CN102491717B - 具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土及其制备方法 - Google Patents

具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于建筑材料领域,具体涉及一种具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土及其制备方法。具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土,其特征在于它包括工业副产石膏、钢渣粉、矿渣粉、硅酸盐类水泥、砂子、石子和聚羧酸类外加剂,各原料所占质量份数为:工业副产石膏5.51~10.26份、钢渣粉0.10~1.10份、矿渣粉7.60~11.40份、硅酸盐类水泥0.00~0.90份、砂子27.00~32.00份、石子42.96~47.96份、聚羧酸类外加剂0.03~0.30份;本发明制备的石膏基混凝土抗起砂和抗碳化性能好,该方法工艺简单、成本低。

Description

具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于建筑材料领域,具体涉及一种具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土及其制备方法。
背景技术
[0002] 石膏资源丰富,特别是工业副产石膏,如磷石膏、脱硫石膏和氟石膏等,目前还得不到有效地利用,这不仅造成资源浪费,还造成环境污染。例如,磷石膏是磷化工企业的工业废渣,我国每年排放量已超过5000万吨,累计堆积磷石膏已超过2亿吨,目前利用率只有20%左右,大量堆积不但占用了大量土地,而且对环境造成严重污染,甚至构成安全隐患,加快对磷石膏的资源化利用已经刻不容缓。氟石膏是氟化钙用硫酸处理制取氢氟酸后残存的渣子再用石灰中和过量的硫酸所得的废渣,主要成分是二水石膏。此外,随着电厂和一些燃煤企业强制脱硫,我国近年来脱硫石膏年产生量已经达到1000万吨。目前,脱硫石膏利用率仅为7%左右,脱硫石膏作为环保副产品逐渐衍变成一种固体废弃物污染,急需解决。
[0003] 矿渣是钢铁厂排出的工业废渣,资源丰富、价格低廉。其主要的化学成分是:二氧化娃(SiO2)、三氧化二招(Al2O3)、氧化韩(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化猛(MnO)、氧化铁(FeO)等。目前主要用作水泥的混合材,掺量一般在20%〜50% (质量百分比),主要目的是为了降低水泥生产成本。
[0004] 钢渣是炼钢过程中产生的废渣,数量约为钢产量的15%〜20%,是仅次于高炉水渣之后的大宗冶金废渣,目前利用率仅约为10%,还无法进行有效利用。每年除用于对少量工程回填地基外,绝大部分都弃之钢铁厂周边。几十年来,已堆积成山,有的绵延10多公里,不仅侵占了大批土地良田,并造成了对空气、水质等的二次污染,严重地破坏了环境,给周边地区带来生态灾难。
[0005] “一种矿渣硫酸盐水泥及其制备方法”(专利号:ZL200810197319.2)给出了以磷石膏(或脱硫石膏或氟石膏)为主要原料制造矿渣硫酸盐水泥的方法,是由矿渣、石膏、石灰石和外加剂原料混合而成,各原料所占质量百分数为:矿渣20%〜75%,石膏20%〜70%,石灰石0.01%〜40%,外加剂0.01%〜10%。所述的外加剂为:硅酸盐水泥熟料、石灰、钢渣、氢氧化钙、强碱、强碱盐中的任意一种或任意二种以上的混合,任意二种以上混合时为任意配比。该发明可以大量利用工业副产石膏及工业废渣,工艺简单、成本低、能耗少、有利于环保。但是,该发明制造的水泥起砂和碳化性能较差,施工后水泥混凝土表面容易与空气中的二氧化碳反应而碳化,使混凝土表面强度降低,影响耐久性;而且,混凝土表面容易起砂,使混凝土表面砂粒脱落,影响混凝土的美观。此外,该发明还必须将磷石膏、脱硫石膏、氟石膏等石膏烘干并磨成粉体,需要耗费大量能源并增加生产成本。
发明内容
[0006]本发明的目的在于提供一种抗起砂和抗碳化性能好的石膏基混凝土及其制备方法,该方法工艺简单、成本低。[0007] 为了实现上述目的,本发明的技术方案是:具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土,其特征在于它包括工业副产石膏、钢渣粉、矿渣粉、硅酸盐类水泥、砂子、石子和聚羧酸类外加剂组成,各原料所占质量份数为:工业副产石膏5.51〜10.26份、钢渣粉0.10〜1.10份、矿渣粉7.60〜11.40份、硅酸盐类水泥0.00〜0.90份、砂子27.00〜32.00份、石子42.96〜47.96份、聚羧酸类外加剂0.03〜0.30份。
[0008] 各原料所占质量份数最佳为:工业副产石膏7.70〜9.41份,钢渣粉0.17〜0.21份,矿渣粉8.55〜10.45份,硅酸盐类水泥0.68〜0.83份,砂子28.00〜31.00份,石子44.96〜45.96份,聚羧酸类外加剂0.21〜0.26份。
[0009] 上述具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土的制备方法(方法之一),其特征在于它包括如下步骤:
[0010] 1)将矿洛、钢洛分别烘干粉磨至比表面积大于280m2/kg(最佳400m2/kg〜600m2/kg),得到矿渣粉和钢渣粉,备用;
·[0011] 2)按各原料所占质量份数为:工业副产石膏5.51〜10.26份、钢渣粉0.10〜1.10份、矿渣粉7.60〜11.40份、硅酸盐类水泥0.00〜0.90份、砂子27.00〜32.00份、石子42.96〜47.96份、聚羧·酸类外加剂0.03〜0.30份,选取工业副产石膏、钢渣粉、矿渣粉、硅酸盐类水泥、砂子、石子和聚羧酸类外加剂,备用;选取水,备用;
[0012] 3)将工业副产石膏与钢渣粉及聚羧酸类外加剂,外加工业副产石膏和钢渣粉总质量45〜55%的水(包括工业副产石膏中的自由水)搅拌成石膏钢渣浆,在不停的搅拌下放置(陈化)1〜72小时,然后再与矿渣粉、硅酸盐类水泥、砂子、石子、水(水的加入量根据混凝土坍落度的要求确定,坍落度一般控制在80〜230mm之间)搅拌,得到石膏基混凝土。
[0013] 上述具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土的制备方法(方法之二),其特征在于它包括如下步骤:
[0014] I)将矿洛、钢洛分别烘干粉磨至比表面积大于280m2/kg(最佳400m2/kg〜600m2/kg),得到矿渣粉和钢渣粉,备用;
[0015] 2)按各原料所占质量份数为:工业副产石膏5.51〜10.26份、钢渣粉0.10〜1.10份、矿渣粉7.60〜11.40份、硅酸盐类水泥0.00〜0.90份、砂子27.00〜32.00份、石子42.96〜47.96份、聚羧酸类外加剂0.03〜0.30份,选取工业副产石膏、钢渣粉、矿渣粉、硅酸盐类水泥、砂子、石子和聚羧酸类外加剂,备用;选取水,备用;
[0016] 3)将工业副产石膏与钢渣粉,外加工业副产石膏和钢渣粉总质量45〜55%的水(包括工业副产石膏中的自由水)搅拌成石膏钢渣浆,在不停的搅拌下放置(陈化)I〜72小时,然后再与矿渣粉、硅酸盐类水泥、砂子、石子及聚羧酸类外加剂,以及水(水的加入量根据混凝土坍落度的要求确定,坍落度一般控制在80〜230mm之间)搅拌,得到石膏基混凝土。
[0017] 上述具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土的制备方法(方法之三),其特征在于它包括如下步骤:
[0018] I)将矿洛、钢洛分别烘干粉磨至比表面积大于280m2/kg(最佳400m2/kg〜600m2/kg),得到矿渣粉和钢渣粉,备用;
[0019] 2)按各原料所占质量份数为:工业副产石膏5.51〜10.26份、钢渣粉0.10〜1.10份、矿渣粉7.60〜11.40份、硅酸盐类水泥0.00〜0.90份、砂子27.00〜32.00份、石子42.96〜47.96份、聚羧酸类外加剂0.03〜0.30份,选取工业副产石膏、钢渣粉、矿渣粉、硅酸盐类水泥、砂子、石子和聚羧酸类外加剂,备用;选取水,备用;
[0020] 3)将工业副产石膏与钢渣粉,以及聚羧酸类外加剂总质量I〜99%的聚羧酸类外加剂,外加工业副产石膏和钢渣粉总质量45〜55%的水(包括工业副产石膏中的自由水)搅拌成石膏钢渣浆,在不停的搅拌下放置(陈化)I〜72小时,然后再与矿渣粉、硅酸盐类水泥、砂子、石子及剩余的聚羧酸类外加剂,以及水(水的加入量根据混凝土坍落度的要求确定,坍落度一般控制在80〜230mm之间)搅拌,得到石膏基混凝土。
[0021] 所述的工业副产石膏为磷石膏、脱硫石膏或氟石膏。磷石膏为磷化工企业的副产品,主要成分为二水石膏(CaSO4.2H20);脱硫石膏是火力发电厂烟气脱硫时由SO2和CaCO3反应生成的一种工业副产石膏,主要成分为二水石膏(CaSO4.2Η20);氟石膏是氟化钙用硫酸处理制取氢氟酸后残存的渣子再用石灰中和过量的硫酸所得的废渣,主要成分是二水石膏(CaSO4.2Η20)。
[0022] 所述的钢渣为:炼钢厂排出的工业废渣;其主要的化学成分是:二氧化硅(SiO2)、三氧化二招(Al2O3)、氧化韩(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化猛(MnO)、氧化铁(FeO)等。
[0023] 所述的矿渣为:钢铁厂排出的高炉矿渣;其主要的化学成分是:二氧化硅(SiO2)、三氧化二招(Al2O3)、氧化韩(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化猛(MnO)、氧化铁(FeO)等。
[0024] 所述的硅酸盐类水泥为:市售的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥或石灰石硅酸盐水泥,主要成分为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙、石膏及混合材,强度等级为32.5,32.5R、42.5、42.5R、52.5,52.5R、62.5 和 62.5R 八个强度等级。
[0025] 所述砂子为:市售的通常用于配制水泥混凝土用的砂子。
`[0026] 所述石子为:市售的通常用于配制水泥混凝土用的石子。
[0027] 所述的聚羧酸类外加剂为:市售的以聚羧酸为主要成分的混凝土外加剂,如BASF聚羧酸型减水剂、PCA® (II)聚羧酸高效减水剂、联合聚羧酸减水剂等中的任意一种或任意二种按任意配比的混合物。
[0028] 所述的原料还包括蔡系闻效水泥减水剂,蔡系闻效水泥减水剂所占质量份数为:
0.21 份。
[0029] 按上述方法制备得到的石膏基混凝土,可以发生一系列的水化反应,即具备了水硬性。在此石膏基混凝土中,砂子、石子起骨架作用,工业副产石膏(磷石膏或脱硫石膏或氟石膏)、矿渣、钢渣、聚羧酸类外加剂共同组成了胶凝材料,起胶结砂石的作用。实验表明,在工业副产石膏(磷石膏或脱硫石膏或氟石膏)颗粒表面和颗粒之间形成了大量针状的水化硫铝酸钙和无定型的水化硅酸钙矿物,产生了较高的强度,起了胶凝材料的作用;在此胶凝材料中,一部分工业副产石膏(磷石膏或脱硫石膏或氟石膏)起了骨架的作用(本发明的石膏量相对于矿渣、钢渣而言有剩余,即有部分石膏没有全部反应完),一部分工业副产石膏(磷石膏或脱硫石膏或氟石膏)参与了化学反应,形成了一系列新的水化产物。用上述方法制备所得的石膏基混凝土,安定性合格,既有一定的早期强度,又有相当高的后期强度,可以配制出C30、C40、C50等级的混凝土,适应于作为一般建筑材料、墙体材料及道路材料使用。
[0030] 本发明中,在工业副产石膏(磷石膏或脱硫石膏或氟石膏)中加入钢渣粉制备石膏钢渣浆,目的是中和工业副产石膏(磷石膏或脱硫石膏或氟石膏)中的酸性物质,使用工业副产石膏(磷石膏或脱硫石膏或氟石膏)配制的石膏基混凝土的早期强度提高。
[0031] 聚羧酸类外加剂是常用的水泥混凝土减水剂,本发明中使用聚羧酸类外加剂除了也能起到减水、提高混凝土流动度的作用外,更主要的是聚羧酸可以与本发明的石膏基混凝土中的钙离子反应形成聚羧酸钙,并能富集在石膏基混凝土表面,提高石膏基混凝土的表面强度和致密度,显著改善石膏基混凝土的抗起砂和抗碳化性能。聚羧酸类外加剂可以在搅拌石膏钢渣浆时加入(即方法之一),也可在搅拌石膏基混凝土时加入(即方法之
二),或者在搅拌石膏钢渣浆时加入部分,在搅拌石膏基混凝土时再加入部分(即方法之三)。
[0032] 本发明人多年来一直从事石膏基水泥及其混凝土的研究与开发工作,在大量的实验数据的基础上,对于如何提高石膏基混凝土的抗起砂和抗碳化性能,以及如何进一步简化生产工艺、降低生产成本,进行了深入的研究。通过大量的对比实验,发现聚羧酸(聚羧酸类外加剂)可以显著提高石膏基混凝土的抗起砂和抗碳化性能。同时,发现按“一种矿渣硫酸盐水泥及其制备方法”(专利号:ZL200810197319.2),将磷石膏 (或脱硫石膏或氟石膏)、钢渣、矿渣、熟料分别烘干(熟料不用烘干)并磨成粉体,再配制成水泥,所得水泥的早期强度较低。主要是由于工业副产石膏(磷石膏、脱硫石膏、氟石膏)中含有一些可溶性的酸性物质,会使水泥的早期强度下降。如果将钢渣粉与未烘干的工业副产石膏(磷石膏、脱硫石膏、氟石膏)按一定的配比加水搅拌成石膏钢渣浆体,并陈化一定时间,钢渣中的活性钙会与工业副产石膏(磷石膏、脱硫石膏、氟石膏)中的这些酸性物质产生反应,可有效提高石膏基水泥的早期强度。此外,由于钢渣中活性铝含量很低,与工业副产石膏(磷石膏、脱硫石膏、氟石膏)混合不会形成水化硫铝酸钙类水化产物,而且将工业副产石膏(磷石膏、脱硫石膏、氟石膏)与钢渣直接搅拌成浆体,再加矿渣粉、硅酸盐水泥、砂子、石子、聚羧酸类外加剂直接搅拌成混凝土,可减少磷石膏、脱硫石膏、氟石膏等工业副产石膏烘干、粉磨等工序,节省能源,降低生产成本。
[0033] 本发明的有益效果是:
[0034] I)、所制备的石膏基混凝土具有水硬性的抗起砂和抗碳化性能好的特点。
[0035] 2)、所制备的石膏基混凝土既有一定的早期强度,又有相当高的后期强度,具有和易性好、施工使用方便等特点。
[0036] 3)、主要原料是工业副产石膏(磷石膏或脱硫石膏或氟石膏)和矿渣及钢渣等工业废渣,工业副产石膏不需要烘干(能耗少),工艺简单、成本低,不仅可以节省能源、避免排放大量二氧化碳;还可大量使用工业废渣,变废为宝,有益于节能降耗和环境保护,并显著降低建筑物或混凝土制品的造价。
具体实施方式
[0037] 为了更好地理解本发明,下面结合实例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例中所涉及物质比表面积数据均为采用气体吸附法测定。
[0038] 实施例1:
[0039] 将矿渣、钢渣分别烘干并粉磨成矿渣粉和钢渣粉,测得矿渣粉的比表面积为413.6m2/kg,钢渣粉的比表面积435.4m2/kg。然后将磷石膏与钢渣粉按7.94kg、0.16kg选取,外加磷石膏和钢渣粉总质量50%水(即4.05kg水,包括磷石膏中所含的自由水)搅拌均匀制得石膏钢渣浆。待石膏钢渣浆陈化到规定的时间后,将石膏钢渣浆与矿渣粉、硅酸盐水泥、砂子、石子、BASF、水(3.17kg)搅拌,制成石膏基混凝土,并检验石膏基混凝土的起砂量、各龄期强度及碳化14天后的强度,结果见表I所示。可见所配制的石膏基混凝土强度可达到C30等级,此外,石膏钢渣浆的陈化时间在I小时至72小时范围内,对所配制的石膏基混凝土的起砂量、各龄期强度及碳化后的强度影响不大。
[0040] 所述的矿渣为高炉矿渣;钢渣为炼钢厂的废渣;磷石膏为磷化工企业的副产品,主要成分为二水石膏(CaSO4.2H20);硅酸盐水泥为市售的P.1I 52.5硅酸盐水泥;BASF为市售的以聚羧酸为主要成分的水泥混凝土用外加剂;砂子和石子取自水泥混凝土搅拌站用于生产水泥混凝土用的砂子和石子。
[0041] 石膏基混凝土强度的检验按GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》标准进行(下同)。
[0042] 石膏基混凝土表面的起砂量检验方法为(下同):将制备好的石膏混凝土装入
7.07cmX7.07cmX7.07cm的立方型试模中成型,表面用直尺水平略向上倾斜刮平,然后放在标准养护箱(温度20°C,相对湿度90%),带模养护6天后脱模。脱模后的试块于60°C温度下烘干I天。将试块称重并记录,用塑料刷手工在试块表面刷100下(用力要均匀),然后再称重,计算重量损失,以此判断起砂性能好坏。每个试样成型5块,以5个试块的平均值作为检测结果。
[0043] 石膏基混凝土的抗碳化性能按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的碳化实验方法进行(下同)。
[0044] 表I石膏钢渣陈化时间对石膏基混凝土起砂、碳化和强度的影响
[0045]
Figure CN102491717BD00081
[0046] 表I说明本发明的抗起砂和抗碳化性能好。
[0047] 实施例2:
[0048] 将矿渣、钢渣分别烘干并粉磨成矿渣粉和钢渣粉,测得矿渣粉的比表面积为413.6m2/kg,钢渣粉的比表面积435.4m2/kg。然后,将磷石膏、钢渣粉、BASF、水(4.05kg)按表2的比例搅拌均匀制备石膏钢渣浆。陈化I小时后,再按表2的配比,与矿渣粉、硅酸盐水泥、砂子、石子、水、BASF搅拌,制成石膏基混凝土,并检验石膏基混凝土的起砂量、各龄期强度及碳化14天后的强度,结果见表2所示。
[0049] 可见所配制的石膏基混凝土强度可达到C30等级,BASF在制备石膏钢渣浆时加入有利于7天强度的提高,而28天强度和碳化14天后的强度相差不大。说明聚羧酸类外加剂在制备石膏钢渣浆时加入,有利于提高石膏基混凝土的早期强度。
[0050] 所述的矿渣为高炉矿渣;钢渣为炼钢厂的废渣;磷石膏为磷化工企业的副产品,主要成分为二水石膏(CaSO4.2H20);硅酸盐水泥为市售的P.1I 52.5硅酸盐水泥;BASF为市售的以聚羧酸为主要成分的水泥混凝土用外加剂;砂子和石子取自水泥混凝土搅拌站用于生产水泥混凝土用的砂子和石子。
[0051] 表2聚羧酸类外加剂在制备石膏钢渣浆时加入对石膏基混凝土起砂、碳化和强度的影响
[0052]
Figure CN102491717BD00091
[0053] 表2说明本发明的抗起砂和抗碳化性能好。
[0054] 实施例3:
[0055] 将矿渣、钢渣分别烘干并粉磨成矿渣粉和钢渣粉,测得矿渣粉的比表面积为413.6m2/kg,钢渣粉的比表面积435.4m2/kg。然后将磷石膏与钢渣粉按7.94kg、0.16kg选取,外加磷石膏和钢渣粉总质量50%水(即4.05kg水,包括磷石膏中所含的自由水)搅拌均匀制得石膏钢渣浆。陈化I小时后,将石膏钢渣浆与矿渣粉、硅酸盐水泥、砂子、石子、BASF、SLH-997、萘系高效水泥减水剂、水搅拌制成石膏基混凝土,并检验石膏基混凝土的起砂量、各龄期强度及碳化后的强度,结果见表3所示。可见掺BASF和SLH-997聚羧酸类外加剂的石膏基混凝土的起砂量最小,碳化14天后的强度也最高,说明使用聚羧酸类外加剂可显著提高石膏基混凝土的抗起砂性能和抗碳化性能。
[0056] 所述的矿渣为高炉矿渣;钢渣为炼钢厂的废渣;磷石膏为磷化工企业的副产品,主要成分为二水石膏(CaSO4.2H20);硅酸盐水泥为市售的P.1I 52.5硅酸盐水泥;BASF外加剂(德国巴斯夫武汉公司、RHE0PLUS26(LC))和PCA® (H)聚羧酸高效减水剂(江苏博特新材料有限公司生产厂家)为市售的以聚羧酸为主要成分的水泥混凝土用外加剂;萘系高效水泥减水剂为市售的水泥混凝土用外加剂(江苏博特新材料有限公司、SBTJM-A);砂子和石子取自水泥混凝土搅拌站用于生产水泥混凝土用的砂子和石子。
[0057] 表3不同外加剂对石膏基混凝土起砂、碳化和强度的影响
[0058]
Figure CN102491717BD00101
[0059] 实施例4:
[0060] 将矿渣烘干并粉磨成矿渣粉,测得矿渣粉的比表面积为413.6m2/kg。将钢渣烘干并分别粉磨成不同细度的钢渣粉,测定其比表面积。然后将磷石膏与钢渣粉按7.94kg、
0.16kg选取,外加磷石膏和钢渣粉总质量50%水(即4.05kg水,包括磷石膏中所含的自由水)搅拌均匀制得石膏钢渣浆。
[0061] 陈化I小时后,将几个不同细度钢渣所制备的石膏钢渣浆分别与矿渣粉、硅酸盐水泥、砂子、石子、BASF、水搅拌制成石膏基混凝土,并检验石膏基混凝土的起砂量、各龄期强度及碳化后的强度,结果见表4所示。可见钢渣比表面积大于349m2/kg后,所制得的石膏基混凝土的性能相差不大。
[0062] 所述的矿渣为高炉矿渣;钢渣为炼钢厂的废渣;磷石膏为磷化工企业的副产品,主要成分为二水石膏(CaSO4.2H20);硅酸盐水泥为市售的P.1I 52.5硅酸盐水泥;BASF为市售的以聚羧酸为主要成分的水泥混凝土用外加剂;砂子和石子取自水泥混凝土搅拌站用于生产水泥混凝土用的砂子和石子。
[0063] 表4钢渣粉磨细度对石膏基混凝土起砂、碳化和强度的影响
[0064]
Figure CN102491717BD00102
[0065] 实施例5:
[0066] 将钢渣烘干并粉磨成钢渣粉,测得钢渣粉的比表面积为435.4m2/kg。将矿渣烘干并分别粉磨成不同细度的矿渣粉,测定其比表面积。然后将磷石膏与钢渣粉按7.94kg、
0.16kg选取,外加磷石膏和钢渣粉总质量50%水(即4.05kg水,包括磷石膏中所含的自由水)搅拌均匀制得石膏钢渣浆。
[0067] 陈化I小时后,分别与几个不同细度矿渣粉及硅酸盐水泥、砂子、石子、BASF、水搅拌制成石膏基混凝土,并检验石膏基混凝土的起砂量、各龄期强度及碳化后的强度,结果见表5所示。可见矿渣粉磨比表面积大小对石膏基混凝土的性能有显著的影响,提高矿渣粉磨比表面积可显著提高石膏基混凝土的强度及抗起砂和抗碳化性能。
[0068] 所述的矿渣为高炉矿渣;钢渣为炼钢厂的废渣;磷石膏为磷化工企业的副产品,主要成分为二水石膏(CaSO4.2H20);硅酸盐水泥为市售的P.1I 52.5硅酸盐水泥;BASF为市售的以聚羧酸为主要成分的水泥混凝土用外加剂;砂子和石子取自水泥混凝土搅拌站用于生产水泥混凝土用的砂子和石子。
[0069] 表5矿渣粉磨细度对石膏基混凝土起砂、碳化和强度的影响
[0070]
Figure CN102491717BD00111
[0071] 实施例6:
[0072] 将矿渣、钢渣分别烘干并粉磨成矿渣粉和钢渣粉,测得矿渣粉的比表面积为413.6m2/kg,钢渣粉的比表面积435.4m2/kg。然后将磷石膏、钢渣粉、BASF、水按一定的配比(见表6,石膏钢渣浆的配比)制备成石膏钢渣浆,陈化I小时后,将石膏钢渣浆与矿渣粉、硅酸盐水泥、砂子、石子、水搅拌制成各种配比的石膏基混凝土,并检验其起砂量、各龄期强度及碳化14天后的强度,结果见表6所示。
[0073] 所述的矿渣为高炉矿渣;钢渣为炼钢厂的废渣;磷石膏为磷化工企业的副产品,主要成分为二水石膏(CaSO4.2H20);硅酸盐水泥为市售的P.1I 52.5硅酸盐水泥;BASF为市售的以聚羧酸为主要成分的水泥混凝土用外加剂;砂子和石子取自水泥混凝土搅拌站用于生产水泥混凝土用的砂子和石子。
[0074] 表6不同配比对石膏基混凝土起砂、碳化和强度的影响
[0075]
Figure CN102491717BD00121
[0076] 实施例7:
[0077] 将矿渣、钢渣分别烘干并粉磨成矿渣粉和钢渣粉,测得矿渣粉的比表面积为413.6m2/kg,钢渣粉的比表面积435.4m2/kg。然后将磷石膏、脱硫石膏、氟石膏、钢渣粉、BASF、水按一定的配比(见表7,石膏钢渣浆的配比)制备成三种不同的钢渣石膏浆,陈化I小时后,分别将三种不同的石膏钢渣浆与矿渣粉、硅酸盐水泥、砂子、石子、水搅拌制成三种石膏基混凝土,并检验其起砂量、各龄期强度及碳化14天后的强度,结果见表7所示。可见三种工业副产石膏配制的石膏基混凝土性能相差不大。
[0078] 所述的矿渣为高炉矿渣;钢渣为炼钢厂的废渣;磷石膏为磷化工企业的副产品,主要成分为二水石膏(CaSO4.2H20);脱硫石膏是火力发电厂烟气脱硫时由SO2和CaCO3反应生成的一种工业副产石膏,主要成分为二水石膏(CaSO4.2Η20);氟石膏是氟化钙用硫酸处理制取氢氟酸后残存的渣子再用石灰中和过量的硫酸所得的废渣,主要成分是二水石膏(CaSO4.2Η20)。硅酸盐水泥为市售的P.1I 52.5硅酸盐水泥;BASF为市售的以聚羧酸为主要成分的水泥混凝土用外加剂;砂子和石子取自水泥混凝土搅拌站用于生产水泥混凝土用的砂子和石子。
[0079] 表7不同工业副产石膏对石膏基混凝土起砂、碳化和强度的影响
[0080]
Figure CN102491717BD00131
[0081] 本发明所列举的各原料都能实现本发明,以及各原料的上下限取值、区间值都能实现本发明;在此不一一列举 实施例。

Claims (7)

1.具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土,其特征在于它包括工业副产石膏、钢渣粉、矿渣粉、硅酸盐类水泥、砂子、石子和聚羧酸类外加剂,各原料所占质量份数为:工业副产石膏5.51〜10.26份、钢渣粉0.10〜1.10份、矿渣粉7.60〜11.40份、硅酸盐类水泥0.00〜0.90份、砂子27.00〜32.00份、石子42.96〜47.96份、聚羧酸类外加剂0.03〜0.30 份。
2.根据权利要求1所述的具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土,其特征在于:各原料所占质量份数为:工业副产石膏7.70〜9.41份,钢渣粉0.17〜0.21份,矿渣粉8.55〜10.05份,硅酸盐类水泥0.68〜0.83份,砂子28.00〜31.00份,石子44.96〜45.96份,聚羧酸类外加剂0.21〜0.26份。
3.根据权利要求1至2任意一项所述的具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土,其特征在于:所述的工业副产石膏为磷石膏、脱硫石膏或氟石膏。
4.根据权利要求1至2任意一项所述的具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土,其特征在于:所述的聚羧酸类外加剂为=BASF聚羧酸型减水剂、PCA® (II)聚羧酸高效减水剂、联合聚羧酸减水剂中的任意 一种或任意二种按任意配比的混合物。
5.一种制备权利要求1所述的具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土的方法,其特征在于它包括如下步骤: 1)将矿渣、钢渣分别烘干粉磨至比表面积大于280m2/kg,得到矿渣粉和钢渣粉,备用; 2)按各原料所占质量份数为:工业副产石膏5.51〜10.26份、钢渣粉0.10〜1.10份、矿渣粉7.60〜11.40份、硅酸盐类水泥0.00〜0.90份、砂子27.00〜32.00份、石子42.96〜47.96份、聚羧酸类外加剂0.03〜0.30份,选取工业副产石膏、钢渣粉、矿渣粉、硅酸盐类水泥、砂子、石子和聚羧酸类外加剂,备用; 3)将工业副产石膏与钢渣粉及聚羧酸类外加剂,外加工业副产石膏和钢渣粉总质量45〜55%的水搅拌成石膏钢渣浆,所述水包括工业副产石膏中的自由水,在不停的搅拌下放置I〜72小时,然后再与矿渣粉、硅酸盐类水泥、砂子、石子,以及根据混凝土坍落度的要求确定的水搅拌,得到石膏基混凝土。
6.一种制备权利要求1所述的具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土的方法,其特征在于它包括如下步骤: 1)将矿渣、钢渣分别烘干粉磨至比表面积大于280m2/kg,得到矿渣粉和钢渣粉,备用; 2)按各原料所占质量份数为:工业副产石膏5.51〜10.26份、钢渣粉0.10〜1.10份、矿渣粉7.60〜11.40份、硅酸盐类水泥0.00〜0.90份、砂子27.00〜32.00份、石子42.96〜47.96份、聚羧酸类外加剂0.03〜0.30份,选取工业副产石膏、钢渣粉、矿渣粉、硅酸盐类水泥、砂子、石子和聚羧酸类外加剂,备用;选取水,备用; 3)将工业副产石膏与钢渣粉,外加工业副产石膏和钢渣粉总质量45〜55%的水搅拌成石膏钢渣浆,所述水包括工业副产石膏中的自由水,在不停的搅拌下放置I〜72小时,然后再与矿渣粉、硅酸盐类水泥、砂子、石子及聚羧酸类外加剂,以及根据混凝土坍落度的要求确定的水搅拌,得到石膏基混凝土。
7.一种制备权利要求1所述的具有抗起砂和抗碳化性能的石膏基混凝土的方法,其特征在于它包括如下步骤: I)将矿渣、钢渣分别烘干粉磨至比表面积大于280m2/kg,得到矿渣粉和钢渣粉,备用;2)按各原料所占质量份数为:工业副产石膏5.51〜10.26份、钢渣粉0.10〜1.10份、矿渣粉7.60〜11.40份、硅酸盐类水泥0.00〜0.90份、砂子27.00〜32.00份、石子。42.96〜47.96份、聚羧酸类外加剂0.03〜0.30份,选取工业副产石膏、钢渣粉、矿渣粉、硅酸盐类水泥、砂子、石子和聚羧酸类外加剂,备用;选取水,备用; 3)将工业副产石膏与钢渣粉,以及聚羧酸类外加剂总质量I〜99%的聚羧酸类外加剂,外加工业副产石膏和钢渣粉总质量45〜55%的水搅拌成石膏钢渣浆,所述水包括工业副产石膏中的自由水,在不停的搅拌下放置1〜72小时,然后再与矿渣粉、硅酸盐类水泥、砂子、石子及剩余的聚羧酸类外加剂,以及根据混凝土坍落度的要求确定的水搅拌,得到石膏基混凝土。
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