CN102757209A - 一种碱矿渣混凝土预制窨井盖及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碱矿渣混凝土预制窨井盖及其制备工艺，由粒化高炉矿渣、水泥熟料、缓凝剂、砂、石头、钢纤维、水及水玻璃制备而成。按照重量份数配比，将粒化高炉矿渣、水泥熟料、缓凝剂、砂和石头在混合机预先混合2-3min，然后用振动筛添加钢纤维，再次混合搅拌，用漏斗加入水和水玻璃，混合搅拌后，倒入铁质井盖模具中，室温静停2-3h后，置于80±5℃的蒸汽养护室中养护2-3天，自然冷却脱模后，浇水覆膜养护7天即可。本发明利用碱矿渣优异的力学性能和耐久性能，通过混合不同长度的钢纤维增强其抗冲击、抗弯曲性能，制备具有低成本轻质高性能的碱矿渣复合预制圆板来代替铁质窨井盖，解决城市窨井盖被盗的问题。
Description
技术领域
本发明涉及窨井盖领域，特别是涉及一种碱矿渣混凝土预制窨井盖及其制备工艺。
背景技术
城市建筑大街小巷铁质窨井盖新罗密布，制造复杂，成本高昂，应用后维修繁琐，由于材料有回收利用价值，且经常出现被不法分子觊觎盗窃缺失引起一系列的交通、民事事故。为解决该问题，有人尝试采用钢筋混凝土制作窨井盖，但其抗压强度小、性脆、重量大，不利于安装和维护；采用环氧树脂和不饱和聚酯为基体、添加纤维、以钢筋为骨架的方法，虽然能满足窨井盖的使用要求，但其造价昂贵，难以被市政工程接受，且添加有机材料后，整个构件的耐老化性能也会降低。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种碱矿渣混凝土预制窨井盖及其制备工艺，利用碱矿渣优异的力学性能和耐久性能，通过混合不同长度的钢纤维增强其抗冲击、抗弯曲性能，制备一种低成本轻质高性能的碱矿渣复合预制圆板来代替铁质窨井盖，解决城市窨井盖被盗的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种碱矿渣混凝土预制窨井盖，由粒化高炉矿渣、水泥熟料、缓凝剂、砂、石头混合均匀后，加入钢纤维、水及水玻璃，入模蒸汽养护制备而成，各组分所占的重量份数为：粒化高炉矿渣25-32份、水泥熟料1-2份、缓凝剂6-8份、砂20-30份、石头30-40份、钢纤维3-5份、减水剂1-2份、水玻璃3-6份、水6-8份。
在本发明一个较佳实施例中，所述粒化高炉矿渣的比表面积为400-500 kg/m2，所述水泥熟料的比表面积为300-400 kg/m2。
在本发明一个较佳实施例中，所述缓凝剂为铬或钡的重金属盐或它们的混合物。
在本发明一个较佳实施例中，所述砂为天然中砂。
在本发明一个较佳实施例中，所述石头为碎石或卵石，粒径为5-10 mm。
在本发明一个较佳实施例中，所述钢纤维的长度为10-15 mm。
在本发明一个较佳实施例中，所述减水剂为萘系减水剂、密胺系减水剂、聚羧酸减水剂、干酪素减水剂、氨基磺酸盐减水剂或丙烯酸系减水剂。
在本发明一个较佳实施例中，所述减水剂为萘系高效减水剂。
在本发明一个较佳实施例中，所述水玻璃的模数为1.25，密度为1.20 g/mL。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：一种碱矿渣混凝土预制窨井盖的制备工艺，按照重量份数配比，将粒化高炉矿渣、水泥熟料、缓凝剂、砂和石在混合机预先混合2-3 min，然后用振动筛添加钢纤维，再次混合搅拌2-3 min，用漏斗加入水和水玻璃，混合搅拌3-5 min后，倒入铁质井盖模具中，室温静停2-3 h后，置于80±5℃的蒸汽养护室中养护2-3天，自然冷却脱模后，浇水覆膜养护7天即可制得碱矿渣混凝土预制窨井盖。
本发明的有益效果是：
1、本发明利用碱矿渣优异的力学性能和耐久性能，通过混合钢纤维增强其抗冲击、抗弯曲性能，制备具有低成本轻质高性能的碱矿渣复合预制圆板来代替铁质窨井盖，解决城市窨井盖被盗的问题。
2、本发明的预制窨井盖的力学性能、耐酸碱性能、耐冻融性能和承载力都达到了较高的标准，其性能完全满足了对于井盖的技术要求，并且完全克服了现有技术中存在的问题。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
一种碱矿渣混凝土预制窨井盖，各组分所占的重量份数为：
| 粒化高炉矿渣 | 水泥熟料 | 硝酸铬 | 天然中砂 | 碎石（粒径为5 mm） | 钢纤维（粒径为15 mm） | 萘系高效减水剂 | 水玻璃 | 水 |
| 25 | 1 | 6 | 20 | 35 | 3.5 | 1.2 | 3.6 | 6.4 |
按照重量份数配比，将粒化高炉矿渣、水泥熟料、缓凝剂、砂和石头在混合机预先混合2 min，采用振动筛添加钢纤维，再次混合搅拌3 min，用漏斗加入水和水玻璃，混合搅拌3 min后，倒入铁质井盖模具中，室温静停2.5 h后，置于80±5℃的蒸汽养护室中养护2天，自然冷却脱模后，浇水覆膜养护7天即可制得碱矿渣混凝土预制窨井盖。
其性能指标如下：
| 抗压强度 | 抗折强度 | 弹性模量 | 抗冻标号 | 氯离子渗透性 |
| 126 MPa | 21 MPa | 48.3 GPa | ≥F500 | 34 Coul |
实施例2
一种碱矿渣混凝土预制窨井盖，各组分所占的重量份数为：
| 粒化高炉矿渣 | 水泥熟料 | 硝酸钡 | 天然中砂 | 碎石（粒径为10 mm） | 钢纤维（粒径为10 mm） | 聚羧酸减水剂 | 水玻璃 | 水 |
| 28 | 1.2 | 6.5 | 25 | 35 | 4.1 | 1.2 | 3.6 | 6.8 |
按照重量份数配比，将粒化高炉矿渣、水泥熟料、缓凝剂、砂和石头在混合机预先混合3 min，采用振动筛添加钢纤维，再次混合搅拌2 min，用漏斗加入水和水玻璃，混合搅拌3 min后，倒入铁质井盖模具中，室温静停2 h后，置于80±5℃的蒸汽养护室中养护3天，自然冷却脱模后，浇水覆膜养护7天即可制得碱矿渣混凝土预制窨井盖。
其性能指标如下：
| 抗压强度 | 抗折强度 | 弹性模量 | 抗冻标号 | 氯离子渗透性 |
| 136 MPa | 24 MPa | 48.9 GPa | ≥F500 | 40 Coul |
实施例3
一种碱矿渣混凝土预制窨井盖，各组分所占的重量份数为：
| 粒化高炉矿渣 | 水泥熟料 | 硝酸钡和硝酸铬（重量比为1：1） | 天然中砂 | 卵石（粒径为10 mm） | 钢纤维（粒径为12 mm） | 萘系高效减水剂 | 水玻璃 | 水 |
| 32 | 1.0 | 7.8 | 25 | 30 | 3.8 | 1.1 | 3.6 | 6.7 |
按照重量份数配比，将粒化高炉矿渣、水泥熟料、缓凝剂、砂和石头在混合机预先混合3 min，采用振动筛添加钢纤维，再次混合搅拌3 min，用漏斗加入水和水玻璃，混合搅拌5 min后，倒入铁质井盖模具中，室温静停3 h后，置于80±5℃的蒸汽养护室中养护2.5天，自然冷却脱模后，浇水覆膜养护7天即可制得碱矿渣混凝土预制窨井盖。
其性能指标如下：
| 抗压强度 | 抗折强度 | 弹性模量 | 抗冻标号 | 氯离子渗透性 |
| 124 MPa | 18 MPa | 47.3 GPa | ≥F500 | 24 Coul |
本发明利用碱矿渣优异的力学性能和耐久性能，通过混合钢纤维增强其抗冲击、抗弯曲性能，制备具有低成本轻质高性能的碱矿渣复合预制圆板来代替铁质窨井盖，解决城市窨井盖被盗的问题；本发明的预制窨井盖的力学性能、耐酸碱性能、耐冻融性能和承载力都达到了较高的标准，其性能完全满足了对于井盖的技术要求，并且完全克服了现有技术中存在的问题。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种碱矿渣混凝土预制窨井盖，其特征在于，由粒化高炉矿渣、水泥熟料、缓凝剂、砂和石头混合均匀后，加入钢纤维、水及水玻璃，入模蒸汽养护制备而成，各组分所占的重量份数为：粒化高炉矿渣25-32份、水泥熟料1-2份、缓凝剂6-8份、砂20-30份、石头30-40份、钢纤维3-5份、减水剂1-2份、水玻璃3-6份、水6-8份。
2.根据权利要求1所述的碱矿渣混凝土预制窨井盖，其特征在于，所述粒化高炉矿渣的比表面积为400-500 kg/m2，所述水泥熟料的比表面积为300-400 kg/m2。
3.根据权利要求1所述的碱矿渣混凝土预制窨井盖，其特征在于，所述缓凝剂为铬或钡的重金属盐或它们的混合物。
4.根据权利要求1所述的碱矿渣混凝土预制窨井盖，其特征在于，所述砂为天然中砂。
5.根据权利要求1所述的碱矿渣混凝土预制窨井盖，其特征在于，所述石头为碎石或卵石，粒径为5-10 mm。
6.根据权利要求1所述的碱矿渣混凝土预制窨井盖，其特征在于，所述钢纤维的长度为10-15 mm。
7.根据权利要求1所述的碱矿渣混凝土预制窨井盖，其特征在于，所述减水剂为萘系减水剂、密胺系减水剂、聚羧酸减水剂、干酪素减水剂、氨基磺酸盐减水剂或丙烯酸系减水剂。
8.根据权利要求7所述的碱矿渣混凝土预制窨井盖，其特征在于，所述减水剂为萘系高效减水剂。
9.根据权利要求1所述的碱矿渣混凝土预制窨井盖，其特征在于，所述水玻璃的模数为1.25，密度为1.20 g/mL。
10.根据权利要求1所述的碱矿渣混凝土预制窨井盖的制备工艺，其特征在于，按照重量份数配比，将粒化高炉矿渣、水泥熟料、缓凝剂、砂和石头在混合机预先混合2-3 min，然后用振动筛添加钢纤维，再次混合搅拌2-3 min，用漏斗加入水和水玻璃，混合搅拌3-5 min后，倒入铁质井盖模具中，室温静停2-3 h后，置于80±5℃的蒸汽养护室中养护2-3天，自然冷却脱模后，浇水覆膜养护7天即可制得碱矿渣混凝土预制窨井盖。
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| CN104150803A (zh) * | 2014-08-26 | 2014-11-19 | 重庆大学 | 碱矿渣混凝土减水剂 |
| CN105819775A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-08-03 | 苏州市兴邦化学建材有限公司 | 一种c80钢纤维混凝土检查井盖 |
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