钢渣是炼钢工业排放的废渣，它的化学成分和矿物组成与硅酸盐水泥熟料基本相似，其中C3 S, C2 S和铁铝酸钙等活性组分具有胶凝性，水化过程中可以产生胶凝产物并放出能够激发粉煤灰活性所需的Ca(OH)2。初步研究表明，利用钢渣可以代替石灰水泥生产无石灰或水泥的钢渣粉煤灰免烧砖。这一技术为改善粉煤灰免烧砖的技术经济性能和为钢铁工业钢渣和粉煤灰的综合利用提供了一条新途径。
(1)原料
①钢渣。转炉钢渣其化学成分见表8-20，碱度系数为4. 089属高碱性渣，其中含有一定数量的C3 S, C2S和f-CaO等矿物，活性较高，本技术使用比表面积378m2/kg的磨细钢渣。
②粉煤灰。首钢发电厂干排粉煤灰的化学成分见表8-21，用0. 080mm筛的筛余量小于15%。
③激发剂。激发剂A是化纤工业废渣，激发剂I.i是天然矿物，激发剂C是化学试剂。
(2)制砖方法将钢渣、粉煤灰、激发剂和水按比例混合均匀，经过加压成型，室温下静置1天并自然养护、950C蒸气养护或145℃压蒸养护制成钢渣粉煤灰免烧砖。
(3)试验结果及讨论
①钢渣和粉煤灰配比、激发剂掺量、水灰比与免烧砖抗压强度的关系。
a.钢渣和粉煤灰配比与抗压强度的关系。在掺加2%激发剂A并经压蒸养护8h的条件下，单独用钢渣或粉煤灰制成的砖几乎没有强度。但用钢渣和粉煤灰混合料为原料制成的砖具有较高的强度。但用钢渣和粉煤灰混合料为原料制成的砖具有较高的强度。当混合料中钢渣掺量为50%时，抗压强度可达30. 7MPa，钢渣掺量为70%时，抗压强度达35. 5MPa0混合料中钢渣掺量小于70%时，抗压强度随着混合料中钢渣掺量增加迅速增高，掺加钢渣可以有效地改善免烧砖的强度。
应当指出，在免烧砖生产中，钢渣须经粉磨后才能使用。混合料中钢渣掺量较多势必增加电耗与生产成本，降低粉煤灰的利用率，造成过高的富余强度。综合分析技术经济性能，免烧砖中钢渣粉煤灰的比例为1:1为宜。因此，钢渣粉煤灰比例为1:1，成型压力20MPa，水灰比0.15，激发剂掺量2%, 145℃压蒸养护8h的免烧砖的技术性能即能满足要求。
b.激发剂掺量与抗压强度的关系。掺与不掺激发剂，抗压强度分别为16. 1-30.7MPa和6. 8MPa。当激发剂掺量低于1.5%一2.0%时，强度随着激发剂掺量增加迅速增高，再进一步增加激发剂掺量，强度基本上变化不大。3种不同激发剂的激发效果可按下列顺序排列:激发剂A>激发剂B>激发剂C。激发剂可显著提高免烧砖的抗压强度，掺人1.5%^-2.0%的激发剂可制成15。号以上的免烧砖。
c.水灰比对抗压强度也有一定的影响，水灰比为。. 14^-0. 17时，抗压强度较高。通常在生产中免烧砖的水灰比选0. 15-0. 17较为适宜。
②成型压力、养护制度与抗压强度的关系。成型压力对自然养护免烧砖抗压强度有很大的影响，表8-22表示水灰比为0. 15时成型压力、不同养护制度与抗压强度的关系。从表可知，增大成型压力有利于提高抗压强度。以掺2%激发剂A为例，成型压力从15MPa增至2OMPa，自然养护抗压强度、水蒸气养护和压蒸养护抗压强度分别提高4100, 63%和51%。
养护时间与抗压强度的关系如表8-23所示。从表可知，延长养护时间可以明显提高抗压强度。抗压强度提高幅度因养护制度不同而异。自然养护28天比3天抗压强度增高14. 2MPa，压蒸养护8h比4h增高6. 9MPa。而水蒸气养护12h仅比6h养护增高2. 7 MPa。
表8-22、表8-23可知，经过自然养护28天、水蒸气养护9h和压蒸养护8h，抗压强度分别可达18.OMPa, 28.5MPa和30. 7MPa。表明养护制度对抗压强度有明显的影响，采用水蒸气养护和压蒸养护可使免烧砖具有较高的抗压强度，可在短期内制成150号以上免烧砖。但是这两种养护方法均须增加设备投资和运行费用;自然养护的产品强度较低，同时因养护周期长会增加工厂占地面积和生产周期，究竟采用何种养护方法，应结合工厂的具体条件而定。
③免烧砖的抗碳化、抗冻和大气稳定性能。抗碳化性能是粉煤灰砖耐久性能的重要指标之一。一般粉煤灰砖的碳化系数为0.7-0.9，实测掺激发剂A和B免烧砖的碳化系数分别为2.18和2.27(见表8-24),碳化后的抗压强度分别达到70. 7MPa和59. 4MPa。试验结果表明，钢渣粉煤灰免烧砖具有优异的抗碳化性能，钢渣的掺人可以有效地改善免烧砖的抗碳化性能。
抗冻性较差也是粉煤灰免烧砖的主要缺陷。JC 422-91要求免烧砖的冻融抗压强度损失率小于25%。从表8-25可知，经过一15-15℃冻融循环15次，掺激发剂A和B的免烧砖的抗压强度损失率分别为6.4%和17.6%。试验结果表明免烧砖具有良好的抗冻性。
钢渣粉煤灰免烧砖在大气中的稳定性能很好。表8-26列出了在大气中放置6个月对不同钢渣粉煤灰免烧砖抗压强度的影响。从表8-26可知，经压蒸和水蒸气养护后，试样在大气中放置6个月，抗压强度分别增高36. 5%和63.3%。而自然养护28天后，试样在大气中放置6个月，抗压强度降低30%。表明采用压蒸和水蒸气养护制成的免烧砖，在大气中抗压强度有随时间延长增高的趋势，具有良好的大气稳定性。而采用自然养护制成的免烧砖，在大气中抗压强度会随时间延长出现倒缩，大气稳定性较差。（免烧砖机）
