近年来，我国钢铁工业快速发展，钢渣产量大幅增加。
从国家统计局数据来看，2020年我国粗钢产量达到10.65亿吨，位列全球第一；炼钢过程中产生的钢渣约为1.20亿吨，累计堆存量超10亿吨。大量钢渣堆存，不仅占用土地资源，还给生态环境带来了较大安全隐患。
当前，合理利用钢铁固废是我国开展资源综合利用的关键之一，而加快钢渣利用是全社会的共识。不可否认的是，在钢渣综合利用方面，我国目前仍存在利用率普遍偏低、利用途径单一等问题，如何进一步实现钢渣有效利用是值得人们深思的问题。
近日，由中国工业合作协会资源综合利用分会、工业固废网联合主办的“2021年钢铁冶金固废综合处理利用技术交流会”在江苏省苏州市召开。会上，多名专家学者及企业代表围绕固废产业发展状况，钢铁固废资源化利用焦点、难点进行了深入研讨，为钢铁固废处置产业的绿色低碳发展指明了方向。
其实，钢渣是炼钢过程中排放的工业废渣。当前，我国是产钢第一大国，但对于钢渣的回收利用一直处于较低水平，综合利用率仅在10%左右，相较于美德98%的有效利用率，仍有较大的追赶空间。
2020年9月，《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》正式施行。其中规定：固体废物污染环境防治坚持减量化、资源化和无害化的原则。任何单位和个人都应当采取措施，减少固体废物的产生量，促进固体废物的综合利用，降低固体废物的危害性。
在绿色发展的趋势下，钢渣在某种程度上是一种放错地方的资源。将钢渣用作掺和料或骨料应用在混凝土中，既能减少工业废渣对土地的占用和环境的污染，降低混凝土的材料成本，又符合固废危废减量化、资源化、无害化的政策引领。
加之，近几年基础设施和城市化建设，对混凝土的需求日益增多，经过多年大规模开采，天然砂石资源逐渐减少。“砂石热”正在逐步走向高潮。由于有着和天然砂石类似的强度，并存在一定的水硬胶凝性，且使用成本较低，钢渣成为施工方青睐之选，频频应用于建筑工程中。
那么，钢渣到底能否作为混凝土骨料？
将钢渣用作混凝土骨料要非常慎重！
钢渣作为混凝土骨料会导致建筑大面积爆裂!
近几年，钢渣作为混凝土骨料生产混凝土导致混凝土质量事故频频出现，比如由中铁房地产集团长沙置业有限公司岳麓分公司建设的长沙梅溪青秀三期小区出现“千眼墙”引发热烈关注。经过检测，该楼16层及以上混凝土骨料内含有作坊加工破碎的钢渣废弃颗粒，严重影响房屋的结构强度。
钢渣是什么？钢渣到底能不能作为混凝土的骨料？
尽管政策利好，市场前景广阔，但目前，钢渣作为混凝土骨料使用仍存在不少问题。由于钢渣易磨性差、活性组分的活性低、非活性组分的含量大、影响安定性的游离CaO和游离MgO含量较高，工程中使用钢渣作为骨料会导致钢渣骨料周围混凝土的剥落与开裂，且开裂时间与程度具有很大的不确定性，难以预测。
清华大学土木工程系王强教授指出，将钢渣用作混凝土骨料要非常慎重，至少要完成以下步骤，以确定钢渣是否可用和最大掺量。
（1）将钢渣磨细成为钢渣粉，钢渣粉的安定性检测合格（参照《钢铁渣粉》标准）；如果钢渣粉的安定性不合格，那么钢渣骨料不可用。
（2）随机选取至少100颗钢渣骨料进行压蒸试验（216℃、2MPa，至少6h），压蒸后出现明显开裂或破损的钢渣颗粒比例小于5%。
（3）钻芯取样。首先要针对所有使用钢渣骨料混凝土的结构部位进行大量钻芯取样，之所以要进行大量钻芯取样，是因为钢渣骨料的安定性不良的程度离散性很大，取样必须具有统计意义或代表性。有研究人员提出根据原配合比和原材料制备混凝土试块，然后检测试块的相关性能进行安全性评价，这种方法是不可取的，因为往往难以获得混凝土中钢渣骨料的实际掺量（由于生产企业隐瞒真实数据或在实际生产中的掺量波动较大），并且不同批次的钢渣骨料难免有所差异。
（4）蒸养和压蒸试验：如果有多个样本，可以先进行蒸养试验，如果蒸养试验的结果不合格，那么没必要再进行压蒸试验；如果样本很少，可直接进行压蒸试验。用钢渣骨料制备混凝土，养护至28d后进行蒸养试验（蒸养温度不低于80℃，蒸养时间不少于7d），蒸养后的混凝土无肉眼可见损伤。将通过蒸养试验的混凝土进行压蒸试验（216℃、2MPa，至少6h），压蒸后的混凝土无肉眼可见损伤，且强度降低幅度不超过10%。
将钻芯取样的混凝土试块置于压蒸釜中压蒸6h（参照GB/T 20491-2017的实验条件），然后观察混凝土试块的表面破损和裂缝出现的情况，对于表面破损很严重或大量裂缝的情况，可以认定该混凝土的质量问题严重。对于表面破损和开裂不明显的情况，进行抗压强度测试，测试压蒸后相比压蒸前的强度损失率。这里需要指出的是，即使对于普通混凝土，经过压蒸之后也会有强度的降低，这是因为在压蒸的过程中水泥的水化产物AFt和C-S-H凝胶会发生部分分解或晶型转变，使混凝土的孔隙率增大。所以，需要制备相同配合比的无钢渣骨料的混凝土（即全部采用石灰石骨料），平行进行压蒸试验，将无钢渣骨料的混凝土作为参照组，进行强度损失率的对比。
（5）进行结构的安全性评估。
如果钢渣骨料混凝土在压蒸后的强度损失率与对照组混凝土很接近，基本可以判断该混凝土的质量问题很小。如果钢渣骨料混凝土在压蒸后的强度损失率明显大于对照组，则需要根据压蒸后的数据进行结构的安全性评估。
结 论
（2）导致钢渣骨料混凝土质量问题的主要因素是游离CaO发生反应产生膨胀，随着游离MgO的缓慢反应，可能导致钢渣骨料混凝土的长期损伤更大。
（3）对于已发生工程质量问题的结构工程，首先应大量钻芯取样，然后通过压蒸试验判断混凝土质量问题的严重程度。
同样，针对钢渣骨料引发的工程问题，东南大学材料学院教授张亚梅教授在“建筑垃圾资源化技术发展论坛”上呼吁业界以科学研究的结果指导固废在混凝土中的应用；施工单位要加强对原材料性能的检测，绝不贸然将不明来源、性能未知的固废应用于混凝土中。
在此背景下，钢渣等固废减量化、资源化、无害化的发展需要相关研究、技术的加持，以及科研机构、施工单位以及政府部门的共同努力。
这十几年来，我在一线工程中一直在关注着粗钢渣及钢渣粉的问题，下面，我都把这些进行全部归纳总结下来，分享给大家细细品味……。
钢渣或钢渣砂或钢渣粉（完整版）
一、综述：
将钢渣应用于土木工程建设是综合利用钢渣最主要的方式，然而钢渣存在安定性不良的问题，这是制约钢渣在土木工程中应用的最主要因素。钢渣中影响安定性的主要组分是游离CaO和MgO矿物，其中游离CaO的反应速率高于MgO矿物。钢渣中含MgO的矿物种类很多，除了少量游离MgO，大多数MgO与CaO、MnO、FeO等固溶，固溶体的活性（对安定性的影响程度）在很大程度上取决于其中MgO的含量。
二、钢渣或钢渣砂或钢渣粉绝对不能用在混凝土。再次给大家总结一下全国各地的案例：
1、钢渣或钢渣砂或钢渣粉在沥青混合料中使用，同样会有意想不到的破坏。一旦破坏，还会与水接触后发生粉化作用。故一些情况下，仍不如天然粗细集料或天然矿粉好。
总之，粘土砖再生集料也好，做沥青混合料的钢渣也罢，自身质量不稳定，形成路用材料后性能波动大，难比天然材料的工程性能好。
2、钢渣本身存在易磨性差；
钢渣中活性组分的活性低、非活性组分的含量大；影响安定性的游离CaO和游离MgO含量较高等问题，工程中使用钢渣作为骨料会导致钢渣骨料周围混凝土的剥落与开裂。混凝土不是废弃材料回收站，虽然在环保严谨形势下，各种原材的供应短缺，但是技术人员最基本的底线还是要守住。
3、钢渣绝对不能用，掺杂一点都不行，后果也许5年后才体现，也许哪天自己住到这样的房子。某搅拌站，13年就用过了，15年后大规模用的。强度高，同样的水泥比正常高一个标号。得破碎，加工好的，有的加工的很漂亮，颗粒。用这个镍矿渣不会出问题的！出问题的都是里面混了钢渣（钢渣容易开裂、会起鼓、爆裂、一个一个点状）。这个就是掺了钢渣的，2年后出来的，有的当时就出现，一般都是高温高湿时候会爆发出来。
4、磨尾吐豆（磨尾毛豆）
有以下可能原因：
1）、某搅拌站几年前道路有这情况，是杂工把斜皮带漏的膨胀剂铲到皮带上导致的。
2）、可能是水泥磨篦板有破洞，熟料颗粒混到水泥中所致，而且熟料中f-CαO含量较高，吸水膨胀造成。也可能混入了钢渣颗粒。是f-CaO造成，水泥生产上叫做磨尾吐豆，过去立窑水泥厂经常见，现在少见了。
3）、应该是熟料颗粒，不是石子，水泥应该是开路磨生产的，并且游离钙高生烧熟料，生产过程带进的熟料颗粒，长期遇水水化膨胀造成，与石灰块见水粉化一致。
可能是水泥磨篦板有破洞，熟料颗粒混到水泥中所致，且熟料中f-CαO含量较高，吸水膨胀造成。或是混入了钢渣颗粒。
是f-CaO造成，水泥生产上叫做磨尾吐豆，经常见到，过去立窑水泥厂经常见，现在少见了。熟料颗粒中含有的f-CaO，水泥生产上叫做磨尾吐豆。
5、钢渣或钢渣粉从理论上来分析：
1）、有活性，而且还很高；
2）、应用前处理一下过烧的CaO和MgO，可以安全应用；
3）、少量混在矿粉等掺合料应用，相对安全性好些；
4）、实际应用过程中，经常出事故，前期处理过CaO和MgO的钢渣很少，为了减少成本，不顾危害，掺量过多的经常发生，造成应用钢渣的工程几年后出现工程事故的不少，所以为了安全，在砼工程还是尽量避免用钢渣，不可控也！除非有那么一家生产钢渣粉的良心企业，能100%保证钢渣粉的质量。
现在用钢渣粉，经过闷渣的工艺磨成的钢渣粉，即使压蒸安定性合格的，某搅拌站用了半年情况还好。同样会有意想不到的破坏。一旦破坏，还会与水接触后发生粉化作用。故一些情况下，仍不如天然粗细集料或天然矿粉好。
6、钢渣骨料
这和碱骨料反应是两种概念，它只是钢渣骨料本身的吸湿膨胀造成的危害，鼓包，放射性裂纹，以及严重的过膨胀造成的构件边缘无筋处的大裂纹。
实际钢渣中还含有亚硫酸钙，有时候酸蚀还有刺鼻的二氧化硫气体放出。钢渣粉与钢渣骨料的不一样，钢渣粉由于已经磨的很细，应力分散均匀。钢渣粉好点，但是性价比不高，作为掺合料已经有了标准。同样会有意想不到的破坏。一旦破坏，还会与水接触后发生粉化作用。故一些情况下，仍不如天然粗细集料或天然矿粉好。
7、钢渣砂如果磨细粉应该问题不大，可以消除膨胀应力，但是实际生产的钢渣颗粒那么大颗，不要玩火，危险噢。由于钢渣粉重，在混凝土搅拌过程中离析抓底板结聚集、团聚，分散应力集中，存在着很多不可控因素，不建议用于混凝土。
铁尾矿砂一般是没事的，已经出台标准规范了，只要放射性和硫化物没问题的话。
如果是铁尾矿砂，基本没事，最怕是是铁尾矿砂里含了铁矿，这铁矿说不定又是比较复杂的过度相，杂混相，所以就反映膨胀了。铁尾矿渣掺合料应用技术规程可以参考。铁尾矿砂经过闷熟几年后，活性特别高。但是容重太大了。按规范判断，主要是硫和放射性，合格就行。如磁铁矿，四氧化三铁，应该无害，菱铁矿，碳酸亚铁，也没问题。黄铁矿硫化亚铁，就不行。
8、钢渣当细料、骨料用会导致混凝土爆裂高温高湿能加速反应，是没有办法控制的，这种情况不好修复，钢渣出问题是一定的，只是时间问题。用水冲则马上就都炸裂了。
粗骨料钢渣之所以会膨胀因为成分是氧化钙，氧化镁。这两种成分会在混凝土凝固后继续吸水膨胀，导致起鼓破裂。普通石子骨料不会有这种情况。
钢渣除非磨细成0.080mm以下的粉，不然不能用在混凝土里。如果粉碎成跟矿渣粉一样的细粉，起的作用是胶凝材料。即使粉碎成0.080mm以下的像矿渣粉一样细粉，氧化钙、氧化镁这两种成分一样会在混凝土凝固后继续吸水膨胀导致起鼓破裂吗？
钢渣粉重，在混凝土搅拌过程中，分分钟沉底抓底板结离析，即使钢渣粉有国标，可以像矿渣粉一样用的，起的作用都是掺合料，氧化钙会跟水泥水化物结合成凝结物，不再吸水膨胀。矿渣粉跟高钙粉煤灰的主要成分也都是氧化钙（占60%以上），但是，由于钢渣粉重，在混凝土搅拌过程中离析抓底板结聚集、团聚，分散应力集中，存在着很多不可控因素，不建议用于混凝土。
钢渣（粉）可在混凝土工程中应用（或沥青混凝土、建筑砂浆）代替骨料。具体可查阅《钢渣应用技术规范》GB/T32546、《矿物掺合料应用技术规范》GB/ T 51003-2014等标准。《钢渣应用技术规范》GB/T32546–2016部分条款摘录供参考。
据外媒New Atlas报道，钢渣目前既可用于处理废水，也可用作混凝土骨料。现在的新研究表明，将钢渣用于前者，可以使其与后者的性能更好–因此，同样的钢渣可以两次使用，先用于一种用途，然后用于另一种用途。
钢渣是炼钢过程中的副产品，是在炼钢厂的熔炉中从钢水中分离出杂质后产生的。虽然现在大部分的钢渣仍然只是被倾倒，但有时也会用这种材料来代替混凝土中的碎石。这不仅使钢渣不被填埋，而且还减少了对砾石的开采需求。此外，矿渣还可用于污水处理厂，吸收污水中的磷、镁、铁、钙、硅和铝等元素。然而，随着反复使用，它确实会失去这种能力，因为它在反复使用中变得饱和，这意味着它最终不得不 “退役”。不过根据澳大利亚皇家墨尔本理工大学的科学家们的说法，这种经过水处理后的矿渣中所吸收的元素实际上增加了它作为混凝土骨料的效用。
在研究人员进行的研究中，发现用后处理后的钢渣制成的混凝土比直接从钢厂生产出来的钢渣混凝土强度高8%—比用传统骨料制成的混凝土强度高17%。这主要是因为后处理后的钢渣与作为混凝土内粘合剂的水泥形成了更多的无缝结合。“我们希望从水里去除的东西，在混凝土中实际上是有益的，所以这是一个完美的匹配，”首席科学家Biplob Pramanik博士说。”钢渣目前在污水处理行业中并没有得到广泛的应用–只有一家位于新西兰的工厂在处理方法中使用这种副产品。但是，这里有很大的潜力，可以让三个行业–炼钢、污水处理和建筑业–共同合作，从这种副产品中获得最大的利益。”有关这项研究的论文最近发表在《Resources、Conservation and Recycling》杂志上。此前，费城德雷塞尔大学的研究表明，钢渣也可以用来使混凝土更耐盐害。
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