2 水淬锰渣的性质

　　水淬锰渣外观浅绿色、绿色或深棕色，呈疏松不规则颗粒状，易磨性差，松散容重700～900 kg/m3，密度2500～2800 kg/m3，含水量较高，一般在40%左右。我国部分地区水淬锰渣的化学成分见表1。

　　不同产地的水淬锰渣化学成分略有不同，水淬锰渣化学成分以SiO2和CaO为主，两者含量之和占到50%以上，部分高达80%，其次是Al2O3、MgO、MnO、Fe2O3等。水淬锰渣主要矿物组成以玻璃体为主（约占85%以上），还有镁蔷薇辉石、锰钙辉石、钙铝黄长石、硅酸二钙以及少量的硅酸三钙。水淬锰渣含有硅酸二钙和镁蔷薇辉石等活性或潜在水凝性和火山灰性物质，因此水淬锰渣可作为混凝土掺合料和水泥混合材使用。

　　水淬锰渣由一些形状不规则的多孔非晶质颗粒组成，粒径主要集中在0.25～5 mm，锰渣的有害元素均未超过排放标准，放射性符合GB6566-20xx《建筑材料放射性核元素限量》要求，可用于生产建筑物室内、外饰面用的建筑材料，以及用于制备室外地砖的`建筑材料。

　　3 水淬锰渣的综合利用研究现状

　　3.1 水淬锰渣用于混凝土研究

　　水淬锰渣经机械激发、化学激发或机械-化学激发等激发活性后，水淬锰渣微粉具有较高活性（可达S75级以上），其在混凝土中的掺量也随之增加。目前水淬锰渣微粉已逐渐被商品混凝土市场所认可，但由于对水淬锰渣微粉用作混凝土掺合料的研究和认识不足，其在混凝土中的掺量还很低，在工程应用中仅占胶凝材料总量的10%左右。

　　水淬锰渣微粉对混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能均有较大影响。王一靓等[1]经过试验研究发现，用水量和水淬锰渣比表面积是影响混凝土坍落度的主要因素，锰渣比表面积越大、锰渣掺量越高，则混凝土坍落度越大，但锰渣掺量增加会增大混凝土拌和物的泌水率，降低混凝土的粘聚性。王勇[2]将水淬锰渣磨细并经过酸性激发剂激发其活性后，内掺水淬锰渣粉达到30%时水泥胶砂90 d强度仍比空白试件（未掺锰渣粉胶砂）高，但28 d强度略低于空白试件，说明经过物理-化学联合改性后，水淬锰渣粉具有较高活性；并对改性锰渣粉用于高强高性能混凝土进行了研究，研究发现：在胶凝材料总量600 kg的情况下内掺水泥用量30%的水淬锰渣和10%的膨胀剂，利用碎石和普通山砂可配制强度达70～80 MPa、塌落度190～220 mm、耐久性能很好的高强高性能混凝土。

　　也有大量的研究表明[3～5]，隨着锰渣掺量的增加（内掺30%以内），混凝土强度早期强度迅速降低、中期强度降低速度变缓、后期强度高于或与空白试件相当，但掺量30%以上时后期强度下降比较明显。内掺锰渣粉的混凝土抗渗等级有一定提高，掺量在15%以上时混凝土抗冻性能随着锰渣掺量的增加而降低。因此，在掺量合理的情况下，掺加锰渣粉有利于混凝土早期抗裂、后期强度增加、增强抗渗等耐久性能。

　　还有部分学者直接利用颗粒状水淬锰渣用于混凝土、沥青研究，如利用硅锰渣配制透水混凝土等[6，7]。

　　3.2 水淬锰渣用于墙体材料研究

　　水淬锰渣因含硅量较高、具有一定活性、颗粒大小适中，因此可以作为硅质原料和集料用于生产砖瓦等墙体材料。

　　陈平等[8]研究了水淬锰渣制备加气混凝土的可行性，试验前将水淬锰渣经球磨机粉磨至比表面积415 m2/kg，掺加硅砂作为补充硅质原料。结果表明：当水淬锰渣掺量为25%、石灰为15%、硅砂为43%、石膏为2%、铝粉膏为0.12%，水料比为0.50时，所制备的加气混凝土能达到GB/T11968-20xx《蒸压加气混凝土砌块》中A3.5 B06级合格品要求。但水淬锰渣掺量高于25%时，所制备出的加气混凝土强度达不到标准要求。张洪波[9]研究了利用水淬锰渣制备生态透水砖，通过正交实验法得出较佳配方：硅锰渣60 g、硅藻土15 g、粘土15 g、废陶瓷60 g，烧成温度1050 ℃，保温时间30 min，制品抗压强度达到32.5 MPa，透水系数1.8×10-2 cm/s，且保水性和抗冻性均符合行业标准JC/T945-20xx《透水砖》要求。王国新[10]利用粒化高炉矿渣生产LC/EPS断热节能复合砌块，并开展了工业化试验，其复合砌块同时具备轻质、高强、保温隔热、隔音、体积稳定等特点，是一种新型墙体材料。任素梅等[11]研究了水淬锰渣代替煤渣生产空心砌块砖，主要是利用了水淬锰渣的集料特性和潜在活性。郭一峰等[12]以适量硅灰和水泥复合组成的胶凝材料与水淬锰渣经过拌合、成型、蒸汽养护等工序后，制备出锰渣轻质保温墙砖，研究发现掺入2%的硅灰配制成复合胶凝材料后，墙砖的强度显著提高，制得的墙砖导热系数达到0.14 W/（m·K）、抗折强度0.7 MPa、抗压强度2.3 MPa。