将鋼渣應用于土(tǔ)木工程建設是綜合利用鋼渣最主要的方式，然而鋼渣存在安定性不良的問題，這(zhè)是制約鋼渣在土(tǔ)木工程中應用的最主要因素。鋼渣中影響安定性的主要組分(fēn)是遊離CaO和MgO礦物，其中遊離CaO的反應速率高于MgO礦物。鋼渣中含MgO的礦物種類很多，除了(le)少量遊離MgO，大多數MgO與CaO、MnO、FeO等固溶，固溶體(tǐ)的活性（對安定性的影響程度）在很大程度上(shàng)取決于其中MgO的含量。
将工業廢渣應用于土(tǔ)木工程中，是土(tǔ)木工程可持續發展的一(yī)個(gè)重要途徑。需要強調的是，工業廢渣綜合利用的前提是至少要确保土(tǔ)木工程質量與安全。很遺憾的是，在沒有足夠的基礎研究和相關(guān)标準的情況下(xià)，我國很多地區濫用鋼渣做混凝土(tǔ)的骨料，目前已經在很多地區發生(shēng)了(le)鋼渣骨料膨脹導緻硬化(huà)混凝土(tǔ)損傷的問題，有些(xiē)問題非常嚴重。本文将剖析鋼渣骨料引發混凝土(tǔ)工程質量問題的原因，并對已發生(shēng)問題的工程如(rú)何進行安全評估給出建議(yì)。
鋼渣應用于混凝土(tǔ)中，通常有鋼渣粉和鋼渣骨料兩種方式，所以在工程中要對這(zhè)兩種方式進行區分(fēn)，尤其是導緻工程事(shì)故時(shí)，不能(néng)籠統地說(shuō)鋼渣導緻工程事(shì)故，要明确是鋼渣粉還是鋼渣骨料。
對于鋼渣粉，我國已經頒布了(le)多個(gè)相關(guān)的國家标準或行業标準。以國家标準《用于水泥和混凝土(tǔ)中的鋼渣粉》（GB/T 20491-2017）為(wèi)例，對鋼渣粉的安定性設置了(le)嚴格的限制：遊離氧化(huà)鈣含量≤4.0%，當鋼渣中MgO含量大于5%時(shí)壓蒸膨脹率≤0.50%。其它涉及鋼渣粉的标準中，也(yě)均對鋼渣粉的安定性做出了(le)嚴格的限制。大多數鋼渣粉會使混凝土(tǔ)的初凝時(shí)間(jiān)延長，即使鋼渣粉摻量為(wèi)10%，膠凝材料的初凝時(shí)間(jiān)也(yě)會延長1h以上(shàng)，而當鋼渣粉摻量為(wèi)50%時(shí)，初凝時(shí)間(jiān)延長接近6h。此外，鋼渣摻量增大會導緻混凝土(tǔ)的早期強度明顯降低(dī)。因此，在實際工程中使用鋼渣粉時(shí)，往往需要适當降低(dī)水膠比才能(néng)夠獲得設計要求的強度。這(zhè)裏需要強調的是，當鋼渣粉的摻量較大時(shí)，即使采用降低(dī)水膠比的措施，仍然會造成混凝土(tǔ)的初凝時(shí)間(jiān)明顯延長，并且也(yě)無法獲得滿意的早期強度（也(yě)無法獲得滿意的28d強度），因此實際工程中鋼渣粉在混凝土(tǔ)中的摻量通常是比較小的（一(yī)般不超過20%），并且考慮到我國關(guān)于鋼渣粉的标準都對鋼渣粉的安定性做了(le)嚴格的限制，所以鋼渣粉的安定性問題造成混凝土(tǔ)工程事(shì)故的情況是非常少的。
鋼渣作(zuò)為(wèi)骨料應用于混凝土(tǔ)，可以分(fēn)為(wèi)粗骨料和細骨料（鋼渣砂）兩類，需要注意的是，目前鋼渣粗骨料和鋼渣細骨料應用于結構混凝土(tǔ)均沒有相關(guān)标準。在國家标準《鋼渣應用技術要求》（GB/T 32546-2016）中，涉及了(le)鋼渣做粗骨料或細骨料應用于砂漿、磚和砌塊、瀝青混合料；在國家标準《道路(lù)用鋼渣》（GB/T 25824-2010）中，涉及了(le)鋼渣做粗骨料應用于瀝青混合料；在國家标準《外牆外保溫抹面砂漿和粘結砂漿用鋼渣砂》（GB/T 24764-2009）和黑色冶金(jīn)行業标準《水泥混凝土(tǔ)路(lù)面用鋼渣砂應用技術規程》（YB/T4329-2012）等規範中，也(yě)涉及到了(le)鋼渣做骨料。上(shàng)述所有涉及到将鋼渣做骨料的标準，均對鋼渣骨料安定性進行了(le)限制，通常采用浸水膨脹率或壓蒸粉化(huà)率的指标進行控制。其中浸水膨脹率采用90℃水浴養護的方法，經過一(yī)定時(shí)間(jiān)後，使鋼渣中的遊離氧化(huà)鈣、遊離氧化(huà)鎂消解，産生(shēng)體(tǐ)積膨脹，測定體(tǐ)積變化(huà)率；壓蒸粉化(huà)率定義為(wèi)鋼渣在2.0MPa的飽和蒸汽條件下(xià)壓蒸3h，粉化(huà)後小于1.18mm的顆粒所占的比率。
鋼渣粉安定性合格不代表鋼渣骨料安定性合格。在鋼渣粉的粉磨和混合過程中，鋼渣中的安定性不良的組份在鋼渣粉中較均勻地分(fēn)散，而這(zhè)些(xiē)安定性不良的組份在鋼渣骨料中的分(fēn)布是不均勻的，有可能(néng)某些(xiē)顆粒中安定性不良組分(fēn)的含量極少，而部分(fēn)顆粒中安定性不良組分(fēn)的含量過高。所以，鋼渣粉的安定性合格不能(néng)作(zuò)為(wèi)鋼渣骨料合格的依據。
遊離CaO是導緻鋼渣骨料安定性不良的突出因素。從最近幾年暴露出的工程問題來(lái)看，絕大多數是鋼渣粗骨料混凝土(tǔ)使用半年到2年内，明顯出現(xiàn)混凝土(tǔ)表面“爆裂”或開裂。鋼渣中遊離MgO礦物的活性很低(dī)，反應非常緩慢(màn)，因此可以判斷引發這(zhè)些(xiē)工程事(shì)故的主要原因是鋼渣粗骨料中的遊離CaO發生(shēng)反應造成膨脹。
浸水膨脹率和壓蒸粉化(huà)率均不能(néng)作(zuò)為(wèi)鋼渣骨料在混凝土(tǔ)中應用的參照指标。混凝土(tǔ)是一(yī)種密實度比較高的建築材料，這(zhè)就(jiù)意味着鋼渣骨料在混凝土(tǔ)中是緊密“鑲嵌”的，自由膨脹的空間(jiān)很小，因此鋼渣骨料在混凝土(tǔ)中膨脹所引發的膨脹應力通常比較大，能(néng)夠比較輕易地将混凝土(tǔ)脹裂。壓蒸粉化(huà)率采用了(le)比較嚴格的實驗條件，在這(zhè)種實驗條件下(xià)，鋼渣中的絕大部分(fēn)遊離CaO和MgO會發生(shēng)反應，因此壓蒸粉化(huà)率能(néng)夠比較好(hǎo)(hǎo)地反應鋼渣中安定性不良組分(fēn)對鋼渣顆粒的破壞作(zuò)用。然而，壓蒸粉化(huà)率的表征指标“粉化(huà)後小于1.18mm的顆粒所占的比率”并不能(néng)顯示出有多少比例的鋼渣顆粒會發生(shēng)膨脹（或發生(shēng)能(néng)夠使混凝土(tǔ)産生(shēng)裂縫的膨脹）。還有一(yī)個(gè)重要的問題不能(néng)忽視(shì)，即取樣的代表性，鋼渣顆粒中的安定性不良組分(fēn)的分(fēn)布是随機的，在鋼渣堆場(chǎng)中，由于鋼鐵生(shēng)産工藝（或原材料）或存放(fàng)時(shí)間(jiān)等因素的變化(huà)使鋼渣顆粒的差異性很大。
總之，鋼渣骨料在水泥混凝土(tǔ)中應用的危險性很大，應盡量避免。目前使用鋼渣骨料導緻工程問題的主要原因是鋼渣中的遊離CaO造成的，随着遊離MgO的緩慢(màn)反應，相信已出現(xiàn)問題的鋼渣骨料混凝土(tǔ)的問題會更嚴重，暫時(shí)沒有出現(xiàn)問題的鋼渣混凝土(tǔ)也(yě)可能(néng)在将來(lái)出現(xiàn)問題。如(rú)果鋼渣骨料在壓蒸（至少2.0MPa且不少于3h）條件下(xià)發生(shēng)開裂或破壞的顆粒非常少，那麽說(shuō)明這(zhè)種鋼渣骨料中安定性不良的組分(fēn)含量很少，應該是安全的，但(dàn)是取樣是否具有代表性是值得注意的問題，因此，為(wèi)确保工程質量，應盡量避免鋼渣骨料使用在水泥混凝土(tǔ)中。