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1、年产8万吨复合矿物外加剂项目可行性研究报告湖北*建材科技有限公司 第一章 总 论 1.1 项目名称、项目建设地点及承建单位1.1.1项目名称 湖北*建材科技有限公司年产8万吨复合矿物外加剂项目1.1.2 项目拟建地址 应城市四里棚盐矿路38号1.1.3 承建单位湖北*建材科技有限公司法人代表：*1.1.4 公司简介湖北*建材科技有限公司，是一家依托武汉理工大学、华中科技大学、西南科技大学，集科研、生产、销售、服务为一体的高新技术民营企业。公司主要自主研发、生产、销售混凝土外加剂及相关产品，其中复合矿物外加剂，技术国内领先，是新一代环保、高性能的高新技术产品。 1.2 复合矿物外加剂产品的主要特
2、点1.2.1 在不降低混凝土各龄期强度的前提下，在混凝土生产中等量替代20-30%的水泥，可为商砼站每方混凝土节约5-10元的生产成本；1.2.2 能显著改善新拌混凝土的工作性能，提高新拌混凝土的和易性、减少泌水及离析，增加粘凝性，从而使可泵送能力大幅度提高；1.2.3 对凝结时间的调控能力比一般的矿物外加剂强，尤其在夏季高温环境施工中，对减少新拌混凝土坍落度经时损失具有明显作用；比一般的缓凝剂温和，避免了使用缓凝剂可能的过缓隐患。 1.3、公司地址选择公司地址选择在应城市四里棚，原水利局闲置的盐矿水泥仓库地址上（市盐矿路38号）成立湖北*建材科技有限公司，注册资本300万元。1.4、项目规模
3、本项目土地12亩，总建筑面积600平方米，年产复合矿物外加剂及相关产品80000吨；年产值3000万元。 第二章 项目背景、概况及前景 2.1 项目背景自从Aspdi n在1824年、qEPMEB在1825年各自单独发明波特兰水泥( 硅酸盐水泥) 之后，以它作为胶结料料的混凝土开始问世，随后于1850年和1928年分别出现了钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土，混凝土才得到了广泛的应用，目前它已是世界上用量最大、使用最广泛的建筑材料。城市化和交通运输的需要，使全球建筑业蓬勃发展，全世界水泥产量从1900年的l 千万吨发展到2001年17亿吨。若以混凝土的质量配合比计，水泥12，水8，集料80。则每年需
4、砂石1133亿吨，水113亿吨，水泥1695亿吨；用于制造水泥的原材料需要318亿吨。由此可见水泥混凝土工业，每年固液体物料处理量总合达1664亿吨，这是其他材料望尘莫及的。开采、耗能及对环境的影响均应予以充分的重视。仅水泥工业每年排放c0217亿吨，就占全球总排放量的7。以上数据表明：水泥混凝土工业对环境保护和节约资源具有重要影响。若不加以改革，将成为不可持续发展的材料而受到限制，最终将被取代而销声匿迹。随着现代水泥混凝土技术的发展，混凝土组分的多元化己成为一种趋势。除波特兰水泥、粗细集料及水外，现代混凝土还一定 包括两种重要的外掺物，即以新型高效减水剂、缓凝剂等为代表的化学外加剂和以磨细矿
5、渣粉、粉煤灰等为代表的矿物外加剂。早在上世纪30年代，美国学者REDavi s就利用粉煤灰代替部分波特兰水泥，制造出一种新型混凝土，即粉煤灰水泥混凝土，从此矿物外加剂家族的第一个成员一粉煤灰水泥混凝土矿物外加剂就诞生了。随后德国学者RGrunt在1942年公开发表了“ 高炉矿渣在水泥工业中的应用” 一文，这标志着除粉煤灰外又一新的矿物外加剂也开始应用于水泥混凝土。1976年DJ C00k在谢菲尔德大学举办的关于“ 水泥浆的水化、强度与性能” 国际会议上，率先发表了“ 稻壳灰水泥与混凝土的性能一文，标志着人类对稻壳灰矿物外加剂研究的开始。70年代末，以0EGj orv为代表的挪威技术研究院第一次
6、对硅灰在混凝土中的应用作了系统深入及长期的研究，取得了重大成果，开发出目前效果最佳的矿物外加剂一硅灰。我国关于粉煤灰、矿渣作为水泥混凝土矿物外加剂的研究开始于上世纪五六十年代，七十年代初建材院就首先开始将钢渣作为水泥混合材进行了相关的研究，从80年代中后期到现在国内不同研究单位又相继研究开发了固硫渣、磨细石灰石粉、磨细石英粉、偏高岭土等各种新型矿物外加剂。矿物外加剂的以上特点正好体现了现代混凝土的主要特征，可以说正是现代矿物掺合料的研究推动了现代混凝土的发展，同时现代混凝土的发展也给矿物外加剂的研究提供了动力，指明了方向。同时为保证混凝土成为一种与环境协调的、可持续发展的建 筑材料，必须大力促
7、进混凝土朝着以下两个方向变革：（1） 环境协调化注重发展绿色高性能混凝土，强调混凝土在节约能源、保护环境方面的作用。其特征表现在节约水泥熟料，更多地掺加工业 废渣，减少环境污染和能源消耗。将粉煤灰、高炉磨细矿渣粉用于填低地、填路基，或作为废料堆积、或填入海中，这样的处理不仅浪费，而且有害人类的健康，因为这些材料造成陆地、空气与地下水的污染1。这些副产品的材料一般含有有毒金属。通过将粉煤灰和高炉磨细矿渣粉应用于混凝土，近乎90的粉煤灰和矿渣粉乜 31可因 此结束低价值应用。混凝土工业是安全而经济地处理这些副产品的最佳去处。那些拥有相当庞大数量的可用的粉煤灰和矿渣粉的发展中国家，正好是那些将来需要
8、大量水泥的国家。例如，2002年我国煤产量为138亿吨，居世界首位，粉煤灰量约为18亿吨，虽然可以开展其他领域的综合利用，但数量极其有限，只有用于水泥混凝土才有可能根本解决包括粉煤灰在内的各种固体废料带来的污染问题。若矿物外加剂在胶结料中掺量达到5060，不但处理了工业带来的废料污染，而且可能是我国建材行业既要保持熟料总量不变而又能满足建筑业快速增长需求的最有效途径。(2) 高性能化混凝土的性能包括两方面的内涵：首先是新拌混凝土的施工性能；其次是硬化混凝土的使用性能。因此，高性能混凝土的定义一般也包括高工作性和长期使用的力学性能和耐久性能两方面H 1。欧美国家注重于混凝土硬化后的高性能，如较高
9、的强度、耐久性和耐腐蚀性等，而日本强调的是新拌混凝土的性质，认为高流态、免振自密实混凝土就是高性能混凝土。事实上，这两种性能是相互联系、不可分割。我国现在也在不断加强对于混凝土的耐久性方面的要求，努力实现混凝土的长期使用和经济效益的最大化。我国从1994年提出可持续发展战略与经济发展的两大根本性转变，这两项措施都与水泥混凝土工业密切相关。因为我国是发展中国家，未来水泥产量将呈持续升高趋势。根据经济部门的统计表明，目前我国水泥年产量已经突破10亿吨，已经连续数年位居世界第一位。消耗了大量的能源及石灰石、粘土等矿产资源，同时，排放了大量的污染物。生产每吨硅酸盐水泥熟料，消耗石灰石约13吨，粘土约0
10、3吨，排放1吨多C0：。现在，水泥工业每年消耗石灰石6亿多吨，粘土14亿多吨，排放4亿多吨C02及大量的N 02、S02有害气体，排放粉尘1400万吨以上。水泥的生产是以巨大的能源、资源消耗为代价并造成严重的环境负荷，会严重破坏生态环境、耗费大量资源和能源，与可持续发展战略相抵触。水泥混凝土工业对环境造成严重的影响，但建筑仍要发展，二者之间的矛盾如何协调。另一方面，巨大的工业废料的处理也长期困挠着人类。全世界每年的物流量约为5000亿吨，而其中仅300亿吨变成可利用的产品，其余均变成流入环境的“三废” 。目前，全世界粉煤灰年产量约65亿吨，其中至少有70、约45亿吨是飞灰或细灰。用于水泥与混凝
11、土工业的粉煤灰年消耗率估计只有约3500万吨。另外可代替水泥的有磨细矿渣粉，磨细钢渣粉。磨细矿渣粉和磨细钢渣粉利用率则更低，因为在许多国家仅有一小部分被加工成胶结料的形式。有学者提出采用低环境影响的水泥以及减少水泥的用量是解决环境污染和满足工业发展带来的水泥大规模使用之间矛盾的行之有效的方法。磨细钢渣粉、超细磨细矿渣粉、粉煤灰、硅粉等多种工业废渣作为混凝土的优质矿物外加剂，已得到初步应用且收到良好的使用效果。高掺量粉煤灰的使用是混凝土可持续发展的一个解决办法。因为粉煤灰作为电能源的副费用；其次废渣粉矿物外加剂减少了生产水泥导致的温室气体C0。排放，它对气候的影响及其带来的经济效益目前无法用具体
12、的金额衡量；此外，由于废渣粉矿物外加剂提高了混凝土的综合耐久性，延长了混凝土的服务年限，减少了常规混凝土的维护及重建费用。 2.2、矿物外加剂综合利用的概况据统计2005年我国高炉渣产生量7557万吨，利用率65；钢渣产生量3819万吨，利用率10；化铁炉渣60万吨，利用率65；电厂粉煤灰和炉渣494万吨，利用率59；铁合金渣90万吨，利用率90。从利用数字分析我国固体废弃物的利用情况并不理想，许多钢渣实际上采取的是粗放式处理方法。据初步估算，我国每年钢渣利用情况是：回炉烧结利用200万t，筑路用300万t，作工程回填料400万t，配制水泥最多80万t，作其他建材约20万t，年利用量约1000
13、万t，按资源性和有效性评定，我国钢渣实际利用率仅为40左右。目前我国排放的钢渣70以上都是转炉钢渣，而转炉钢渣的化学组成及矿物组成与硅酸盐水泥熟料较接近，因而从理论上分析，磨细钢渣粉在水泥混凝土中的应用应是大有潜力的。但遗憾的是当前磨细钢渣粉在水泥混凝土中的利用量还不足钢渣总排放量的10，远远低于其它两大工业废渣一磨细矿渣粉、粉煤灰在水泥混凝土中的利用效率。因而通过理论及试验研究开发新型磨细钢渣粉混凝土矿物外加剂己成为一个当前急待解决的课题。工业发达国家很早就开始重视环境保护问题，因而他们的磨细钢渣粉综合利用率一般较高，以下就是典型的几个工业发达国家的钢渣利用情况。在上世纪70年代初，美国的钢
14、渣就己达到排用平衡，实现了钢渣利用的资源化、专业化、企业化，历史上的渣堆现已基本消除。最新数据统计表明，2001年美国钢渣产量6万吨，其中37用于路基工程，22用于工程回填料，22用于沥青混凝土集料。1999年日本钢铁环境公报统计结果显示，1998年日本钢渣总产量为12，879，000吨，其中22用于道路工程，407用于土木建筑工程，193用于回炉烧结料，8用于深加工原材料，59用于水泥原材料，11用于肥料，4用于回填料。统计数据表明，整个欧洲每年产钢渣约1200万吨，其中65已得到高效率的利用，但仍有35的钢渣堆积未利用。相比之下德国的钢渣利用率相对较高，1998德国约97的钢渣已作为集料广
15、泛应用于公路交通、地下工程及民用建筑。加拿大年产钢渣约100万吨，大部分的钢渣就堆积在钢厂附近或运往其它地方进行回填，仅少量钢渣卖到水泥厂用作钙质或铁质原材料，近年来加拿大学者也开始将磨细钢渣粉作为水泥混合材进行研究，但掺量仅20左右，而且目前还处于试验研究阶段。以上国外钢渣综合利用情况表明，尽管发达国家钢渣总体利用率相对较高，如美国、日本、德国的钢渣利用率己接近100，但钢渣粉在水泥混凝土生产中利用的效率还相当低。日本的资源再利用技术世界领先，但其钢渣在水泥生产中的利用率也不到6。德国的钢渣利用率虽高，但基本上全部用作了集料，很少用于水泥。美国在上世纪90年代以前仅l 的水泥生产利用到钢渣，
16、而且主要是磨细矿渣粉，磨细钢渣粉基本没有在水泥生产中利用。近十年来，发达国家也逐渐开始重视磨细钢渣粉在水泥混凝土中的应用与研究。90年代后期美国Chaparral 钢铁公司与TI水泥公司联合开发了sTAR( SystemandTechnol ogyf or AdvancedRecycl i ng) 计划，主要研究成果就是发现磨细钢渣粉可以作为原材料烧成水泥，目前该技术正在美国部分地区推广应用。2001年1月美国SCA( S1ag Cem ent Associ ati on)的成立，标志着磨细矿渣粉矿物外加剂已被美国水泥生产者接受，相信不久磨细钢渣粉矿物外加剂也会出现在美国水泥混凝土的生产中。土
17、耳其最近几年也开始将磨细钢渣粉作为水泥掺合料进行研究，但都只限于试验研究，工业化的大规模应用还未见报导。磨细钢渣粉在水泥混凝土中的应用与研究始于钢渣粉矿渣水泥，由于近十多年现代混凝土研究的发展，磨细钢渣粉作为混凝土活性矿物外加剂的研究与应用也已经开始。钢渣粉矿渣水泥的发展基于碱一磨细钢渣粉水泥与磨细钢渣粉一石膏水泥两个方面，其中碱一磨细钢渣粉水泥研究始于前苏联，而磨细钢渣粉一石膏水泥则最早期出现在我国。我国20世纪60年代出现的磨细钢渣粉一石膏水泥虽有一定的强度，但水化速度慢，早期强度低，凝结时间长，且磨细钢渣粉中的游离氧化钙易导致安定性不良。70年代初期，科研人员在磨细钢渣粉一石膏水泥的基础
18、上加入磨细矿渣粉，不仅解决了安定性问题，还提高了后期强度，但早期强度低、凝结缓慢的问题仍未解决。70年代后期，研究人员又在磨细钢渣粉一磨细矿渣粉石膏的基础上引入了少量硅酸盐水泥熟料，提高了水泥的早期强度，统筹了凝结时间，使得该水泥有了较大的发展。从80年代后期，研究人员在碱胶凝材料的启发下又引入了各种激发组分，不仅降低了熟料的用量还显著提高了钢渣粉矿渣水泥的综合性能。从90年代到现在，由于激发剂技术的发展，目前己开发出少( 或无) 熟料钢渣粉矿渣水泥。虽近十余年有关磨细钢渣粉激发剂的研究及专利较多，但事实上能被工程广泛接受的成果并不多，而且传统的钢渣粉矿渣水泥到上世纪90年代中期产量己开始逐年
19、减少，1995全国磨细钢渣粉水泥产量已不足100万吨。可能因为钢渣粉矿渣水泥在使用大量激发剂后虽提高了力学性能，但却给它在混凝土中的应用带来了相关的隐患，如磨细钢渣粉常用激发剂硬石膏与混凝土外加剂的相容性问题、碱及硫酸盐激发剂可能导致的耐久性问题等等，都制约了钢渣粉矿渣水泥的应用。另一方面，如果不使用激发剂，由于磨细钢渣粉本身水化速度慢，而且磨细钢渣粉本身活性与安定性间的矛盾尚未很好解决，与磨细矿渣粉、粉煤灰相比，实际工程还是更愿意选择后两种。磨细钢渣粉作为混凝土矿物外加剂的研究最早出现在上世纪90年代初，冶金建筑研究总院的仲晓林等首次将首钢磨细钢渣粉作为混凝土掺合料进行研究和应用。但是由于研
20、究并未明确磨细钢渣粉的比表面积要求，磨细钢渣粉掺量也仅限于20以内，而且用磨细钢渣粉配制混凝土的强度等级仅为C20，这种情况下磨细钢渣粉矿物外加剂并没有在当时很快推广开。直到近几年建材院先后与首钢、武钢及上钢合作，开发了高活性磨细钢渣粉水泥混凝土矿物外加剂的制备技术后，磨细钢渣粉矿物外加剂才开始逐渐引起研究界与工程界的关注。总体而言，尽管目前这方面的研究与应用还存在一些问题，需进一步细化，但它却给磨细钢渣粉利用开辟了一种新思路，相信随着这方面研究的深化，磨细钢渣粉最终会像磨细矿渣粉一样被工程界广泛接受。世界上许多钢产量较大的国家都十分重视废渣的处理及开发利用，基本上达到产用平衡。钢铁联合企业产
21、生的全部固体废料中高炉渣和炼磨细钢渣粉约占到90，其余约10的氧化物废料来自高炉、炼钢和轧钢过程，用高炉渣生产水泥和铺路，这在世界范围内已被广泛开发和利用。钢渣的利用越来越受到重视，利用率不断提高。目前，欧、美、日等发达国家的磨细钢渣粉利用率已近100，其中绝大部分用于水泥原料、混凝土骨料、道路填料。我国在磨细钢渣粉处理和开发利用上起步较晚，虽然对磨细钢渣粉在水泥行业的应用研究非常多，但是实际利用率不足30。磨细钢渣粉的高效、大规模利用已成为可持续发展的迫切要求，也是环境保护的重要方向。由于磨细钢渣粉的矿物结构处于高能量不稳定状态，潜在活性很大，其中又含有与水泥相同的矿物相硅酸三钙(C。S)和
22、硅酸二钙(CzS)，化学成分相对稳定，这为磨细钢渣粉作为高性能混凝土的矿物外加剂提供了基本条件。基于这一点，可将磨细钢渣粉活化加工成超细矿物外加剂用于高性能混凝土，为开发磨细钢渣粉的大规模高效利用技术、发展高性能混凝土开辟全新的途径。目前国外对磨细钢渣粉的研究主要是作为开发高强度水泥方面的研究，或作为一种路基填料和改善土质，日本利用磨细钢渣粉中石灰等有效成分提高受污染的封闭性海域的海底水质和底质，如东京湾、伊势湾、濒户内海等。用高炉渣、尾渣一高炉渣复合粉、风碎渣一高炉渣复合微粉等量替代水泥做混凝土矿物外加剂，7天抗压强度下降较明显，28天抗压强度在掺量20以内略有下降。微粉等量替代水泥做混凝土
23、矿物外加剂，微粉掺量宜在20以内；当微粉掺量20时，高炉渣、尾渣一高炉渣复合粉、风碎渣一高炉渣复合微粉混凝土90天强度较28天都增长，高炉渣微粉增长幅度最小，风碎渣一高炉渣复合微粉增长幅度最大，同基准混凝土抗压强度比达107，尾渣一高炉渣复合微粉居中，说明风碎渣一高炉渣复合微粉掺入后，能使混凝土后期强度大大增加。因为急冷处理的风碎渣和缓冷处理的尾渣相比，潜在活性大，液态磨细钢渣粉经风碎处理后，Fe0相消失，Cao_Fe0相明显减少，Ca0一Fez0。增加，非晶态矿物相增加，经超细粉磨后潜在活性得到激发；用20纯高炉渣微粉等量代替水泥，混凝土坍落度有所下降，7天、28天、90天抗压强度值比复合粉
24、低，说明在混凝土中，复合微粉比纯磨细矿渣粉做混凝土矿物外加剂强度高，效果好，且成本低；用尾渣一高炉渣，复合粉20等量代替水泥，同基准混凝土28天、90天抗压强度比为967、97，若使混凝土抗压强度比提高，不应采取等量取代水泥法掺入，而应适当增加微粉掺入量；尾渣一高炉渣复合粉、风碎渣一高炉渣复合微粉等量代替水泥，混凝土坍落度有所提高。有利于改善混凝土充填性。尾渣一高炉渣复合粉、风碎渣一高炉渣复合微粉40等量取代水泥可配制C30混凝土。A1farab等人认为：磨细钢渣粉、高炉磨细矿渣粉骨料的物理性质优于压破的石灰石骨料。然而，前者骨料的比重比后者大。相同用量的磨细钢渣粉骨料制作的混凝土较石灰石骨料
25、混凝土的性能好。磨细钢渣粉骨料混凝土的抗压强度与水泥混凝土相比较好，但是混凝土的弯曲和抗拉强度没有很大的改善。磨细钢渣粉骨料混凝土的吸水率比石灰石骨料混凝土的要小。在干旱暴露环境下，磨细钢渣粉一砂一水泥砂浆试件的收缩与普通水泥混凝土类似。在潮湿的环境下暴露4个月以后，在磨细钢渣粉配制的水泥砂浆试件中测出膨胀率不超过0034。磨细钢渣粉取代骨料的比例一般控制在O 5的或者以上。可以通过利用磨细钢渣粉骨料改善混凝土的性能，磨细钢渣粉骨料混凝土可以按比例为50粗骨料或者50细骨料的重量来代替硅酸盐水泥混凝土中的骨料通过膨胀试验能够明显的得到，用磨细矿渣粉部分的取代硅酸盐水泥，在50代替水平时候，磨细
26、矿渣粉矿物外加剂混凝土的膨胀收缩较小。在磨细矿渣粉混凝土和普通硅酸盐混凝土强度对比试验中，两种材料的性能没有显著差异。通过试验得出磨细矿渣粉的碱性程度，没有对硅酸盐水泥的性能有显著影响。混凝土在冻融破坏过程中，宏观特性呈逐步下降的趋势，主要反映在密实度的降低和强度的下降，其中抗拉强度和抗折强度反映最为敏感，当混凝土动弹模下降40时，抗拉强度和抗折强度将下降5070，这是一个值得重视的问题；冻结温度越低和冻结速率越快，混凝土的冻融破坏力越强，冻结温度达一10时，是一个临界值，达到或低于这一临界值时要保证混凝土的抗冻耐久性，必须设计较高的抗冻标号；混凝土冻融过程中的微孔测试和分析，是一项全新的探索
27、工作，通过测试发现，混凝土在冻融破坏过程中微孔含量在逐步增加，微孔直径在逐步扩大冻融破坏前后，普通混凝土微孔含量将增加20左右，最可几孔径增大82，而引气混凝土微孔含量将增加60，最可几孔径增大116，微孔增加较明显的孔径范围在25150nIIl ，属毛细孔；高强混凝土冻融性能及微孔结构的研究，也是一次新的探索，经研究发现，高强混凝土具有非常高的密实性，其内部微孔含量很小，仅为普通混凝土的13左右，且孔径范围主要在2525nfIl 之间，属凝胶孔，因此高强混凝土具有超常的抗冻性，经600次冻融循环后，混凝土外观完好，无重量损失，动弹模下降5左右，微孔含量只增加2；混凝土冻融过程中水化产物结构形
28、态和成分的微观分析和测试，也是一项全新的探索，通过扫描电镜测试和x射线衍射分析，有了新的发现和结果，从微观水化产物结构上看，混凝土的冻融破坏过程，实际上是水化产物结构由密实体到松散体的过程，而在这一发展过程中，又伴随着微裂缝的出现和发展，而且微裂缝不仅存在于水化产物结构中，也会使引气混凝土中的气泡壁产生开裂和破坏，这是导致引气混凝土冻融破坏的主要原因。由于混凝土在冻融破坏过程中，水化产物的成分基本保持不变，因此，混凝土的冻融破坏过程可以基本上认为是一个物理变化过程；混凝土冻融破坏过程中微观测试的结果与宏观特性测试结果是互为印证的，由于混凝土微孔结构的增加以及微裂缝的增加和发展，从而导致了混凝土
29、宏观强度的下降和密实度的降低(吸水率增加)。相比较而言，我国对磨细钢渣粉，磨细矿渣粉和粉煤灰作为矿物外加剂的研究与应用还走在世界前列，但磨细钢渣粉作混凝土矿物外加剂的研究也只是刚刚开始，还没有在工程上大规模应用。 2.2 混凝土中单掺磨细矿渣粉的研究及进展在混凝土中掺加替代水泥的矿粉，可降低浆体水化热n51，掺量越高，浆体水化热降低幅度越大，当达到70掺量时，3天和7天水化热分别降低36和29；矿粉细度提高，浆体3天、7天水化热相应增大，表明随矿粉细度提高，矿粉二次水化反应也将加速。同样在混凝土中单掺矿粉，对混凝土的抗冻融性能有一定的改善作用n副，随混凝土标号的不同提高的幅度在2550范围。矿
30、粉的微集料效应和二次水化作用可以优化孔结构、提高密实度，从而对混凝土抗冻能力带来一定的改善。2.3 混凝土中单掺磨细钢渣粉的研究及进展磨细钢渣粉用作混凝土矿物外加剂，可等量取代1040的水泥，配制成强度等级为C40C70的混凝土。混凝土的抗渗性能试验表明，用掺入钢渣粉矿物外加剂的C60混凝土制成的试件，在混凝土抗渗仪上进行试验，在3M Pa的水压下，试件端面未见渗水现象1。研究表明：一般P0425水泥的水化热：3天为238kJ kg，7天为265kJ kg，掺30钢渣粉矿物外加剂、强度等级为425水泥的水化热：3天为190kJ kg，7天为226kJ 由此可以看出：掺有钢渣粉矿物外加剂的水泥水
31、化热比普通硅酸盐水泥要低，从而能降低混凝土的温升，减少裂缝，改善混凝土的耐久性1。将掺有钢渣矿物外加剂的425水泥和P0425水泥分别制成圆柱体，在耐磨机上以标准方法进行试验，其结果如下：普通硅酸盐水泥磨损量为328，掺有钢渣粉矿物外加剂的水泥为318，因此，掺有磨细钢渣粉矿物外加剂的水泥具有更好的耐磨性能。掺入磨细钢渣粉不但可提高混凝土的强度，还可改善混凝土材料的耐久性能。通过各类试验得到磨细钢渣粉在满足作为矿物外加剂活性的前提下在混凝土中掺量应控制在20左右为宜。 2.4 混凝土中掺磨细矿渣粉和粉煤灰的研究及进展矿粉和粉煤灰复合阱1，可显著降低浆体3d、7d水化热，采用20矿粉和20粉煤灰
32、复合，浆体3d和7d水化热分别降低38和20，这表明对要求严格控温的大体积混凝土，矿粉和粉煤灰复合是理想的矿物外加剂组合。掺矿粉混凝土以及矿粉与粉煤灰复合混凝土可以减少水化热、降低温峰、延迟温峰出现的时间，有利于避免或减少温差裂缝，因此非常适用于大体积混凝土。矿粉与粉煤灰复合混凝土其强度发挥对养护条件较为敏感，早期的保温、保湿尤为重要，而在地下工程和水下结构中，养护措施一般较易实施，养护条件能够得到保证，因此用于地下工程和水下结构也是其适宜的场合。混凝土中掺加矿粉或矿粉和粉煤灰复合，发挥矿物外加剂的微集料效应和二次水化反应，可以使混凝土孔径细化，连通孔减少，混凝土密实性提高，从而大幅提高混凝土
33、的抗渗性能。掺加矿粉或矿粉和粉煤灰复合，与普通水泥混凝土相比，混凝土碳化深度相应增大，但这种增长是低范围(34l I11)的增长，在实际工程期限内这种碳化深度34硼的增长并没有工程上的意义，也不会造成混凝土钢筋锈蚀增加的风险，因此在混凝土中掺加矿粉时，矿粉掺量并不是影响混凝土碳化速度的重要因素，在达到相同强度的条件下掺矿粉的混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土具有相同的抗碳化作用的能力n7。在高钙粉煤灰掺量为15的条件下，高炉磨细矿渣粉的最佳掺量约为30，此时混凝土的和易性、强度均发挥较好拉51，尤其是C30、C40、C50强度等级的混凝土，其28天的抗压强度均为最高，在高炉磨细矿渣粉掺量与强度的曲线
34、图上表现为最高点。C60强度等级的混凝土，其28天的抗压强度也是30掺量的磨细矿渣粉的混凝土强度最大。此时新拌混凝土的和易性也较好，但其抗压强度比不掺的略低。粉煤灰、磨细矿渣粉掺入水泥中，优化了粉体材料的微级配，利用两者之间性能上的差别，功能上的可互补性进行适当的复合，磨细矿渣粉的粗孔被粉煤灰微珠填充，发挥了微珠效应。 2.5 复合矿物外加剂的发展现状及优势众所周知，矿物外加剂是混凝土的重要组成，优质的矿物外加剂在混凝土中使用不仅仅是取代水泥，节约能源以及减少环境污染，也被誉为混凝土的“第六组分”。目前，国内外使用最广泛的矿物外加剂有粉煤灰，矿粉和硅灰。在实际施工中通常选用的矿物外加剂是粉煤灰
35、，矿粉和石灰石粉。矿物外加剂单独掺加对水泥基材料都存在缺陷，将这多种矿物外加剂复合是发展趋势，特别是矿渣资源少的地方。在矿物外加剂实际应用中，常使用单元单掺或两元共掺(又称复掺法)，粉煤灰、矿渣微粉中都有大量的玻璃体可明显改 变混凝土的流变性，硅砂粉微粒改变了水泥水化过程，SiO2在压蒸养护条件下，迅速与Ca(OH)2反应生成结晶良好的托勃莫来石2。它们的共掺有利于混凝土强度、耐久性的提高，在确保强度和耐久性技术指标前提下，减少水泥用量，达到较好的经济效益。单掺一种矿物外加剂与同时掺用多种矿物外加剂，以及同一种矿物外加剂与不同种类的其他矿物外加剂进行搭配组合，其所制备的混凝土具有极不相同的使用
36、性能。因此，合理地搭配使用各种矿物外加剂，充分发挥各种矿物外加剂的优势互补作用，对提高混凝土的工作性、强度和耐久性，以及更有效地利用我国的矿物外加剂资源，都具有十分重要的意义。 2.6、复合矿物外加剂的对比试验数据复合矿物外加剂对比试验（C30砼）组别水水泥煤灰复合矿物矿渣石沙减水剂稠度A175290700011756907160B175218707211756907190C1752187072117569071601、试验时间：4月4日下午2:002、试验用水泥：三磊牌水泥，42.5ps3、试验用煤灰：热电厂电除尘二级粉煤灰4、试验温度：205、试验目的：复合矿物外加剂6、试验组别说明：A组
37、为空白样；B组加复合矿物外加剂；C组加武钢矿粉； 7d抗压试验对比数据(4月11日下午2:00)组别1组2组3组平均值备注A25.2925.8724.7625.3B30.6729.1630.0929.97C27.127.5129.5128.0428d抗压试验对比数据(5月2日上午11:00)组别1组2组3组平均值备注A34.238.239.137.16B40.437.343.140.26C41.5535.5541.339.4660d抗压试验对比数据(6月5日下午2:00)组别1组2组3组平均值备注A46.0445.5542.6644.75B50.6651.4654.2252.11C45.825
38、0.7144.3146.94 2.7复合矿物外加剂发展前景应城市及周边地区没有矿渣资源，但商砼站对矿物外加剂的需求很大，仅我们应城地区对矿物外加剂年需求量不低于3万吨，随着本地经济的发展及使用商品混凝土的增多，需求会大幅增长，应城市是重要的盐化工业基地，粉煤灰资源丰富，是生产复合矿物外加剂的重要原料之一，在满足了本地商砼企业需求的前提，也能向周边地区辐射，因此发展复合矿物外加剂有着得天独厚的资源和市场条件，前景十分广阔。 第三章 项目区域概况 应城市位于湖北省中部偏东、孝感市西南，地处东经1131911345，北纬30433108。东临漳、涢二水与云梦县为界，东北与安陆市毗连，西与天门市、京山
39、县接壤，南与汉川市为邻。境域南北长约48公里,东西宽为43公里。国地面积1103.38平方公里，占全省总面积的0.59%。中心城区东南距省会武汉市96公里，东距孝感市49公里。应城市地处鄂中丘陵与江汉平原的过渡地带，以低岗为主，兼有平原，地势自西北向东南倾斜。西北部为低岗地区，约占总面积的66.4%。境内低岗系大洪山余脉，其坡度一般小于10度，起伏平缓,海拔高程在4180米之间；最高点为何家脑山主峰白沙口，海拔高程111.6米。境域中部的大富水两岸和东部漳河、涢水西岸为平原地区，主要为岗间冲积平原阶地，约占总面积的19.6%；地势平坦，依势向东南伸展，海拔高程一般在2540米之间。市境南部的滨
40、湖地带，多属湖沼洼地，约占总面积14%；地势较低，海拔高程均在25米以下；最低处在东西汊湖的郎君镇蔡咀村，仅20.4米。境域地貌特征构成“七丘一湖二平川”的形态。 3.1 自然资源状况3.1.1气候资源 应城市为中纬度湿润区，属亚热带季风气候。四季变化显著，雨热高峰同季出现。日照充足，雨水充沛，无霜期长。光、热、水的地域差异甚微。年平均气温15.9。1月平均气温2.9，极端最低气温-15.5；7月平均气温28.2，极端最高气温38.；平均气温年较差25.4。日照年平均1982.3小时，日照百分率44%；无霜期年平均241天。全市热量资源不仅丰富，而且具有较明显的过渡性，可以说兼备了南北气候特点
41、。年平均降水量1102.0毫米，雨日118天。极端降水年最大雨量1676.9毫米，极端降水年最小雨量705.3毫米。日最大雨量207.1毫米；梅雨期6月上旬7月中旬，年平均梅雨量328毫米。 3.1.2土地资源应城市土地总面积164.3万亩。其中，耕地57.81万亩。耕地中水田45.0万亩，旱地12.81万亩；园地0.23万亩；林地5.8万亩，城镇农村居民及工矿用地15.58万；交通用地15.9万亩；水域面积54.54万亩，未利用土地（田坎等）8.94万亩；其它用地19.81万亩。应城市土地资源结构为：耕地水域城镇农村居民点与工矿用地未利用土地林地。以耕地、水域为主要土地类型，占总面积的68.
42、39%，基本构成了“一山三水五分田，一分土地是家园”的格局。3.1.3 水利资源境内河港纵横，西北水库密布，南部湖泊毗连，塘堰遍布全市。主要有涢水、漳河、大富水和汉北河4条河流，境内长度114.7公里，控制来水面积384平方公里，过境客水量为31.12亿立方米。5公里长以上的港溪14条，境内长度201公里；境域东南原有大小湖泊21个，水面约28.5万亩，其中东西汊湖、龙赛湖、老观湖3个，面积6.45万亩。建有中型水库2座，小（一）型水库19座，小（二）型水库80座，总库容13752.5万立方米，承雨面积498.76平方公里。河网密度0.29公里/平方公里。正常年景年降水量为11.97亿立方米，
43、地表径流总量3.83亿立方米。境内地下水分孔隙潜水及承压水、裂隙承压水2种，面积约809.7平方公里。天然净储水量每年2.065亿立方米，年补给量（可开采量）约600万立方米。汤池温泉，属断层裂隙交汇带之承压地下热水，地热异常区约0.5平方公里。日计采储量为1.03万吨。径流量约300万立方米。最高水温69.3。水化学为硫酸钙型。现有人工钻井11眼，日提水6000余吨。 3.2 社会经济条件3.2.1土地资源应城市土地总面积164.3万亩，其中耕地面积57.81万亩。应城历史悠久，人杰地灵，素有旱涝保收的“鱼米之乡”之称，1988年，经国务院批准，应城市被列为全国对外开发市之一。3.2.2人力
44、资源全市总人口67.4万人，劳动力资源丰富，能够满足项目建设对劳动力的需求。 3.2.3 产业结构应城自1986年经国务院批准撤县建市以来，工农业生产有了较大的发展，城市建设日新月异。以湖北省化工厂、湖北省应城盐矿和应城盐化（集团）总公司为主体，构成了全省最大的盐化工业基地，工厂密布，烟囱林立。以中心城区、东马坊、长江埠三组连片的城区绵延20余千米，街道整齐，马路宽阔，具有新兴工矿城市的气派。应城市在历史上是战略要衢。举世闻名的纤维石膏蕴藏量居全国之冠，岩盐产量居全省首位。被誉为“亚洲纤维石膏王国”，是建材、化工、医药、食品、农业等产业的重要材料。应城是全国优质米生产基地、商品粮大县，也是国家
45、重点农业综合开发区之一，有“鱼米之乡”之美誉。 3.3项目关联产业发展现状与该项目关系密切的就是交通物流，应城市交通运输以公路为主，应城市位于鄂中江汉平原北部，地处316、107、207国道和京珠、宜黄、汉十高速公路的中心三角带，汉宜公路横贯东西，随应公路、长麻公路沟通南北，大富水与汉北河衔汉江、连长江，有通江达海之便，交通区位得天独厚，经济发展优势明显。铁路方面，汉丹铁路沿应城东部穿境而过，在长江埠设客、货两个车站。长荆铁路（应城市长江埠至荆门市），在应城境内长40公里，设客、货三个车站，是国家规划中的沿江铁路一部分，是支援三峡工程的主动脉，使武汉、宜昌、襄樊连成三角经济带。其他产业诸如供水
46、、供电、通讯等基础产业功能齐备，完全可以满足项目需要。 3.4场地建设条件3.4.1建设地点选择及城镇规划本项目拟选场地位于应城市四里棚应城市盐矿路38号。原水利局闲置废弃水泥仓库地址，拟选场址符合城市规划区用地，应城市建设局已原则上同意该项目建设用地的选择方案。3.4.2地形、地貌、地震本项目拟用地位于应城市。拟建场地原地貌属丘陵低垄岗区，地形起伏不太大，局部有池塘分布。现经机械施工和人工平整，场地平坦。该场地土属中硬场地土，建筑场地类别可划分为类。场地粘性土为非膨胀性土。根据国家地震局和建设部公布的区划图，应城市为6度区，按7度设防。3.4.3工程地质与水文地质3.4.3.1工程地质拟建场地岩土体由两部分组成，上部以冲积成因的粘性土和砂卵石组成，下部为白恶系泥岩组成，根据岩土物理性质及力学特点分为7层，各土层主要特点简述如下：a耕植土黄褐色，由粉质粘土为主，含大量植物根系，分布稳定，各钻孔均有出现，一般厚度0.6
