CN102180630A - 一种干粉砂浆及其实验和制备方法 - Google Patents

一种干粉砂浆及其实验和制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种干粉砂浆及其实验和制备方法，包括水，水泥和砂，还包括风碎钢渣和钢渣微粉，所述风碎钢渣与所述砂共同构成细骨料，所述钢渣微粉与水泥共同构成胶凝材料，以黄砂为细集料配制基准砂浆：用黄砂做细集料按照国家标准配制砌筑砂浆，测定其各项性能指标；用粒径4mm以下的风碎钢渣代替部分黄砂做细集料，找出最佳代替比例：以砌筑砂浆为实验对象进行干粉砂浆实验，用粒径4mm以下的风碎钢渣代替50％、60％等不同比例的细集料，确定最佳代替量；用钢渣微粉按不同比例代替水泥，进行交叉试验，最终得到风碎钢渣和钢渣微粉的最合适掺入比例。

Description

一种干粉砂浆及其实验和制备方法
技术领域
本发明涉及冶金资源综合利用，具体涉及一种干粉砂浆及其实验和制备方法。
背景技术
马钢拥有一条具有“马钢自主知识产权的风碎钢渣处理系统”，其生产量占总钢渣量的40％以上。目前，马钢对于转炉风碎钢渣的综合利用方式主要是返回烧结，但由于其中的P元素在烧结到炼钢工艺循环过程中会不断富集，影响炼钢生产，限制了风碎钢渣返回烧结的配入比例，目前返回比例为1～2％。马钢风碎钢渣具有结构密实、硬度大、颗粒小等物理特性，其粒径主要集中在0.6mm-1.18mm和1.18mm-2.36mm。而且，风碎钢渣化学成分相对稳定、游离氧化钙含量低、安定性好。
申请号为200610027153.0的专利《一种钢渣砂干粉砂浆及其生产工艺》描述了一种主要由水泥、黄砂或加入少量外掺剂混合而成，其中以钢渣砂部分或全部代替黄砂的干粉砂浆配制及生产工艺。
申请号为200810195807.X的专利《干粉砂浆及其制备方法》描述了一种建筑用干粉砂浆的组合物，特别是一种可以广泛运用于建筑行业内的砌筑、抹灰和地面的高强度建筑干粉砂浆。
申请号为201010160356.3的专利《干粉砂浆》描述了一种由水泥、粉煤灰、黄砂、砂浆稠化粉和外加剂混合而成的干粉砂浆。
申请号为200910074497.0的专利《一种尾矿干粉砂浆》描述了一种由铜尾矿砂或铁尾矿砂、河砂、少熟料硅酸盐水泥、保水增稠剂等混合制成的干粉砂浆。
申请号为200810018337.X的专利《水渣轻集料保温砌筑干粉砂浆及其生产方法》描述了一种由普通硅酸盐水泥，水淬高炉矿渣，膨胀珍珠岩，膨润土，十二烷基本磺酸钠，砂浆抗裂减缩外掺剂组成的干粉砂浆。
申请号为200810156406.3的专利《石灰干粉砂浆》描述了一种主要由水泥、黄砂、粉煤灰、石灰或砂浆稠化粉制成的干粉砂浆。
经上述检索，目前干粉砂浆配制方法及其工艺很多，其中也有利用钢渣砂、尾矿砂、高炉水淬渣等为原料配制干粉砂浆的案例，但以风碎钢渣为原料配制干粉砂浆在国内尚无先例。
发明内容
本发明的目的在于提供一种干粉砂浆及其实验和制备方法，以风碎钢渣为原料配制干粉砂浆，提高其综合利用的附加值，同时创造出一定的社会效益。
具体技术方案如下：
一种干粉砂浆，包括水，水泥和砂，还包括风碎钢渣和钢渣微粉，所述风碎钢渣与所述砂共同构成细骨料，所述钢渣微粉与水泥共同构成胶凝材料。
进一步地，还包括粉煤灰，且所述砂选用黄砂。
进一步地，上述组分的配比按照质量比为水∶水泥∶粉煤灰∶钢渣微粉∶钢渣∶黄砂＝1.12∶1∶0.11∶0.63∶3.07∶4.60。
进一步地，所述水泥为42.5#普通硅酸盐水泥；所述风碎钢渣的粒径选取为0.6mm-1.18mm和1.18mm-2.36mm，其堆积密度2010kg/m3、粒径＜4mm、细度模数2.46；所述钢渣微粉的比表面积为400m2/kg；所述黄砂的堆积密度为1450kg/m3、粒径＜4mm、细度模数2.06。
上述干粉砂浆的试验方法，采用如下步骤：
(1)以黄砂为细集料配制基准砂浆：用黄砂做细集料按照国家标准配制砌筑砂浆，测定其各项性能指标；
(2)用粒径4mm以下的风碎钢渣代替部分黄砂做细集料，找出最佳代替比例：以砌筑砂浆为实验对象进行干粉砂浆实验，用粒径4mm以下的风碎钢渣代替50％、60％等不同比例的细集料，确定最佳代替量；
(3)用钢渣微粉按不同比例代替水泥，进行交叉试验，最终得到风碎钢渣和钢渣微粉的最合适掺入比例。
进一步地，还包括步骤(4)：选取常用的外加剂以提高砂浆各方面性能指标。
进一步地，对干粉砂浆的不同组分和配比的工作性能以及抗压强度进行测试。
进一步地，所述测试选取干粉砂浆强度等级为M10，干粉砂浆配合比设计参照JGJ98-2000《砌筑砂浆配合比设计规程》，其性能检测参照JGJ70-1990《建筑砂浆基本性能实验方法》。
上述干粉砂浆的制备方法，进一步地，采用如权利要求5-8的实验方法确定的风碎钢渣和钢渣微粉的掺入配比进行制备。
进一步地，所述掺入配比可以使制备得到的砌筑干粉砂浆的稠度30-90mm，分层度不大于30mm，水泥混合砂浆拌合物的密度不小于1800kg/m3，且在2MPa的压力下进行3h压蒸安定性试验，无掉脚、脱落、裂痕等现象；且其压蒸后的抗压强度分别为：33.13MPa、36.09MPa、32.81MPa。
与目前现有技术相比，本发明为风碎钢渣拓展外部综合利用的新方法，提高了综合利用的附加值，同时创造出了巨大的社会效益。
具体实施方式
下面对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
风碎钢渣外表坚硬、结构密实、硬度大。其粒径4mm以下的粒径分布及细度模数如下：
Figure BDA0000051357010000031
根据风碎钢渣这一自身特点大掺量替代黄砂，并以钢渣微粉部分替代水泥配制生产砌筑干粉砂浆。砂浆配合比的确定参照JGJ98-2000《砌筑砂浆配合比设计规程》，其性能检测参照JGJ70-1990《建筑砂浆基本性能实验方法》。
试验内容主要有：
1)以黄砂为细集料配制基准砂浆。用黄砂做细集料按照国家标准配制砌筑砂浆，测定其各项性能指标。
2)用粒径4mm以下的风碎钢渣代替黄砂做细集料，找出最佳代替比例。以砌筑砂浆为实验对象进行干粉砂浆实验，用粒径4mm以下的风碎钢渣代替50％、60％等不同比例的细集料，确定最佳代替量。
3)用钢渣微粉按不同比例代替水泥，进行交叉试验。
4)选取合适的外加剂以提高砂浆各方面性能指标。
用风碎钢渣生产干粉砂浆，整体性能优异，技术上是完全可行的，而且市场前景较好，可大力推动冶金固体废弃物在本区域内的综合利用工作。
以风碎钢渣为主要原料配制生产干粉砂浆可提高钢渣的利用率和钢渣产品的附加值。拓展钢渣外部循环使用的渠道，生产出不同层次的钢渣产品。最大限度地利用钢渣，按每年可在本地区消纳钢渣1万吨(价20元/吨)，节约黄砂1万吨(价45元/吨)，年增值为25万元。
以风碎钢渣大掺量替代黄砂做细骨料、并以钢渣微粉部分替代水泥配制的砌筑干粉砂浆，其稠度、分层度、密度等性能均符合干粉砂浆性能指标要求，具有良好的抗压强度和安定性。跟以黄砂为细集料配制的砌筑干粉砂浆相比较，风碎钢渣砌筑干粉砂浆的强度有明显提高而且早期强度大。在掺入钢渣微粉以后的干粉砂浆强度更是有所提高。具体对比见下表：
Figure BDA0000051357010000041
在一个优选实施例中，试验原材料如下：
Figure BDA0000051357010000042
本实验选取干粉砂浆强度等级为M10，干粉砂浆配合比设计参照JGJ98-2000《砌筑砂浆配合比设计规程》，其性能检测参照JGJ70-1990《建筑砂浆基本性能实验方法》，具体实施情况见表1：干粉砂浆的配合比及工作性能
Figure BDA0000051357010000043
表2：干粉砂浆抗压强度
Figure BDA0000051357010000044
参照砌筑干粉砂浆的性能指标：稠度30～90mm，分层度不得大于30mm，水泥混合砂浆拌合物的密度不宜小于1800kg/m3，砌筑砂浆稠度、分层度、试配抗压强度必须同时符合要求。从以上表1表2可以看出，三种配方的砌筑干粉砂浆的稠度、分层度、密度及试配抗压强度均同时符合其性能指标要求，全部合格。另外，对以上三种试样在2MPa的压力下进行3h压蒸安定性试验，试验结果无掉脚、脱落、裂痕等现象，全部合格。其压蒸后的抗压强度分别为：33.13MPa、36.09MPa、32.81MPa。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种干粉砂浆，包括水，水泥和砂，其特征在于，还包括风碎钢渣和钢渣微粉，所述风碎钢渣与所述砂共同构成细骨料，所述钢渣微粉与水泥共同构成胶凝材料。
2.如权利要求1所述的干粉砂浆，其特征在于，还包括粉煤灰，且所述砂选用黄砂。
3.如权利要求1或2所述的干粉砂浆，其特征在于，上述组分的配比按照质量比为水∶水泥∶粉煤灰∶钢渣微粉∶钢渣∶黄砂＝1.12∶1∶0.11∶0.63∶3.07∶4.60。
4.如权利要求1-3中任一项所述的干粉砂浆，其特征在于，所述水泥为42.5#普通硅酸盐水泥；所述风碎钢渣的粒径选取为0.6mm-1.18mm和1.18mm-2.36mm，其堆积密度2010kg/m3、粒径＜4mm、细度模数2.46；所述钢渣微粉的比表面积为400m2/kg；所述黄砂的堆积密度为1450kg/m3、粒径＜4mm、细度模数2.06。
5.如权利要求1-4所述干粉砂浆的试验方法，其特征在于，采用如下步骤：
(1)以黄砂为细集料配制基准砂浆：用黄砂做细集料按照国家标准配制砌筑砂浆，测定其各项性能指标；
(2)用粒径4mm以下的风碎钢渣代替部分黄砂做细集料，找出最佳代替比例：以砌筑砂浆为实验对象进行干粉砂浆实验，用粒径4mm以下的风碎钢渣代替50％、60％等不同比例的细集料，确定最佳代替量；
(3)用钢渣微粉按不同比例代替水泥，进行交叉试验，最终得到风碎钢渣和钢渣微粉的最合适掺入比例。
6.如权利要求5所述干粉砂浆的试验方法，其特征在于，还包括步骤(4)：选取常用的外加剂以提高砂浆各方面性能指标。
7.如权利要求5或6或所述干粉砂浆的试验方法，其特征在于，对干粉砂浆的不同组分和配比的工作性能以及抗压强度进行测试。
8.如权利要求7所述干粉砂浆的试验方法，其特征在于，所述测试选取干粉砂浆强度等级为M10，干粉砂浆配合比设计参照JGJ98-2000《砌筑砂浆配合比设计规程》，其性能检测参照JGJ70-1990《建筑砂浆基本性能实验方法》。
9.如权利要求1-4所述干粉砂浆的制备方法，其特征在于，采用如权利要求5-8的实验方法确定的风碎钢渣和钢渣微粉的掺入配比进行制备。
10.如权利要求9所述的干粉砂浆的制备方法，其特征在于，所述掺入配比可以使制备得到的砌筑干粉砂浆的稠度30-90mm，分层度不大于30mm，水泥混合砂浆拌合物的密度不小于1800kg/m3，且在2MPa的压力下进行3h压蒸安定性试验，无掉脚、脱落、裂痕等现象；且其压蒸后的抗压强度分别为：33.13MPa、36.09MPa、32.81MPa。
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