钢渣是钢铁冶炼过程中产生的固体废弃物，其矿物组成以硅酸盐相为主。由于不同钢铁厂炼钢原料的多样性以及钢渣冷却工艺的差异性，导致钢渣成分多变，性能不稳定，因此钢渣的综合利用率很低。目前，部分钢渣经长期陈化后作为水泥基混凝土集料、沥青基混凝土集料以及道路回填料使用，但是这种利用模式未发挥钢渣中硅酸盐相的水硬性，而且钢渣集料在长期使用过程中若发生水化反应，会造成硬化混凝土局部体积变化和开裂，降低混凝土耐久性。此外，转炉钢渣占我国钢渣总排放量的70％，碱度高，水化活性优良，更适合用作水泥活性掺和料。本文从我国基本国情出发，以钢渣作为水泥活性掺和料为目的，研究高碱度热焖转炉钢渣水硬胶凝性，钢渣活性激发机理，钢渣与水泥、矿渣、硅灰等矿物掺和料复合水化性质以及钢渣的安定性，主要结论如下:　　钢渣的化学组成和冷却方式决定其矿物组成，热焖转炉钢渣主要矿物相包含硅酸三钙(C3S)，硅酸二钙(C2S)，铁铝酸钙，CaO-MgO-FeO-MnO二价金属氧化物固溶体（RO相），Fe3O4等。其中，水化活性较高的硅酸盐相以C2S为主，因此钢渣早期水化活性较水泥低;但是从水化龄期7 day(d)开始，钢渣水化速率逐渐超过水泥，360 d化学结合水量达到16.2％，其活性主要体现在水化中后期。　　碱性养护和高温养护均可以激发钢渣早期的水化活性，但同时都会降低钢渣后期的水化程度;其中以高温养护对钢渣早期水化激发作用大，但对后期水化阻碍作用也更大。碱性养护提高了钢渣水化360 d硬化浆体内部多害孔的数量，浆体360 d的抗压强度较普通养护降低了1.8 MPa;而高温养护提高了钢渣水化产物中Ca(OH)2(CH)在(001)晶面取向度，且28 d CH含量达到12.87％，破坏硬化浆体结构。　　钢渣水泥复合胶凝材料水化研究表明，钢渣和水泥水化过程相对独立，二者复合水化作用不明显;钢渣掺入水泥内，起到稀释水泥的作用，降低了复合材料早期水化孔隙液中Ca2+浓度，延长了水化诱导期，降低了水化热。掺30％钢渣的复合胶凝材料硬化浆体孔径结构较水泥浆体差，水化90 d总孔隙率由0.0693 ml/g增加至0.0911 ml/g;且砂浆试块界面结构中CH含量高，不利于其强度发展。　　碱性激发剂对钢渣水泥复合胶凝材料活性激发作用不明显，钢渣的矿物以晶相为主，玻璃相成分含量低;外加碱很难激发钢渣晶相矿物，反而使复合材料硬化浆体泛碱，降低砂浆各龄期强度。而适量二水石膏掺入，可与钢渣中铝酸盐水化生成钙矾石(AFt)，提高钢渣水泥复合胶凝材料强度。　　矿物掺和料硅灰可与钢渣水泥复合材料中硅酸盐水化产物CH发生火山灰反应，提高了浆体内水化硅酸钙(CSH)凝胶的含量，并降低了砂浆界面处CH含量，优化界面结构，提高砂浆强度;但硅灰火山灰反应速率较慢，对钢渣水泥复合胶凝材料早期强度提高作用有限。纳米二氧化硅(NS)与硅灰相比，具备颗粒粒径更加细小的特点，在钢渣水泥复合材料水化早期便发挥了极高的火山灰效应，大幅提高了砂浆早期强度，掺5％ NS的钢渣水泥复合材料3d抗压强度提高了48.5％。　　钢渣矿渣复合材料水化机理研究表明，高碱度转炉钢渣水化产生的碱性液相环境可以激发矿渣的活性，钢渣和矿渣复合水化具有次第水化效应;矿渣的掺入优化了钢渣净浆试块的孔径结构，硬化浆体水化90 d总孔隙率由0.2123 ml/g降低至0.1791 ml/g，提高了浆体的密实度。　　准确测定钢渣中游离氧化钙(f-CaO)和活性氧化镁含量对预测钢渣安定性尤为重要。乙二醇法可测定钢渣中游离总钙（CH和f-CaO总量）含量，再通过热重分析钢渣中CH含量，可得到f-CaO的含量;向乙二醇与钢渣反应体系中加入硅胶，可以降低反应水对测定结果的影响，提高f-CaO测定的准确性。钢渣中RO相在普通养护条件下不发生水化反应，但是在高温高压条件下，RO相中的活性MgO会发生水化，因此钢渣中的活性氧化镁应包含f-MgO和RO相中活性氧化镁;在常温条件下，向钢渣悬浊液中通入二氧化碳，通过CO2与活性MgO的碳酸化反应，将活性氧化镁提取至液相中，再通过EDTA络合滴定准确测定钢渣中活性MgO总量。