力，减小粉磨阻力，从而能够防止粒子团聚，改
善物料流动性，从而提高粉磨效率，缩短粉磨时间。

[0019] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述助磨剂为石英砂或玻璃珠。

[0020] 通过采用上述技术方案，随着重构转炉钢渣的粉磨，石英砂或玻璃珠会吸附在重构转炉钢渣的裂纹内壁上，进一步进入到裂纹的表面，随着裂纹的形成和不断扩展，阻止裂
纹闭合，促使裂纹扩大，从而加速断裂的产生。石英砂或玻璃珠在重构转炉钢渣表面产生选
择性吸附和电性中和，消除静电效应，减小微细的、颗粒聚集的能力和机会，从而减少粉磨
过程粘球的现象，提高细粉物料的分散度，提高机械能的利用率，从而提高重构转炉钢渣的
粉磨效率。

[0021] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述保护气体为氮气。

[0022] 通过采用上述技术方案，氮气作为惰性气体，在铁的氧化物被还原为金属铁的过程，不会参与反应，并且能够排尽空气，避免空气中的氧气参与反应，从而促进铁的氧化物
的还原过程；另外氮气含量丰富、成本低。

[0023] 本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种高性能矿物掺合料在混凝土中的应用。

[0024] 通过采用上述技术方案，重构转炉钢渣的颗粒粒径小于水泥，加入到混凝土中，能够填充在水泥颗粒之间，使得体系配合更优良，增加混凝土的密实度，从而降低用水量，另
外重构转炉钢渣的水化活性高，转炉钢渣的水化反应为高炉矿渣的水化提供了反应相，又
可以促进矿渣的水化。由高炉矿渣、重构转炉钢渣以及锂矿渣混合而成的矿物参合料，在混
凝土内部的碱性环境中，有活性的矿物掺合料能够与水泥水化反应生成的氢氧化钙发生反
应，生成有利的C‑S‑H凝胶等水化产物，减少氢氧化钙含量，使水化产物颗粒变得细小，提高
界面过渡区的密实程度，改善混凝土的微观结构。未参与反应的矿物掺合料微粒则沉积在
浆料与骨料间的过渡区，改善了原本疏松、薄弱的区域的结构，使其密实度和结合强度增
加。掺入矿物掺合料也有助于改善混凝土的流动性，降低用水量，从而提高混凝土的抗渗性
和耐久性。

[0025] 综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

[0026] 1.炼钢时，转炉钢渣中含有铁的氧化物，铁的氧化物有利于保持液态渣的流动性，因此这部分铁的氧化物不仅是对铁矿石资源的浪费，而且大量存在于转炉钢渣中，也会降
低转炉钢渣的水化活性，也会导致转炉钢渣的易磨性变差。加入还原剂，通入保护气体除去
空气，铁的氧化物会逐渐被还原剂还原为铁，再将还原的铁分离出去，去除铁的氧化物之后
的转炉钢渣的活性增加。通过加入调制剂参与转炉钢渣的重构过程，减少RO相，增加重构转
炉钢渣中硅酸三钙的形成，硅酸三钙的结构由于配位极不规则，在结构中留有空洞，使水分
子容易进入，从而水化活性高，因此硅酸三钙的生成能够进一步提高重构转炉钢渣的活性。
重构转炉钢渣经过粉磨，其中的f‑Ca0和MgO被活化，在混凝土硬化之前提前水化，同时重构
转炉钢渣中的玻璃体经机械力活化后，结构遭到破坏，硅酸盐、铝酸盐等物质从玻璃体中暴
露出来，也加快了水化速率，提高了重构转炉钢渣的反应活性，从而提高了矿物掺合料的活
性；

[0027] 2.锂矿渣的“微填充效应”和“滚珠效应”，使得锂矿渣的掺入可降低混凝土的用水量，锂矿渣对混凝土早期和后期强度均有不同程度的提高，锂矿渣中氧化硅和氧化铝的含
量高，具有较高的活性。另外锂矿渣中还含有少量的SO3，可以和水泥水化产物生成钙矾石，
且反应进程还可以促进硅酸二钙和硅酸三钙水化，生成的钙矾石填充于混凝土中，使混凝
土更密实，从而起到增强作用。后期锂矿渣与水泥水化产物氢氧化钙及硅酸钙反应，C‑S‑H
凝胶量增加，有利于混凝土强度提高。高炉矿渣、重构转炉钢渣以及锂矿渣三掺复配使用，
使混凝土的孔结构充分细化，混凝土强度显著提高；

[0028] 3.重构转炉钢渣的颗粒粒径小于水泥，加入到混凝土中，能够填充在水泥颗粒之间，使得体系配合更优良，增加混凝土的密实度，从而降低用水量，另外重构转炉钢渣的水
化活性高，转炉钢渣的水化反应为高炉矿渣的水化提供了反应相，又可以促进矿渣的水化。
由高炉矿渣、重构转炉钢渣以及锂矿渣混合而成的矿物参合料，在混凝土内部的碱性环境
中，有活性的矿物掺合料能够与水泥水化反应生成的氢氧化钙发生反应，生成有利的C‑S‑H
凝胶等水化产物，减少氢氧化钙含量，使水化产物颗粒变得细小，提高界面过渡区的密实程
度，改善混凝土的微观结构。未参与反应的矿物掺合料微粒则沉积在浆料与骨料间的过渡
区，改善了原本疏松、薄弱的区域的结构，使其密实度和结合强度增加。掺入矿物掺合料也
有助于改善混凝土的流动性，降低用水量，从而提高混凝土的抗渗性和耐久性。

附图说明

[0029] 图1是本发明高性能矿物掺合料的流程示意图。

具体实施方式

[0030] 下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。

[0031] 实施例1

[0032] 一种高性能矿物掺合料，包括高炉矿渣75kg、重构转炉钢渣10kg以及锂矿渣15kg，其中重构转炉钢渣的制备方法为：1）混料：热态的转炉钢渣温度保持在1400℃转入到渣包
中，然后加入还原剂和调质剂混合均匀，还原剂为无烟煤，无烟煤的加入量为0.5kg，调制剂
为石灰，石灰的加入量为1kg；2）调制：混合均匀的转炉钢渣、还原剂和调制剂输送至电炉中
开始升温，升温同时向电炉内持续通入氮气除去电炉内的空气，电炉升温至1400℃后保温
60min，保温结束后，电炉温度冷却至1200℃；3）粒化：电炉出渣后，盛放在渣罐内，通过天车
将渣罐放置在渣罐倾翻车上，渣罐倾翻车在液压缸的驱动下将渣罐倾翻，使熔渣落到旋转
的粒化轮上，进行一次水淬，一次水淬后的钢渣落入到淬渣池内进行二次水淬，然后经过集
渣、捞渣、脱水及烘干将钢渣提升运输到料仓；4）磁选：回收步骤3）产生的铁；5）粉磨：经过
步骤4）除铁处理的钢渣粉磨至钢渣粒径在10～15μm，得到重构转炉钢渣。

[0033] 实施例2

[0034] 一种高性能矿物掺合料，包括高炉矿渣80kg、重构转炉钢渣15kg以及锂矿渣5kg，其中重构转炉钢渣的制备方法为：1）混料：热态的转炉钢渣温度保持在1500℃转入到渣包
中，然后加入还原剂和调质剂混合均匀，还原剂为碳粉，碳粉的加入量为1.05kg，调制剂为
氧化铝和氧化硅，氧化铝的加入量为1.5kg，氧化硅的加入量为1.5kg；2）调制：混合均匀的
转炉钢渣、还原剂和调制剂输送至电炉中开始升温，升温同时向电炉内持续通入氮气除去
电炉内的空气，电炉升温至1500℃后保温40min，保温结束后，电炉温度冷却至1250℃；3）粒
化：电炉出渣后，盛放在渣罐内，通过天车将渣罐放置在渣罐倾翻车上，渣罐倾翻车在液压
缸的驱动下将渣罐倾翻，使熔渣落到旋转的粒化轮上，进行一次水淬，一次水淬后的钢渣落
入到淬渣池内进行二次水淬，然后经过集渣、捞渣、脱水及烘干将钢渣提升运输到料仓；4）
磁选：回收步骤3）产生的铁；5）粉磨：经过步骤4）除铁处理的钢渣加入0.15kg石英砂助磨，
粉磨至钢渣粒径在15～20μm，得到重构转炉钢渣。

[0035] 实施例3

[0036] 一种高性能矿物掺合料，包括高炉矿渣85kg、重构转炉钢渣5kg以及锂矿渣10kg，其中重构转炉钢渣的制备方法为：1）混料：热态的转炉钢渣温度保持在1550℃转入到渣包
中，然后加入还原剂和调质剂混合均匀，还原剂为无烟煤和碳粉，无烟煤的加入量为0.2kg，
碳粉的加入量为0.2kg，调制剂为石灰和高岭土，石灰的加入量为1kg，高岭土的加入量为
0.5kg；2）调制：混合均匀的转炉钢渣、还原剂和调制剂输送至电炉中开始升温，升温同时向
电炉内持续通入氮气除去电炉内的空气，电炉升温至1550℃后保温25min，保温结束后，电
炉温度冷却至1300℃；3）粒化：电炉出渣后，盛放在渣罐内，通过天车将渣罐放置在渣罐倾
翻车上，渣罐倾翻车在液压缸的驱动下将渣罐倾翻，使熔渣落到旋转的粒化轮上，进行一次
水淬，一次水淬后的钢渣落入到淬渣池内进行二次水淬，然后经过集渣、捞渣、脱水及烘干
将钢渣提升运输到料仓；4）磁选：回收步骤3）产生的铁；5）粉磨：经过步骤4）除铁处理的钢
渣加入0.25kg玻璃珠助磨，粉磨至钢渣粒径在12～16μm，得到重构转炉钢渣。

[0037] 实施例4

[0038] 一种高性能矿物掺合料，包括高炉矿渣78kg、重构转炉钢渣9kg以及锂矿渣13kg，其中重构转炉钢渣的制备方法为：1）混料：热态的转炉钢渣温度保持在1600℃转入到渣包
中，然后加入还原剂和调质剂混合均匀，还原剂为无烟煤和碳粉，无烟煤的加入量为0.4kg，
碳粉的加入量为0.5kg，调制剂为氧化铝、蒙脱土和粉煤灰，氧化铝的加入量为0.5kg，蒙脱
土的加入量为0.45kg，粉煤灰的加入量为0.4kg；2）调制：混合均匀的转炉钢渣、还原剂和调
制剂输送至电炉中开始升温，升温同时向电炉内持续通入氮气除去电炉内的空气，电炉升
温至1600℃后保温30min，保温结束后，电炉温度冷却至1300℃；3）粒化：电炉出渣后，盛放
在渣罐内，通过天车将渣罐放置在渣罐倾翻车上，渣罐倾翻车在液压缸的驱动下将渣罐倾
翻，使熔渣落到旋转的粒化轮上，进行一次水淬，一次水淬后的钢渣落入到淬渣池内进行二
次水淬，然后经过集渣、捞渣、脱水及烘干将钢渣提升运输到料仓；4）磁选：回收步骤3）产生
的铁；5）粉磨：经过步骤4）除铁处理的钢渣加入0.18kg石英砂助磨，粉磨至钢渣粒径在14～
18μm，得到重构转炉钢渣。

[0039] 实施例5

[0040] 一种高性能矿物掺合料，包括高炉矿渣83kg、重构转炉钢渣10kg以及锂矿渣7kg，其中重构转炉钢渣的制备方法为：1）混料：热态的转炉钢渣温度保持在1650℃转入到渣包
中，然后加入还原剂和调质剂混合均匀，还原剂为无烟煤，无烟煤的加入量为0.9kg，调制剂
为石灰、氧化硅和高岭土，石灰的加入量为1kg，氧化硅的加入量为0.8kg，高岭土的加入量
为0.7kg；2）调制：混合均匀的转炉钢渣、还原剂和调制剂输送至电炉中开始升温，升温同时
向电炉内持续通入氮气除去电炉内的空气，电炉升温至1650℃后保温30min，保温结束后，
电炉温度冷却至1200℃；3）粒化：电炉出渣后，盛放在渣罐内，通过天车将渣罐放置在渣罐
倾翻车上，渣罐倾翻车在液压缸的驱动下将渣罐倾翻，使熔渣落到旋转的粒化轮上，进行一
次水淬，一次水淬后的钢渣落入到淬渣池内进行二次水淬，然后经过集渣、捞渣、脱水及烘
干将钢渣提升运输到料仓；4）磁选：回收步骤3）产生的铁；5）粉磨：经过步骤4）除铁处理的
钢渣加入0.1kg玻璃珠助磨，粉磨至钢渣粒径在13～16μm，得到重构转炉钢渣。

[0041] 实施例6

[0042] 一种高性能矿物掺合料，包括高炉矿渣80kg、重构转炉钢渣10kg以及锂矿渣10kg，其中重构转炉钢渣的制备方法为：1）混料：热态的转炉钢渣温度保持在1550℃转入到渣包
中，然后加入还原剂和调质剂混合均匀，还原剂为碳粉，碳粉的加入量为0.8kg，调制剂为石
灰、高岭土和粉煤灰，石灰的加入量为0.8kg、高岭土的加入量为0.6kg，粉煤灰的加入量为
0.8kg；2）调制：混合均匀的转炉钢渣、还原剂和调制剂输送至电炉中开始升温，升温同时向
电炉内持续通入氮气除去电炉内的空气，电炉升温至1550℃后保温45min，保温结束后，电
炉温度冷却至1250℃；3）粒化：电炉出渣后，盛放在渣罐内，通过天车将渣罐放置在渣罐倾
翻车上，渣罐倾翻车在液压缸的驱动下将渣罐倾翻，使熔渣落到旋转的粒化轮上，进行一次
水淬，一次水淬后的钢渣落入到淬渣池内进行二次水淬，然后经过集渣、捞渣、脱水及烘干
将钢渣提升运输到料仓；4）磁选：回收步骤3）产生的铁；5）粉磨：经过步骤4）除铁处理的钢
渣加入0.1kg石英砂助磨，粉磨至钢渣粒径在14～18μm，得到重构转炉钢渣。

[0043] 对比例1

[0044] 一种高性能矿物掺合料，与实施例6的区别在于，重构转炉钢渣的加入量为5kg，其它同实施例6。

[0045] 对比例2

[0046] 一种高性能矿物掺合料，与实施例6的区别在于，重构转炉钢渣的加入量为15kg，其它同实施例6。

[0047] 对比例3

[0048] 一种高性能矿物掺合料，与实施例6的区别在于，重构转炉钢渣换为转炉钢渣，其它同实施例6。

[0049] 对比例4

[0050] 一种高性能矿物掺合料，与实施例6的区别在于，不加入重构转炉钢渣，其它同实施例6。

[0051] 对比例5

[0052] 一种高性能矿物掺合料，与实施例6的区别在于，不加入高炉矿渣，其它同实施例6。

[0053] 对比例6

[0054] 一种高性能矿物掺合料，与实施例6的区别在于，不加入锂矿渣，其它同实施例6。

[0055] 实施例1～实施例6以及对比例1～对比例6制备的高性能矿物掺合料应用在混凝土中，混凝土包括水泥350kg、砂子750kg、碎石1100kg以及高性能矿物掺合料200kg，加入到
混凝土搅拌机中并搅拌均匀。

[0056] 性能检测

[0057] 力学性能测试：参照GB/T50081‑2012《普通混凝土力学性能试验方法标准》制备混凝土试件并进行坍落度、抗压强度、抗折强度的测试，混凝土试件尺寸为100mm×100mm×
100mm。

[0058] 抗氯离子渗透性能测试：参照GB/T50082‑2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行测试，用通过混凝土的电通量来反应混凝土抗氯离子渗透性能。

[0059] 表1为性能测试结果

[0060]   塌落度（mm）3天抗压强度（MPa）7天抗压强度（MPa）28天抗压强度（MPa）电通量（C）实施例1 158 40.52 46.82 56.34 1010.5
实施例2 160 41.38 48.15 58.57 994.3
实施例3 162 42.65 49.63 59.35 982.5
实施例4 165 43.08 50.12 60.62 970.6
实施例5 164 44.57 51.37 61.33 964.3
实施例6 169 47.26 54.56 63.75 952.4
对比例1 142 36.25 40.21 45.65 1136.8
对比例2 146 37.95 41.36 46.33 1114.5
对比例3 138 34.23 37.64 42.56 1192.7
对比例4 140 38.46 42.38 47.24 1100.5
对比例5 145 39.34 43.54 48.15 1065.6
对比例6 139 38.87 42.87 47.95 1025.8

[0061] 根据实施例与对比例的力学性能测试以及抗氯离子渗透性能测试结果表明，实施例6制备出的高性能矿物掺合料应用在混凝土中，使得混凝土的性能最好。根据实施例6与
对比例1和对比例2比较，说明重构转炉钢渣的掺合量少或多，都会影响混凝土的性能，掺合
量过少，导致矿物掺合料活性低，掺合量大，使得水化反应过快，也会影响混凝土的性能。实
施例6与对比例3说明，重构转炉钢渣的活性高于转炉钢渣的活性，因此对于混凝土的性能
提高更显著。实施例6与对比例4～对比例6比较说明，高炉矿渣、重构转炉钢渣以及锂矿渣
三掺后制备的矿物掺合料比单独使用效果要好。

[0062] 实施例1～实施例6中的重构转炉钢渣的活性指数为重构转炉钢渣与纯水泥28天抗压强度百分比，纯水泥28天抗压强度为65.25MPa，空白对照为转炉钢渣的活性指数。

[0063] 表2为实施例1～实施例6重构转炉钢渣的活性指数

[0064]  重构转炉钢渣28天抗压强度（MPa） 活性指数（%）
实施例1 58.35 89.43
实施例2 59.46 91.12
实施例3               60.38 92.54
实施例4 60.78 93.15
实施例5 61.24 93.85
实施例6 62.47 95.74
空白对照 36.48 55.91

[0065] 说明经过重构的重构转炉钢渣的活性指数高于转炉钢渣的活性指数，因此重构转炉钢渣对混凝土的力学性能及抗氯离子渗透性能的提高更显著。

[0066] 本具体实施例仅仅是对本发明的解释，并非对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明
的权利要求范围内都受到专利法的保护。