將工業(yè)廢渣在混凝土中應用（用作摻和料或骨料），既能夠減少工業(yè)廢渣對土地的占用和環(huán)境的污染，又可以降低混凝土的材料成本，這符合“低碳”和“可持續(xù)”的理念。然而，如果因工業(yè)廢渣在混凝土中的應用導致混凝土的性能降低，尤其是耐久性能降低，從全壽命周期來講，就事與愿違了。

目前，礦渣和粉煤灰已成為在混凝土中使用非常成熟的礦物摻和料，在很多情況下，通過摻入礦渣或粉煤灰能夠?qū)崿F(xiàn)混凝土更高的性能要求。鋼渣是煉鋼過程中排放的工業(yè)廢渣，排放量大、利用率低。值得注意的是，礦渣、粉煤灰、鋼渣均是在我國快速工業(yè)化的同一階段排放的工業(yè)廢渣，且排放量均非常大，為什么到目前為止鋼渣的利用率遠低于礦渣和粉煤灰呢？這絕對不是因為過多的研究投向了礦渣和粉煤灰，而是鋼渣自身存在著一些比較難以克服的問題，如易磨性差；活性組分的活性低、非活性組分的含量大；影響安定性的游離CaO和游離MgO含量較高等。

近年來，隨著粉磨工藝的進步、高性能助磨劑的出現(xiàn)，能夠在不大幅增加能耗和成本的前提下使鋼渣的比表面積達到500㎡/kg以上，從而改善了鋼渣的早期和中期的活性；經(jīng)過熱燜工藝處理的鋼渣，能夠使大部分游離CaO在熱燜過程中消解，這在很大程度上促進了鋼渣作為礦物摻和料在混凝土中的應用。但熱燜工藝對于消減鋼渣中的游離MgO作用甚微，因而將鋼渣用作水泥的混合材或混凝土的礦物摻和料時，安定性的檢測仍是強制性的。

將鋼渣作為混凝土的骨料使用時，由于鋼渣的強度高，破碎后的粒徑相對較小，因而替代部分天然骨料很容易達到混凝土的強度要求。然而，鋼渣作為骨料時，安定性不良的問題更要引起警覺！

鋼渣粉的安定性合格，并不代表鋼渣骨料的安定性合格。鋼渣粉要經(jīng)過磨細、混合的過程，因而總體上鋼渣粉的成分是相對勻質(zhì)的。而鋼渣作為骨料時，鋼渣骨料的安定性的離散性則非常大，圖1顯示的是鋼渣骨料壓蒸3h（216℃、2MPa）的情況，有的骨料完好無損，有的骨料產(chǎn)生了裂紋，有的骨料被粉碎，這是因為不同鋼渣骨料中的游離CaO和游離MgO含量差異很大。因此，將鋼渣磨細后進行安定性檢測，并不能反映出鋼渣骨料的個體安定性差異，而少量存在嚴重安定性問題的骨料就可能使硬化混凝土發(fā)生表面損傷或結(jié)構(gòu)性破壞。

事實上我國的鋼渣適合做混凝土骨料的非常少，我們課題組曾從全國各大鋼廠提取了6種鋼渣樣本，只有一種鋼渣骨料在壓蒸后發(fā)生了很小比例的開裂或破壞，其他5種鋼渣樣本在壓蒸后均表現(xiàn)出了較大比例的破壞。

鋼渣骨料對混凝土的破壞是比較嚴重的，因為鋼渣骨料在混凝土中產(chǎn)生的膨脹應力是不均勻的，且部分骨料中游離CaO和游離MgO含量過高的概率較大，因此會在局部引起過大的膨脹應力，使混凝土的微結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷，如同推倒了第一張多米諾骨牌，進而由于其他鋼渣骨料持續(xù)反應產(chǎn)生的進一步膨脹應力以及荷載、外界侵蝕性介質(zhì)侵入等綜合因素，會使混凝土微結(jié)構(gòu)走向更深層次的損傷，以致破壞。鋼渣中的游離CaO和游離MgO反應緩慢，因此鋼渣骨料對混凝土造成損傷通常是一個緩慢而長期的過程。通過壓蒸和蒸養(yǎng)的方式可以加速鋼渣骨料中影響安定性的組分反應，圖2和圖3是含鋼渣骨料的混凝土在壓蒸后的狀態(tài)；圖4和圖5是含鋼渣骨料的混凝土在蒸養(yǎng)（80℃、3d）后的狀態(tài)。

如果要將鋼渣作為混凝土的骨料使用，筆者建議至少要完成以下步驟，以確定鋼渣是否可用和最大摻量。

（1）將鋼渣磨細成為鋼渣粉，鋼渣粉的安定性檢測合格（參照《鋼鐵渣粉》標準）；如果鋼渣粉的安定性不合格，那么鋼渣骨料不可用。

（2）隨機選取至少100顆鋼渣骨料進行壓蒸試驗（216℃、2MPa，至少6h），壓蒸后出現(xiàn)明顯開裂或破損的鋼渣顆粒比例小于5%。

（3）蒸養(yǎng)和壓蒸試驗：如果有多個樣本，可以先進行蒸養(yǎng)試驗，如果蒸養(yǎng)試驗的結(jié)果不合格，那么沒必要再進行壓蒸試驗；如果樣本很少，可直接進行壓蒸試驗。用鋼渣骨料制備混凝土，養(yǎng)護至28d后進行蒸養(yǎng)試驗（蒸養(yǎng)溫度不低于80℃，蒸養(yǎng)時間不少于7d），蒸養(yǎng)后的混凝土無肉眼可見損傷。將通過蒸養(yǎng)試驗的混凝土進行壓蒸試驗（216℃、2MPa，至少6h），壓蒸后的混凝土無肉眼可見損傷，且強度降低幅度不超過10%。

值得警示的是，目前在我國部分地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了鋼渣骨料導致民用建筑和工業(yè)建筑的混凝土出現(xiàn)損傷的工程案例，比如由中鐵房地產(chǎn)集團長沙置業(yè)有限公司岳麓分公司建設(shè)的長沙梅溪青秀三期小區(qū)出現(xiàn)“千眼墻”引發(fā)熱烈關(guān)注。經(jīng)過檢測，該樓16層及以上混凝土骨料內(nèi)含有作坊加工破碎的鋼渣廢棄顆粒，嚴重影響房屋的結(jié)構(gòu)強度。

由于鋼渣骨料安定性的離散性以及危害產(chǎn)生的長期性，難以對工程結(jié)構(gòu)中鋼渣骨料發(fā)生的危害進行科學的檢測和評估，相應的修補和加固方法也就難以實現(xiàn)科學合理。在很多情況下，工程應用是走在科學研究前面的，這兩者之間的關(guān)系很復雜，這里不做探討。但是，在鋼渣作混凝土的骨料的這個問題上，筆者呼吁，工程應用千萬不能走在科學研究之前，因為關(guān)系著工程質(zhì)量和安全的諸多關(guān)鍵問題尚未解決。