钢渣粉即使掺量达到 50%，内部的不稳定因素（游离氧化钙）也不会 导致体积稳定性不良，说明不稳定成分含量低于指标要求。
在混凝土中使用比表面积为 450m2/kg 的钢渣微粉,当水胶比高于 0.5 时，使用钢渣微粉的混凝土强度均高于使用矿粉的混凝土强度；当水胶比 低于 0.5 时，使用钢渣微粉的混凝土强度均低于使用矿粉的混凝土强度， 并且随着水胶比的降低，两者的强度差距逐渐拉大。
添加复合粉的混凝土收缩率均较低，主要原因可能是钢渣中含有一定 量的 CaO、MgO，这些物质在粉磨过程中得到了活化，可以在水泥水化过 程中发生化学反应产生微量的膨胀，对混凝土的收缩有一定的补偿作用； 并且，钢渣取代部分水泥可以降低由于水泥水化形成的化学减缩，有利于 降低混凝土早期的干缩和自收缩。
钢铁渣双掺粉是混凝土最佳掺合料 硬化后混凝土的强度主要取决于骨料强度、硬化后水泥浆的强度及水 泥浆与骨料之间的粘结界面强度。仅从掺加钢铁渣双掺粉对硬化后水泥浆 体强度的影响而言，其强度取决于颗粒的堆积和接触粘结情况，颗粒堆积 形式的不同会造成材料孔隙率的不同。掺入钢铁渣双掺粉混凝土强度之所 以提高，其中一个原因是因为钢铁渣粉细度在 400mz/kg，在材料堆积中 起孔隙填充作用，使混凝土孔隙率减小，强度提高。另外，矿渣粉和钢渣 粉的细度大，水化速率快，水化程度高，也是提高混凝土强度的重要因素。 钢铁渣双掺粉比单一渣粉强度高，是因为矿渣玻璃体网络结构较牢固，在
化较慢的 C2S，而早期水化较快的 C3A、C3S 较少，水化速度较水泥慢，在 一定程度上也减少用水量，改善流动性。
掺加钢渣粉的标稠试样初凝时间与空白样（基准水泥）没有太大差异， 而终凝时间缩短了。分析其原因可能是钢渣粉取代量增加后，胶凝体系单 位质量中起到调凝作用的石膏用量相对减少，而同时钢渣粉本身碱含量较 高，钢渣粉的掺入提高体系的碱度，促进水泥凝结硬化，所以表现为终凝 时间缩短。
在深入研究粉煤灰、矿渣等大宗矿物掺合料的同时，还要开发利用 新的工业废渣，既符合我国可持续发展的原则，又能够为混凝土工业提 供更广泛的掺合料。钢渣是炼钢过程中产生的废渣，分为转炉钢渣、平 炉钢渣和电炉钢渣。钢渣的排放量约为钢产量的 10-15%，其中转炉钢渣 所占的比重较大，目前我国排放的钢渣 70%以上是转炉钢渣。欧洲 65%的 钢渣已得到高效率的利用，美国的钢渣己达到排用平衡。我国的钢渣实 际有效的利用率较低，约为 44%，目前我国积存的钢渣已有 3 亿 t 以上。 我国的钢产量约占全世界钢产量总量的 1/5，因此我国的钢渣排放量也是 很巨大的。
2.以固溶状态存在的 RO 相,无论是方铁石或 MgO、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱnO、FeO 形成的固 溶体,对水比较稳定,用高温高压也不能加速其水化,因此用平炉渣或转炉 渣制成的钢渣水泥,特别是在掺有大量矿渣的情况下,不会引起安定性不 良。但钢渣中掉入的镁砖块或还原渣中的方镁石将引起安定性不良。
3.无论是用钢渣制造钢渣水泥或用作骨料,安定性不良主要是由游离 CaO 引起的,要解决钢渣的使用问题,关键在于消除游离 CaO 引起的对安定 性的不良影响。
钢渣是炼钢时产生的废渣，它的主要矿物成分为硅酸三钙(C3S)，硅 酸二钙(C2S)，铁铝酸钙[Ca2(Al,Fe)2O5]及镁铁相固溶体[MgO·2FeO]。高 碱度钢渣主要矿物相为 C2S、铁铝钙及镁铁相固溶体，还含有少量的 C3S， f-CaO 和 MgO。C3S 呈黑色六方板状。C2S 主要呈圆粒状，有时呈树叶状。 铁铝钙相呈灰色无定形状，并常以连续延伸的形式镶于黑色硅酸盐相和 白色中间相中。镁铁相主要呈白色无固定的形状，有时连续延伸，有时 呈孤立的圆粒状。另外，MgO 和 CaO 均以堆积形式存在，分别呈黑色和灰 色圆粒状。铁铝钙固溶相的典型组成是 Ca2(Al,Fe)2O5，RO 相的物质成分 是镁铁固溶相，其代表性组成是 MgO·2FeO。
钢渣的硅酸盐相中含有较多的异离子，其 Fe2O3，P2O5，Al2O3，MgO 的 平均含量分别达 3%，2%，1%，0.5%，总和达 6.5%。在工业水泥熟料中， 硅酸盐相中异离子的含量一般为 2%。因此，在钢渣的硅酸盐相中存在着 远多于工业熟料中的异离子含量。就 C3S 水化活性来看，一般认为由于它 结构配位极不规则，在结构中留有“空洞”，使水分子容易进入，从而 水化活性高。而钢渣是长时间处于 1600℃高温中(水泥熟料的烧成温度约 1450℃)形成的。在这样条件下，C3S 应该具有规则的结构，并且其结构 “空洞”中可固溶很多异离子，从而使它的结构稳定，其水化活性相对 较低。因此，虽然钢渣含有相当量的硅酸盐矿物，但水硬性仍比矿物差。
Fe2O3、FeO、CaO、MgO、MnO、P2O5、SO3、Fe 等。随着炼钢过程中 CaO 的不 断加入,钢渣碱度 A=w(CaO)/[w(SiO2)+w(P2O5)]不断提高,矿物组成逐渐变 化,主要的化学反应有:
2(CaO·RO·SiO2)+CaO=3CaO·RO·2SiO2+RO 3CaO·RO·2SiO2+CaO=2(2CaO·SiO2)+RO 2CaO·SiO2+CaO=3CaO·SiO2 式中 RO 为 MgO、FeO 和 MnO 的固溶体。当碱度在 2～3 时,矿物是以 C2S 为主的多种组合的固溶体[1],加上 C3MS2 共占 60%～70%(质量分数,下 同),有少量 C3S(占 5%),还有 20%～30%以上的 RO、CaO 等。当碱度大于 3 时,是以 C3S 为主(55%左右),C2S 占 10%～20%,还有少量的 RO、f-CaO 等占 25%左右。因此碱度较高时,钢渣中含有较多 C3S 和 C2S,具有一定的水硬活 性。由于硅酸盐水泥熟料的生成温度为 1460℃以上,但钢渣的生成温度在 1560℃以上,其矿物结晶致密、晶粒较大,因此钢渣为过烧的低质硅酸盐水 泥熟料,水化速度缓慢。 将钢渣粉磨至一定细度后，其中的 f-CaO 和 MgO 被活化，在混凝土硬 化之前提前水化，解决了安定性不良的问题；同时，钢渣中的玻璃体经机 械力活化后结构遭到破坏，硅酸盐、铝酸盐等物质从玻璃体中暴露出来， 也加快了水化速率，提高了钢渣微粉的反应活性。 钢渣粉做混合材具有一定的减水功能，在一定程度上可以改善混凝土 的工作性能。分析其原因：首先是钢渣粉的颗粒粒径小于水泥，当作混合 材加入时，能够更好的填充在水泥颗粒之间，使得体系级配更优良，增加 密实度，从而降低用水量；其次是钢渣粉成分不同于水泥，主要为早期水
无水硬性，C2S 呈γ型，水硬性低，而 C3S 是在长时间高温下形成的，它 具有较稳定的结构，其水化活性亦相对较低。钢渣的水硬性主要取决于 所含的 C3S,但其水硬活性明显比矿渣差。
炼钢时，钢水的温度约为 1600℃，在高炉内钢渣浮于钢水的顶部， 一般需 6h 排渣 1 次。钢渣中的矿物是在长时间的高温下形成，有充分的 时间使其达到完全结晶，因此它具有完整的晶体结构，化学稳定性高。
传统的钢渣水泥是用钢渣作为水泥混合材料生产水泥,钢渣水泥虽 因其具有耐磨、耐腐蚀、抗冻、微膨胀和水化热低、后期强度高等优点, 可广泛应用于工业与民用建筑、水利、道路和机场等建设工程。
适量掺加矿物掺合料可以降低混凝土结构的孔隙率，提高水化产物 的致密性，有效降低氯离子的渗透性，提高混凝土的使用寿命。
钢渣分转炉渣、平炉渣和电炉渣。转炉渣的化学成分、岩相结构、水 化过程、水化产物、水化性能都与水泥熟料相似。主要含有 SiO2、Al2O3、
使用钢渣微粉的混凝土工作性能会略有改善，坍落度略高于使用矿粉 的混凝土坍落度。
由于超细的钢渣在强度等级相对较高的混凝土中充当了填隙的胶凝 材料颗粒，当钢渣微粉和矿粉的比例达到某一数值后，胶凝材料体系出现 了颗粒最紧密堆积的情形，此时混凝土的强度达到一个极大值。
钢渣和矿渣复掺以后，钢渣的水化反应为矿渣的水化提供了反应相， 又可以促进矿渣的水化；钢渣与矿渣复合一方面提高了矿渣反应需要的氢 氧化钙浓度，另一方面也降低了初始结构的孔隙率，二者复合可以产生良 好的复合效应。
钢渣中含有水硬性矿物硅酸三钙 C3S 和硅酸二钙 C2S，且含量在 50% 以上，可视为硅酸盐水泥熟料。又因钢渣的生成温度在 1600℃-1700℃， 比水泥熟料生成温度高 200℃-300℃。因此将钢渣称为“过烧硅酸盐水泥 熟料”。其两者不同点在于钢渣中的 C3S 和 C2S，结晶致密，晶体粗大， 固熔少量其它矿物。当钢渣的碱度(CaO/SiO2+P2O5)为 0.78-1.8 时，主要 矿物为 CMS(镁橄榄石),C3MS2(镁蔷薇辉石)；碱度为 1.8-2.2 时，主要矿 物为 C2S(硅酸二钙)及 RO 相(二价金属氧化物固熔体):碱度为 2.2 以上 时，主要矿物为 C3S(硅酸三钙),C2S 及 RO 相。
研究发现，等量替代部分水泥时，复合微粉中钢渣微粉的掺量增加， 浆体需水量呈下降趋势，复合微粉活性指数呈下降趋势，并且 28 天活性 指数下降较 7 天活性指数下降明显。比表面积在 400～505m2/kg 的钢渣微 粉等量取代水泥时需水量相差不明显。钢渣细度增加，复合微粉流动度比 略有提高。
1、钢渣中 MgO、FeO、MnO 的结晶状态主要决定于钢渣的碱度,在碱度 低的平炉及转炉前期渣中及电炉氧化渣中,MgO 主要形成钙镁橄榄石、镁 蔷薇辉石,此时的 RO 相主要是方铁石。在碱度高的平炉及转炉后期渣中 MgO 主要与 FeO、MnO 形成固溶体,在还原渣中则为纯方镁石晶体。
钢渣粉和钢铁渣粉
现代混凝土要实现高性能和“绿色”，与矿物掺合料是分不开的， 现代混凝土的核心技术之一就是围绕矿物掺合料展开的。目前最常用的 矿物掺合料有高炉矿渣、粉煤灰和硅灰等。在混凝土内部的碱性环境中， 有活性的矿物掺合料能够与硅酸盐水泥水化反应生成的 Ca(OH)2 发生反 应，生成有利的 C-S-H 凝胶等水化产物，减少 Ca(OH)2 含量，使水化产物 颗粒变得细小，提高界面过渡区的密实程度，改善混凝土的微观结构。 未参与反应的矿物掺合料微粒则沉积在浆体与骨料间的过渡区，改善了 这个原本最疏松、薄弱的区域的结构，使其密实度和结合强度增加。另 外，掺入矿物掺合料也有助于改善混凝土的流动性，降低用水量，从而 提高混凝土的抗渗性和耐久性。大量地用矿物掺合料来代替水泥，从混 凝土的经济、能效、耐久性和生态利益看来，都有突出的优越性。