CN102329113B - 一种复高钛重矿渣路面混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复高钛重矿渣路面混凝土及其制备方法，属于混凝土领域。本发明提供了利用高钛重矿渣集料制备抗折强度高的复高钛重矿渣路面混凝土，按每立方米混凝土计，其原料组成为：水泥300～340kg，高钛重矿渣渣砂630～710kg，高钛重矿渣渣石1200～1300kg，水160～175kg，高钛重矿渣复合微粉55-95kg。本发明还提供了上述路面混凝土的制备方法，将上述原料按照上述配比以高钛重矿渣渣石→水泥和高钛重矿渣复合微粉→高钛重矿渣砂→水的加料顺序混合。本发明得到复高钛路面混凝土的抗折强度为：7d-6.16-6.38MPa、28d-7.5-7.68MPa。
Description
技术领域
本发明涉及一种复高钛重矿渣路面混凝土及其制备方法，属于混凝土领域。
背景技术
高钛重矿渣是攀钢普通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一种具有一定强度的致密矿渣。与普通高炉渣比，攀钢高炉渣中二氧化钛(TiO2)含量高达20％～24％，氧化钙含量较低，即该原料生产的水渣属于非活性材料，因此，攀钢至今有5500多万吨的高钛重矿渣未被利用，它占地数千亩，而且每年还以300万吨的排渣量增加，攀钢已面临着无处排渣的局面。另一方面，攀枝花市每年需消耗大量碎石、砂，过度地开发破坏了自然植被，造成水土流失。高钛重矿渣能否被综合利用，不仅影响到攀钢、攀枝花社会经济的可持续发展，而且对节约自然资源，降低工程成本，保护长江上游生态环境等均具有重要的意义。
对于高钛重矿渣的开发利用，有两种不同的技术路线，既提钛利用和不提钛利用。对于提钛利用，虽然是实现高钛重矿渣价值的最理想目标，但由于目前技术制约，利用成本高昂，对高炉渣的消耗也极为有限，因此要解决目前攀钢矿渣大量堆积，占用土地、污染环境的现实问题，当务之急还必须走不提钛利用高钛重矿渣作建筑材料的途径。
目前不提钛利用高汰重矿渣作建筑材料的途径主要是用于房屋建筑和道路工程中，现有技术也有相关报道。如“高钛重矿渣产品在公路路面中的应用研究”(叶正权，西南公路，2006(2)：p54-58)一文中研究了高钛重矿渣渣碎石、高钛重矿渣渣砂、高钛重矿渣复合微粉、减水剂在路面层中的应用，研究确定了强度等级为4-6Mpa的路面混凝土配合比，指出当全部以高钛重矿渣产品做路面混凝土骨料，应用于四川省道310线路(理坪)福(田)公路中，其设计配合比为：水190kg、水泥280kg、复合微粉120kg、矿渣碎石1228kg、渣砂722kg(以上为每m3砼材料所需用量)；所得混凝土抗折强度为5Mpa，坍落度1～3cm，抗折强度为：7d-5.07Mpa、28d-6.45Mpa。
本发明在利用高钛重矿渣制备路面用混凝土方面作了大量的研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用高钛重矿渣集料制备的抗折强度高的复高钛重矿渣路面混凝土，其抗折强度为：7d-6.16-6.38Mpa、28d-7.5-7.68Mpa。
本发明的技术方案：
一种复高钛重矿渣路面混凝土，按每立方米混凝土计，其原料组成为：水泥300～340kg，高钛重矿渣渣砂630～710kg，高钛重矿渣渣石1200～1300kg，水160～175kg，高钛重矿渣复合微粉55-95kg。
高钛重矿渣矿物组成如下：钛辉石50-65％，富钛深绿辉石10-25％，钙钛矿10-25％，其矿物组成均为体积安定性优良的矿物，这表明高钛重矿渣具有良好的稳定性。高炉重矿渣经破碎、筛分后可以得到各种粒径的矿渣碎石、渣砂。高钛渣复合微粉是将粒化高钛渣、钢渣、粉煤灰等通过球磨、振动磨磨细以后复配而成制的矿渣微粉，简称复合微粉。复高钛重矿渣路面混凝土，即以高钛重矿渣碎石、高钛重矿渣渣砂、高钛重矿渣复合微粉等原料复合形成的路面用混凝土。
优选的，上述复高钛重矿渣路面混凝土，按每立方米混凝土计，其原料组成为：水泥301～324kg，高钛重矿渣渣砂630～655kg，高钛重矿渣渣石1270～1290kg，水170kg，高钛重矿渣复合微粉80-89kg。
更优选的，上述复高钛重矿渣路面混凝土，按每立方米混凝土计，其原料组成为：水泥324kg，高钛重矿渣渣砂635kg，高钛重矿渣渣石1290kg，水170kg，高钛重矿渣复合微粉81kg。
本发明还提供了上述复高钛重矿渣路面混凝土的制备方法，具体包括：按照高钛重矿渣渣石、水泥和高钛重矿渣复合微粉、高钛重矿渣渣砂、水的顺序投料到搅拌机搅拌而成，所述水泥、高钛重矿渣渣砂、高钛重矿渣渣石、水、高钛重矿渣复合微粉按每立方米混凝土原料配比为：水泥300～340kg、高钛重矿渣渣砂630～710kg、高钛重矿渣渣石1200～1300kg、水160～175kg、高钛重矿渣复合微粉55-95kg；其中，水泥和高钛重矿渣复合微粉混合后一起投料；且投料前所述高钛重矿渣石含水率在4-5％、高钛重矿渣砂含水率在9-11％。
优选的，上述复高钛重矿渣路面混凝土的制备方法中，所述高钛重矿渣渣石含水率在5％、高钛重矿渣渣砂含水率在10％。
由于高钛渣砂、石表面粗糙、内部孔隙大而多，其比表面积较大，需水量也相应增大。因此在拌制复高钛重矿渣路面混凝土前应先将高钛渣砂、石充分湿润(含水率分别以10％、5％为宜)，以利于水泥充分水化、降低混凝土坍落度经时损失。此外，在混凝土中加入适量高钛重矿渣复合微粉也有利于增加复高钛重矿渣路面混凝土的浆体总量，以更好的包裹粗骨料从而形成紧密的骨架结构，减少泌水现象的发生，也能改善混凝土拌合物性能，提高其施工可操作性。
本发明的有益效果：
采用本发明配比及其方法配制得到的复高钛重矿渣路面混凝土材料与传统用路面混凝土材料相比，具有以下优点：
一、在相同材料(粗细集料除外)、相同强度等级、相同坍落度及工作性能的情况下，本发明复高钛重矿渣路面混凝土与天然砂石配制的普通混凝土相比，拌合物密度要小50～80kg/m3左右，砂率要增大6％左右，用水量增加50～60kg/m3左右，每立方混凝土水泥用量基本保持不变，可有效减轻混凝土自重，对工程建设有很重要的意义；
二、本发明复高钛路面混凝土的抗折强度为：7d-6.16-6.38Mpa、28d-7.5-7.68Mpa；完全可以满足《公路水泥混凝土施工规范》JTGJ12-2003的要求，且比普通混凝土弯拉强度有较大提高；
三、由于其表面粗糙，混凝土界面结构良好，经久耐磨，适合用作重型、特重型道路路面混凝土；
四、本发明将高钛重矿渣应用于路面混凝土材料，解决攀钢矿渣过量堆积问题，在节约自然资源、降低工程成本、保护长江上游生态环境等具有重要的意义，为工程应用提供有益的参考。
具体实施方式
以下通过具体实施例的形式对本发明做进一步详述，但不应理解为是对本发明的限制。
实施例：
采用下表中所述的实施例1、2、3、4的原料比得到复高钛重矿渣路面混凝土，具体原料配比见表1，其他控制因素见表2，实施例1、2、3、4得到的复高钛重矿渣混凝土具体性能如表3示。
本发明实施例中制备高钛重矿渣路面混凝土的具体方法为：
A先将高钛重矿渣渣砂、高钛重矿渣渣石预湿水处理，使得高钛重矿渣渣石含水率在5％、高钛重矿渣渣砂含水率在10％为宜；
B根据所得到的每立方米混凝土原料配比，确定每盘各种材料用量，每盘称量的偏差应符合GB50204《混凝土结构工程施工质量验收规范》的规定；
C搅拌时投料顺序为：高钛重矿渣渣石→水泥和高钛重矿渣复合微粉(一并加入)→高钛重矿渣砂→水；
D出料得到复高钛重矿渣路面混凝土。
其中，表3中，砂率：是混凝土中“砂”的质量与“砂和石”总质量之比；水胶比：是每立方米混凝土用水量与所有胶凝材料用量的比值；复合微粉取代率：是指用磨细复高钛重矿渣作复合微粉代替部分水泥用量的比率。
表1原料配比
表2影响因素
表3高钛重矿渣路面混凝土性能
| 实施例 | 坍落度(mm) | 弯拉强度7d(MPa) | 弯拉强度28d(MPa) |
| 1 | 45 | 6.20 | 7.50 |
| 2 | 30 | 6.16 | 7.65 |
| 3 | 20 | 6.38 | 7.58 |
| 4 | 10 | 6.27 | 7.68 |
Claims (4)
1.复高钛重矿渣路面混凝土的制备方法，其特征在于，按照高钛重矿渣渣石、水泥和高钛重矿渣复合微粉、高钛重矿渣渣砂、水的顺序投料到搅拌机搅拌而成，所述水泥、高钛重矿渣渣砂、高钛重矿渣渣石、水、高钛重矿渣复合微粉按每立方米混凝土原料配比为：水泥300~340kg、高钛重矿渣渣砂630~710kg、高钛重矿渣渣石1200~1300kg、水160~175kg、高钛重矿渣复合微粉55-95kg；其中，水泥和高钛重矿渣复合微粉混合后一起投料；且投料前所述高钛重矿渣渣石含水率在4-5%、高钛重矿渣渣砂含水率在9-11%。
2.根据权利要求1所述的复高钛重矿渣路面混凝土的制备方法，其特征在于，按每立方米混凝土计，其原料组成为：水泥301~324kg，高钛重矿渣渣砂630~655kg，高钛重矿渣渣石1270~1290kg，水170kg，高钛重矿渣复合微粉80-89kg。
3.权利要求2所述的复高钛重矿渣路面混凝土的制备方法，其特征在于，按每立方米混凝土计，其原料组成为：水泥324kg，高钛重矿渣渣砂635kg，高钛重矿渣渣石1290kg，水170kg，高钛重矿渣复合微粉81kg。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高钛重矿渣路面混凝土的制备方法，其特征在于，所述高钛重矿渣渣石含水率在5%、高钛重矿渣渣砂含水率在10%。
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