CN109485359A - 一种全高钛重矿渣湿拌砂浆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全高钛重矿渣湿拌砂浆及其制备方法，属于高钛渣再利用领域。按每立方米砂浆计，湿拌砂浆原料组成为：水泥180‑310份、高钛重矿渣微粉80‑135份，高钛重矿渣砂1170‑1425份，水250‑300份，砂浆塑化剂2‑7份，砂浆稠度调节剂3‑5份。本发明将高钛矿渣替代部分水泥，完全使用高钛重矿渣砂作骨料，通过提高稠度调节剂用量、预湿润高钛重矿渣砂12h，解决该砂浆系统易沉降、稠度损失快问题，使其满足湿拌砂浆要求。通过使用本发明的湿拌砂浆，既为建筑工程项目提供质量优良、价格更低的湿拌砂浆产品，又可将攀枝花地区的高钛废渣充分利用，解决其占用土地、污染环境的问题。
Description
技术领域
本发明属于高钛渣再利用领域，特别是涉及一种全高钛重矿渣湿拌砂浆及其制备方法。
背景技术
高钛重矿渣是高炉冶炼钒钛磁铁矿时产生的熔融矿渣在空气中自然冷却或水冷形成的多孔无机材料。高钛渣TiO2含量大于18％，化学惰性较强，目前大部分应用于混凝土搅拌站，作为粗细集料替代天然河砂、碎石制备混凝土制品。高钛渣利用途径较为单一，附加值低，攀钢已面临无处堆放高钛渣的局面，而且每年还有300万吨的废渣继续排放。一方面占地数千亩，一方面会造成水土流失、破坏环境，因此拓展高钛矿渣的利用途径，提高其附加值，对攀枝花、攀钢的可持续发展均具有重要意义。
湿拌砂浆是指由水泥、矿物掺合料、细骨料、外加剂和水，按一定比例拌合而成，用于建筑施工中的抹灰和砌筑工程。不同于传统砂浆现场搅拌，湿拌砂浆在商品混凝土搅拌直接生产，确保搅拌时间和计量装置的精确性，有利于砂浆强度、开放时间、工作性的控制，保证工程质量。湿拌砂浆、干混砂浆均属于预拌砂浆，但干混砂浆所用细骨料需要烘干工艺，相对来说湿拌砂浆整体成本更低，更受到市场和施工单位的肯定。
本发明采用高钛微粉替代部分胶凝材料、高钛矿渣作细骨料制备湿拌砂浆，同时配制液态砂浆添加剂分别调节稠度、开放时间，使其工作性能具有可控性。目前利用高钛矿渣作粗细骨料治疗混凝土的研究比较普遍，但尚未涉及湿拌砂浆，本发明对于高钛矿渣最大化利用具有很强的理论意义和经济意义。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种全高钛重矿渣湿拌砂浆及其制备方法。
本发明提出的一种全高钛重矿渣湿拌砂浆，包括以下重量份的组分；水泥180-310份，高钛重矿渣微粉80-135份，高钛重矿渣砂1170-1425份，水250-300份，砂浆塑化剂2-7份，砂浆稠度调节剂3-5份。
优选的，水泥196份、高钛重矿渣微粉84份，高钛重矿渣砂1400份，水260份，砂浆塑化剂3份和砂浆稠度调节剂4份。
优选的，水泥308份、高钛重矿渣微粉132份，高钛重矿渣砂1240份，水280份，砂浆塑化剂3份，砂浆稠度调节剂4份。
优选的，水泥308份、高钛重矿渣微粉132份，高钛重矿渣砂1240份，水260份，砂浆塑化剂3份，砂浆稠度调节剂4份。
优选的，水泥308份、高钛重矿渣微粉132份，高钛重矿渣砂1240份，水260份，砂浆塑化剂3份，砂浆稠度调节剂4份。
优选的，高钛重矿渣砂包括中砂粒径和粗砂粒径；其中，中砂粒径小于2.36mm，细度模数为2.4，堆积密度1650kg/m3；粗砂粒径小于4.75mm，细度模数为3.3，堆积密度1640kg/m3。
优选的，砂浆塑化剂包括以下组分；液体葡钠、蔗糖、聚羧酸减水剂、α-烯基磺酸钠、聚乙二醇、水，其百分比依次为：16％、1.5％、4.5％、0.003％、0.2％、77.793％。
优选的，砂浆稠度调节剂包括以下组分：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、三帖皂甙、水，其百分比依次为：1％、0.2％、0.5％、98.3％。
一种全高钛重矿渣湿拌砂浆的制备方法，包括以下步骤；
S1、将水泥、高钛重矿渣微粉、高钛重矿渣砂按上述重量份混合，搅拌15s，得到砂浆拌合物。
S2、称量上述重量份的水、砂浆塑化剂、砂浆稠度调节剂，混合后缓慢加入，搅拌3min，得到均匀的湿拌砂浆。
优选的，高钛重矿渣砂需预润湿12h，使其达到饱和面干状态；其中，中砂粒径和粗砂粒径的含水率均为9％。
本发明中，针对高钛矿渣多孔的特性，一方面通过预润湿解决其稠度损失大难题，一方面天然适用于湿拌砂浆这种预拌方式，保证其施工性能的同时大幅降低生产成本；针对高钛矿渣不同颗粒尺寸，应用于不同的湿拌砂浆，即粗砂制备砌筑，中砂制备抹灰，微粉替代部分胶材；针对高钛重矿渣砂堆积密度较大的特性，设计湿拌砂浆容重2000～2100kg/m3范围；拓宽高钛矿渣的使用领域，实现废弃物的综合利用，保护环境。
具体实施方式
下面结合实施例进一步详细说明本发明技术方案，高钛重矿渣微粉是由攀枝花环业冶金渣有限责任公司生产的粒化高炉高钛矿渣通过添加助磨剂球磨而成，比表面积>350m2/kg，45μm筛余<8％，TiO2含量>18％，活性为56％。
实施例1
一种全高钛重矿渣湿拌砂浆，包括以下重量份的组分；水泥180-310份，高钛重矿渣微粉80-135份，高钛重矿渣砂1170-1425份，水250-300份，砂浆塑化剂2-7份，砂浆稠度调节剂3-5份。
实施例2
一种全高钛重矿渣湿拌砂浆，包括以下重量份的组分；水泥196份、高钛重矿渣微粉84份，高钛重矿渣砂1400份，水260份，砂浆塑化剂3份和砂浆稠度调节剂4份。
实施例3
一种全高钛重矿渣湿拌砂浆，包括以下重量份的组分；水泥308份、高钛重矿渣微粉132份，高钛重矿渣砂1240份，水280份，砂浆塑化剂3份，砂浆稠度调节剂4。
实施例4
一种全高钛重矿渣湿拌砂浆，包括以下重量份的组分；水泥308份、高钛重矿渣微粉132份，高钛重矿渣砂1240份，水260份，砂浆塑化剂3份，砂浆稠度调节剂4份。
实施例5
一种全高钛重矿渣湿拌砂浆，包括以下重量份的组分；水泥308份、高钛重矿渣微粉132份，高钛重矿渣砂1240份，水260份，砂浆塑化剂3份，砂浆稠度调节剂4份。
在具体实施中；高钛重矿渣砂包括中砂粒径和粗砂粒径；其中，中砂粒径小于2.36mm，细度模数为2.4，堆积密度1650kg/m3；粗砂粒径小于4.75mm，细度模数为3.3，堆积密度1640kg/m3。
进一步的，砂浆塑化剂包括以下组分；液体葡钠、蔗糖、聚羧酸减水剂、α-烯基磺酸钠、聚乙二醇、水，其百分比依次为：16％、1.5％、4.5％、0.003％、0.2％、77.793％。
进一步的，砂浆稠度调节剂包括以下组分：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、三帖皂甙、水，其百分比依次为：1％、0.2％、0.5％、98.3％。
本发明根据上述的全高钛重矿渣湿拌砂浆，还提出一种全高钛重矿渣湿拌砂浆的制备方法，包括以下步骤；
S1、将水泥、高钛重矿渣微粉、高钛重矿渣砂按上述重量份混合，搅拌15s，得到砂浆拌合物。
S2、称量上述重量份的水、砂浆塑化剂、砂浆稠度调节剂，混合后缓慢加入，搅拌3min，得到均匀的湿拌砂浆。
在具体实施中；高钛重矿渣砂需预润湿12h，使其达到饱和面干状态；其中，中砂粒径和粗砂粒径的含水率均为9％。
分别对实施例2-5中湿拌砂浆配比进行表格绘制；
表1全高钛重矿渣制备抹灰砂浆和砌筑砂浆的试配表
对比例1
将196份水泥、粉煤灰84份和1250份河沙进行混合，并搅拌15s，得到砂浆拌合物，再称量250份水、3份砂浆塑化剂、4份砂浆稠度调节剂进行混合后，加入到砂浆拌合物中，搅拌3min，得到均匀的砂浆。
对比例2
将196份水泥、粉煤灰84份和1400份高钛矿渣中砂中的干砂进行混合，并搅拌15s，得到砂浆拌合物，再称量250份水、3份砂浆塑化剂、4份砂浆稠度调节剂进行混合后，加入到砂浆拌合物中，搅拌3min，得到均匀的砂浆。
对比列3
将196份水泥、粉煤灰84份和1400份预湿润12h的高钛矿渣中砂进行混合，并搅拌15s，得到砂浆拌合物，再称量250份水、3份砂浆塑化剂、4份砂浆稠度调节剂进行混合后，加入到砂浆拌合物中，搅拌3min，得到均匀的砂浆。
分别对对比例1-3中湿拌砂浆配比进行表格绘制；
表2抹灰砂浆对比例试配表
分别对实施例2-5和对比例1-3的砂浆采用JGJ/T223-20101方法进行性能测试，性能指标包括稠度、包税率、分层度和开放时间和28抗压强度，测试结果见表3。
表3湿拌砂浆性能测试结果表
| 编号 | 稠度/mm | 保水率/％ | 分层度/mm | 开放时间/h | 28抗压强度/MPa | 备注 |
| 对比例-1 | 95 | 93 | 22 | 15 | 8.3 | |
| 对比例-2 | 96 | 81 | 41 | 10 | 9.1 | |
| 对比例-3 | 94 | 91 | 19 | 15 | 9.2 | |
| 实施例-2 | 94 | 89 | 24 | 15 | 7.5 | |
| 实施例-3 | 89 | 93 | 18 | 14 | 16.5 | |
| 实施例-4 | 75 | 91 | 18 | 14 | 9.1 | |
| 实施例-5 | 78 | 93 | 15 | 14 | 17.6 |
通过表2-3的对比例可以看出，通过预润湿高钛重矿渣12h可有效解决其保水率不足，导致湿拌砂浆稠度损失的问题；通过表1、3的实施例可以看出，胶凝材料内掺30％高钛重矿渣微粉、集料完全使用高钛矿渣可制备满足施工要求的湿拌砂浆。相同胶材、集料用量条件下，所制备的砌筑砂浆强度比抹灰砂浆高，主要原因是由于骨料尺寸不同、水灰比不同造成。
通过表1、2、3的对比例和实施例可以看出，可以用高钛重矿渣微粉完全替代粉煤灰，因为高钛重矿渣微粉容易导致泌水，故需提高砂浆稠度调节剂用量，以此保证湿拌砂浆的保水率。同时高钛矿渣活性只有65％，但强度仍可满足标号要求，原因是由于湿拌砂浆配制强度要求较低，故影响较小。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种全高钛重矿渣湿拌砂浆，其特征在于，包括以下重量份的组分；水泥180-310份，高钛重矿渣微粉80-135份，高钛重矿渣砂1170-1425份，水250-300份，砂浆塑化剂2-7份，砂浆稠度调节剂3-5份。
2.根据权利要求1所述的一种全高钛重矿渣湿拌砂浆，其特征在于，水泥196份、高钛重矿渣微粉84份，高钛重矿渣砂1400份，水260份，砂浆塑化剂3份和砂浆稠度调节剂4份。
3.根据权利要求1所述的主题，其特征在于，水泥308份、高钛重矿渣微粉132份，高钛重矿渣砂1240份，水280份，砂浆塑化剂3份，砂浆稠度调节剂4份。
4.根据权利要求1所述的主题，其特征在于，水泥308份、高钛重矿渣微粉132份，高钛重矿渣砂1240份，水260份，砂浆塑化剂3份，砂浆稠度调节剂4份。
5.根据权利要求1所述的主题，其特征在于，水泥308份、高钛重矿渣微粉132份，高钛重矿渣砂1240份，水260份，砂浆塑化剂3份，砂浆稠度调节剂4份。
6.根据权利要求1所述的主题，其特征在于，高钛重矿渣砂包括中砂粒径和粗砂粒径；其中，中砂粒径小于2.36mm，细度模数为2.4，堆积密度1650kg/m3；粗砂粒径小于4.75mm，细度模数为3.3，堆积密度1640kg/m3。
7.根据权利要求1所述的主题，其特征在于，砂浆塑化剂包括以下组分；液体葡钠、蔗糖、聚羧酸减水剂、α-烯基磺酸钠、聚乙二醇、水，其百分比依次为：16％、1.5％、4.5％、0.003％、0.2％、77.793％。
8.根据权利要求1所述的主题，其特征在于，砂浆稠度调节剂包括以下组分：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基硫酸钠、三帖皂甙、水，其百分比依次为：1％、0.2％、0.5％、98.3％。
9.根据权利要求1至8任一项所述的全高钛重矿渣湿拌砂浆，还提出一种全高钛重矿渣湿拌砂浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；
S1、将水泥、高钛重矿渣微粉、高钛重矿渣砂按上述重量份混合，搅拌15s，得到砂浆拌合物。
S2、称量上述重量份的水、砂浆塑化剂、砂浆稠度调节剂，混合后缓慢加入，搅拌3min，得到均匀的湿拌砂浆。
10.根据权利要求9所述的主题，其特征在于，高钛重矿渣砂需预润湿12h，使其达到饱和面干状态；其中，中砂粒径和粗砂粒径的含水率均为9％。
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