一種鋼渣混凝土制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種鋼渣混凝土，包括體積份以下原料制成：鋼渣石1100?1500份、礦粉80?120份、鐵尾礦砂1000?1400份、水泥200?250份、水150?190份、粉煤灰10?50份、減水劑1?12份。用鋼渣代替石子作為粗集料來配制鋼渣混凝土，可以起到配重及防護(hù)作用，其各項(xiàng)指標(biāo)均符合普通混凝土的標(biāo)準(zhǔn)要求，甚至抗?jié)B性、耐磨性等方面還要優(yōu)于普通混凝土。大量利用鋼渣既保護(hù)黃砂、石子、鐵礦石等資源，又減少鋼渣堆放對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)生態(tài)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種混凝土施工技術(shù)，特別涉及一種鋼渣混凝土施工技術(shù)，屬于建筑施工

技術(shù)介紹
近年來，超高層建筑進(jìn)入一個(gè)飛速發(fā)展的階段，世界各地高層建筑拔地而起。為確保施工進(jìn)度要求，超高層建筑在基礎(chǔ)處理時(shí)，較多采用“逆作法施工”，節(jié)約關(guān)鍵線路上的工序時(shí)間。鋼渣混凝土就是在此環(huán)境下產(chǎn)生的一種特種配重型混凝土。此類混凝土為增加基礎(chǔ)配重，代替基礎(chǔ)施工抗拔樁，以到達(dá)節(jié)約工期的目的。鋼渣是煉鋼過程中產(chǎn)生的廢渣，數(shù)量約為鋼產(chǎn)量的l5％～20％，2013年我國(guó)的鋼產(chǎn)量為16億噸，居世界第一位。由于鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的提高和發(fā)展，使大量鋼渣棄置堆積，不僅成為污染環(huán)境的一大公害，而且占用大量土地。為了適應(yīng)鋼鐵工業(yè)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的需要，近年來，科研人員逐漸開始關(guān)注鋼渣的利用價(jià)值，注重于研究鋼渣的綜合利用技術(shù)，尋求多種途徑利用鋼渣。而鋼渣混凝土就是一種比較有效、而且能大量消耗鋼渣的利用方式。一般來說，利用鋼渣替代石子作為粗細(xì)骨料容重能達(dá)到2500～3000kg/m3，主要用于結(jié)構(gòu)配重和防護(hù)使用。用鋼渣代替石子作為集料生產(chǎn)配重混凝土，對(duì)于保護(hù)環(huán)境、降低工程造價(jià)、變廢為寶、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的意義。現(xiàn)有技術(shù)關(guān)于鋼渣配重混凝土的研究中，張海霞等人在“鋼渣作為配重混凝土集料的研究”(《21世紀(jì)建筑材料》2011年第2期90-92頁(yè))中試驗(yàn)了用鋼渣代替石子作為粗集料配制鋼渣混凝土，研究了該混凝土的工作性能、力學(xué)性能及耐久性。通過試驗(yàn)及工程應(yīng)用證明鋼渣混凝土容重在3000kg/m3以上，抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B性及抗凍性均符合普通混凝土的要求，可作為配重混凝土使用。該混凝土節(jié)約了石子等不可再生資源、降低生產(chǎn)成本、變廢為寶、具有良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。但是其中使用水泥和粉煤灰的量較大，且需要使用高品質(zhì)的砂作為原料，其強(qiáng)度較低，經(jīng)濟(jì)性較差。涂文懋等人在“鋼渣顯微構(gòu)造和特性及其在混凝土中的應(yīng)用研究”(《混凝土》2007年11期)指出目前我國(guó)鋼鐵工業(yè)中鋼渣的排放量較大，但是鋼渣的利用率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它國(guó)家。
為更好地利用鋼渣，必須充分了解鋼渣的顯微構(gòu)造及特性。利用光學(xué)顯微鏡研究了鋼渣及鋼渣混凝土的顯微構(gòu)造特征，借助顯微硬度測(cè)試儀研究了鋼渣自身及鋼渣混凝土的顯微硬度，為鋼渣代替砂石集料在混凝土中應(yīng)用提供顯微構(gòu)造方面的研究基礎(chǔ)。該文作者還提出鋼渣中粉化區(qū)是影響鋼渣強(qiáng)度的薄弱點(diǎn)，如何發(fā)揮好混凝土的粘合作用提高層面的薄弱環(huán)節(jié)是提高鋼渣混凝土應(yīng)用強(qiáng)度亟需解決的難題。中國(guó)專利CN 103819148 A公開了一種鋼渣混凝土，由：320～330重量份的水泥、175～185重量份的水、1060～1070重量份的重晶砂、500～510重量份的石子、795～805重量份的燒結(jié)球、15～25重量份的奈系高效減水劑、32～40重量份的膨脹劑、85～95重量份的粉煤灰制成。其制備的鋼渣混凝土具有較好的強(qiáng)度，實(shí)用性好，但是其中使用的重晶砂等比例難以進(jìn)一步提高，鋼渣利用率受到限制，尤其對(duì)于某些工程地缺少重晶砂的地區(qū)，此類鋼渣混凝土施工將會(huì)受到嚴(yán)重的限制。另外，鋼渣混凝土因?yàn)楸砻娑嗫滋匦杂盟枯^大，而且內(nèi)部摩擦阻力大，流動(dòng)性差，不易于泵送機(jī)械泵送施工，嚴(yán)重制約了鋼渣混凝土的可應(yīng)用范圍，也不利于工程進(jìn)度的推進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在鋼渣混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足、鋼渣表面強(qiáng)度薄弱、原料配比限制大、易和性、流動(dòng)性差等不足，提供一種全新的鋼渣混凝土。本專利技術(shù)的鋼渣混凝土采用高占比的鋼渣原料進(jìn)行混凝土制備，具有較高的強(qiáng)度，整體缺陷少，最重要的是易和性好，流動(dòng)性佳，滿足泵送施工要求，特別適用鋼渣原料豐富的工程地區(qū)。為了實(shí)現(xiàn)上述專利技術(shù)目的，本專利技術(shù)提供了以下技術(shù)方案：一種鋼渣混凝土，包括體積份以下原料制成：鋼渣石1100-1500份、礦粉80-120份、鐵尾礦砂1000-1400份、水泥200-250份、水150-190份、粉煤灰10-50份、減水劑1-12份。本專利技術(shù)選用鋼渣石作為鋼渣混凝土的主要成分制成配重混凝土，因?yàn)殇撛幕瘜W(xué)成分與水泥相似，鋼渣中也含有硅酸三鈣(C3S)、硅酸二鈣(C2S)，所以配重塊具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高、容重比大的特點(diǎn)。但是，鋼渣與水泥相比，C3S的含量相對(duì)較低，且多以固溶體狀態(tài)存在的，C3S中往往還固溶了FeO、MgO、Al2O3等，使得它的水化速度比水泥中的硅酸三鈣慢，所以，鋼渣混凝土的水硬性要比水泥慢的多，通過優(yōu)化鋼渣混凝土的原料成分配比可以在一定程度上改善鋼渣混凝土的水硬性。總體而言，對(duì)于配重混凝土來說達(dá)到設(shè)計(jì)所需要的容重是最主要的，因此強(qiáng)度的略微下降是可以接受的。進(jìn)一步，所述鋼渣混凝土原料配比為：鋼渣石1200-1400份、礦粉90-110份、鐵尾礦砂1100-1300份、水泥220-240份、水160-180份、粉煤灰20-40份、減水劑5-10份。通過優(yōu)化鋼渣混凝土的原料成分配比，可以顯著的改善鋼渣混凝土的水硬性，提高鋼渣混凝土配重塊的早硬強(qiáng)度。鋼渣石的堆積密度、表觀密度與重晶石相似，作為配重混凝土表觀密度對(duì)混凝土容重影響最大。我國(guó)重晶石資源主要集中在南方，貴州省占全國(guó)總儲(chǔ)量三分之一，湖南、廣西分別居全國(guó)第二。北方地區(qū)很少有這種資源，特別是蒙古地區(qū)嚴(yán)重稀缺重晶石類資源，雖然使用重晶石可以從重量、抗?jié)B性、抗凍融等指標(biāo)都能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但從價(jià)格上由于增加了大量的運(yùn)輸成本。根據(jù)配合比對(duì)比，二種材料的摻加量相近，鋼渣石單價(jià)為200元/t，重晶石單價(jià)為400元/t，因此如果在重晶石稀缺地區(qū)使用重晶石做配重混凝土骨料，成本會(huì)大幅度增加。而本專利技術(shù)中完全采用鋼渣石代替重晶石大大進(jìn)一步，所述鋼渣混凝土原料配比為：鋼渣石1250-1350份、礦粉90-105份、鐵尾礦砂1150-1250份、水泥225-240份、水165-178份、粉煤灰25-38份、減水劑6-9份。制備得到的鋼渣混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和水硬性適中，且具有良好的易和性、流動(dòng)性，滿足泵送施工要求。特別是當(dāng)所述鋼渣混凝土原料配比為：鋼渣石1300份、礦粉100份、鐵尾礦砂1200份、水泥230份、水170份、粉煤灰30份、減水劑7.5份時(shí)，能夠在減少常規(guī)混凝土用量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)鋼渣混凝土的泵送施工，大大提高了工程的環(huán)保特性，并保證施工進(jìn)度順利完成。進(jìn)一步，所述鋼渣石或鐵尾礦砂符合JGJ52—2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅱ類技術(shù)要求，細(xì)度模數(shù)在2.6～2.92之間。選用細(xì)度模數(shù)為2.6-2.92的中砂可以有效的填滿鋼渣石中的空隙，以提高混凝土的密實(shí)度、以增加強(qiáng)度。而且中砂特別適用于鋼渣混凝土，不會(huì)出現(xiàn)細(xì)骨料填充效果不佳的問題，也不會(huì)因?yàn)橛蒙傲窟^粗混凝土多孔的缺陷。進(jìn)一步，所述鋼渣物理性質(zhì)為：容重3200-3320kg/m3，優(yōu)選為3270kg/m3，緊堆密度1650-1720kg/m3，優(yōu)選為1680kg/m3，常壓吸水率4～5％。鋼渣的主要化學(xué)成分與硅酸鹽水泥熟料和高爐礦渣的化學(xué)成分基本相似，容重在3250kg/m3左右特別適用于混合配制配重塊混凝土，可以精準(zhǔn)的控制配重塊的密度，有利于施工配重塊的容重的精準(zhǔn)控制。進(jìn)一步，先將骨料進(jìn)行預(yù)先吸水，然后用于配制鋼渣混凝土。有效的抑制鋼渣混凝土的塌落度損失，避免因?yàn)殇撛炷了涠热笔л^快影響鋼渣混凝土的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鋼渣混凝土，包括體積份以下原料制成：鋼渣石1100?1500份、礦粉80?120份、鐵尾礦砂1000?1400份、水泥200?250份、水150?190份、粉煤灰10?50份、減水劑1?12份。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種鋼渣混凝土，包括體積份以下原料制成：鋼渣石1100-1500份、礦粉80-120份、鐵尾礦砂1000-1400份、水泥200-250份、水150-190份、粉煤灰10-50份、減水劑1-12份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼渣混凝土，其特征在于，所述鋼渣混凝土原料配比為：鋼渣石1200-1400份、礦粉90-110份、鐵尾礦砂1100-1300份、水泥220-240份、水160-180份、粉煤灰20-40份、減水劑5-10份。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述鋼渣混凝土，其特征在于，所述鋼渣混凝土原料配比為：鋼渣石1250-1350份、礦粉90-105份、鐵尾礦砂1150-1250份、水泥225-240...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姚琪，王曉中，孫旭軍，周富良，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中鐵二局工程有限公司，北京可耐可特新材料有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：四川;51