CN103641424B - 大掺量钢渣灌浆料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水泥基大掺量钢渣灌浆料。按重量百分比计,所述大掺量钢渣灌浆料原料包括:钢渣0%~80%,硫铝酸盐水泥0%~16%,硅酸盐水泥0%~31%,粉煤灰0%~15%,砂0%~50%,激发剂0.2%~2.0%,减水剂0.4%~1.5%,以及膨胀剂0.02%~0.05%。本发明的钢渣灌浆料具有高钢渣掺量、高强、无收缩、流动性好的优点,性能指标符合《水泥基灌浆材料应用技术规范》GB/T50448-2008的要求,可以节约资源、利用固体废弃物,实现低碳经济和资源循环利用。

Description

大惨量钢渣灌浆料
技术领域
[0001] 本发明设及一种水泥基大渗量钢渣灌浆料,所用的渗和料为钢渣粉和钢渣颗粒, 它们既可W同时渗加也可W根据需要渗加入其中的一种。
背景技术
[0002] 随着现代钢铁工业的迅猛发展,钢产量的不断增加,随之带来的钢渣等工业固体 废弃物的产出量也急剧增加,钢渣的合理利用和有效回收是现代钢铁工业技术进步的重要 标志之一,是钢铁企业解决废钢短缺、降低生产成本、提高企业经济效益的一项重要措施, 也是保护环境、减少污染、化害为利、变废为宝、利国利民的良策。世界上钢铁生产大国都很 重视钢渣的回收和利用。目前我国钢渣的利用率还较低,大量的钢渣堆存不仅占用了大片 ±地,还造成了 ±壤、大气、水的污染。人们已经开发了包括冶金、建筑材料、农业利用、工程 应用等有关钢渣综合利用的途径。对于消耗工业固体废弃物,促进资源循环再利用、变废为 宝,实现低碳经济的发展趋势具有重要的现实意义。钢渣灌浆料是一种绿色环保产品,可W 实现工业废弃物的综合利用,缓解废弃物堆存给环境带来的巨大压力,对于保护环境、节约 能源意义重大,符合国家的产业政策和新材料的发展趋势,具有广阔的发展前景。
[0003] 目前市场上的灌浆料主要使用石英砂和水泥作为骨料和胶凝材料。骨料和胶凝材 料界面强度较低。利用工业废弃物钢渣代替部分石英砂、河砂和水泥可W明显降低产品的 成本,实现产品更大的利润。每年我国灌浆料的使用量达到200万吨,其中骨料占到一半W 上,水泥的用量也占到40%左右,若用钢渣作为骨料每年可W节省100多万吨的石英砂,用 钢渣粉作为渗合料部分代替水泥每年可W节省水泥20~30万吨,同时可W消耗掉120~ 130万吨的钢渣。随着资源的日益消耗,灌浆料的主要原料水泥和石英砂的成本会不断增 加,将使产品的生产成本不断增长。钢渣成本要比水泥和石英砂便宜,运样既实现了节能环 保,充分利用工业废弃物,也大大降低了灌浆料的材料成本,还可W解决材料界面强度低、 耐磨性差、水化热高和耐久性一般的问题,将会对灌浆材料产业的科学研究和不断发展起 到积极的促进作用。
[0004] 专利文献CN101302094A设及一种钢渣灌浆料及其制备方法,其中提到渗加钢渣 作为骨料,渗加量有限,当渗加量更大时,渗加量的增大对材料的早期强度影响很大,本发 明人通过复合新型激发剂的使用,可W很好地克服运个不足,且使用了更为高效的膨胀剂。 专利文献CN101514094A设及一种钢渣矿渣高性能复合灌浆料,其中提到使用钢渣或粒化 矿渣作为骨料,但随着矿渣价格的上涨,材料成本上的优势会变得越来越小。
发明内容
[0005] 为了解决W上所述专利文献和现有技术中的不足,W及现有市售灌浆料的高石英 砂河砂渗量、界面强度低、耐久性差的问题,本发明提出了一种渗加钢渣粉替代部分胶凝材 料,渗加钢渣颗粒替代部分或全部石英砂、河砂,并可W根据实际需要同时渗加钢渣粉和钢 渣颗粒,或只渗加钢渣粉或钢渣颗粒,并可灵活调整其渗加比例的新型灌浆料。
[0006] 因此,本发明的目的在于提供一种钢渣渗入量大、强度高、流动性好且成本低的大 渗量钢渣灌浆料。
[0007] 为了实现本发明的上述目的,根据本发明的大渗量钢渣灌浆料,按重量百分比计, 其原料包括:
[0008] 钢渣 0%~80%, 硫铅酸盐水泥 0%~16%, 珪酸盐水泥 0%~穿1餘, 粉煤灰 0%~15%, 砂 0% ~50〇/〇, 激发剂 0.2%~2.0%, 减水剂 0.4%~1.5%,W及 膨胀剂 0.02%~0,05%,
[0009] 其中,所述钢渣包括作为骨料的钢渣颗粒和/或作为胶凝材料的钢渣粉,且所述 硫侣酸盐水泥和所述娃酸盐水泥之和不小于16%。
[0010] 在本发明一个优选的实施方案中,所述大渗量钢渣灌浆料,按重量百分比计,其原 料包括:
[0011] 钢渣粉 8%~35〇/〇, 硫错酸盐水泥 0%~16%, 桂酸盐水泥 0%~31%, 粉煤灰 0%~M%, 砂 25〇/〇 ~48%, 激发剂 0.79%~1.68%, 减水剂 0.4%~1.13%, 及 膨胀剂 0.05%,
[0012] 其中,所述硫侣酸盐水泥和所述娃酸盐水泥之和不小于16%。
[0013] 在本发明又一个优选的实施方案中,所述大渗量钢渣灌浆料,按重量百分比计,其 原料包括:
[0014] 钢渣颗粒 0%~65%, 硫铅酸盐水泥 0%~16%, 娃酸盐水泥 20%~31%, 粉煤灰 0%~14%, 敬 0%~47%, 激发剂 0.41%~1.82%, 减水剂 0.4%~1.13%,W及 膨胀剂 0.05%O
[0015] 在本发明还一个优选的实施方案中,所述大渗量钢渣灌浆料,按重量百分比计,其 原料包括:
[0016] 钢渣粉 0%~32%, 钢渣颗粒 0%~48%, 硫错酸盐水泥 10%-16%, 珪酸盐水泥 0%~6%, 粉煤灰 0%~3%, 砂 0%~47%, 激发剂 0.41%~1.82%, 减水剂 0.4%~1.04%,W及
[0017] 膨胀剂 0.05%,
[0018] 其中,所述硫侣酸盐水泥和所述娃酸盐水泥之和为16%。
[0019] 在本发明中,所述钢渣可W为热闷钢渣,其中f.CaO含量《3% (重量比),金属铁 含量《2% (重量比)。其中,所述钢渣颗粒作为骨料,粒径大小可W为0.005~3mm;钢渣 粉作为胶凝材料,所述钢渣粉的比表面积> 300m2/kg。
[0020] 所述娃酸盐水泥可W为强度等级等于或高于42. 5的普通娃酸盐水泥。
[0021] 所述减水剂为糞系减水剂或聚簇酸减水剂。
[0022] 所述激发剂可W为石灰、石膏、芒硝、娃酸钢、氨氧化钢、硫酸侣钟、娃灰中的一种 或几种的混合物,W激发剂的总重量百分比计,优选为由石灰18%~21%、石膏53%~ 56%、芒硝4%~6%、娃酸钢1. 5%~4%、氨氧化钢1 %~2%、硫酸侣钟1. 5%~4%和 娃灰12%~15%组成的混合物,更优选为由石灰19. 2%、石膏54.8%、芒硝5. 5%、娃酸钢 2. 7%、氨氧化钢1. 4%、硫酸侣钟2. 7%和娃灰13. 7%组成的混合物。
[0023] 所述膨胀剂为偶氮膨胀剂,其可W与水发生反应放出气体,是一种较为高效的膨 胀剂。
[0024] 所述粉煤灰为二级灰。
[00巧]所述砂可W为粒径为0.Imm~3mm的人工砂或天然砂。
[0026] 本发明的大渗量钢渣灌浆料在使用时,向本发明的钢渣灌浆料中加入基于灌浆料 重量13%~15%的水,采用机械揽拌或者人工揽拌即成具有良好流动性的灌浆材料,然后 灌入到预留的灌浆部位即可。拌和好的灌浆料具有非常好的流动性,无需振捣。
[0027] 本发明的大渗量钢渣灌浆料具有W下优点:
[0028]1、钢渣渗入量大。钢渣渗入量可达广品总重量的80 %,广品性能超过国豕 GB巧0448-2008《水泥基灌浆材料应用技术规范》标准。
[0029] 2、强度高。在钢渣渗入量占灌浆料总重的79.6%,一天强度可超过40MPa,产品性 能优于GB巧0448-2008《水泥基灌浆材料应用技术规范》标准。
[0030] 3、流动性好。流动度可W达到380mm,超过GB巧0448-2008《水泥基灌浆材料应用技 术规范》要求的I类水泥基灌浆材料的性能指标,其它性能也完全能够满足GB巧0448-2008 的要求。
[0031] 4、胶凝材料净浆体积稳定性符合GB/T1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时 间、安定性检验方法》。
具体实施方式
[0032] 下文,将通过实施例对本发明进行详细的描述。本发明中的实施例仅用于对本发 明进行说明,并不构成对本发明范围的限制。应当理解,在不偏离本发明的精神和范围的情 况下可W进行其它的等同和替换。
[0033] 在下面实施例中,设及的百分比均为重量百分比;
[0034] 钢渣为热闷钢渣,其中f.CaO含量《3% (重量比),金属铁含量《2% (重量比), 所用钢渣颗粒为粒径大小为0. 005~3mm的钢渣颗粒,所用钢渣粉为比表面积>SOOm2Ag 的钢渣粉;
[0035] 所用娃酸盐水泥为强度等级等于42. 5的普通娃酸盐水泥;
[0036] 所用膨胀剂为偶氮膨胀剂;
[0037] W激发剂的总重量百分比计,所用激发剂为由石灰19. 2%、石膏54.8%、芒硝 5. 5%、娃酸钢2. 7%、氨氧化钢1. 4%、硫酸侣钟2. 7%和娃灰13. 7%组成的混合物。
[0038] 实施例1
[0039] 各组分按如下配比混合均匀制得本发明的大渗量钢渣灌浆料:
[0040] 钢渣粉 巧.4%, 珪酸盐水泥巧%, 激发剂 1.52%, 蔡系减水剂1%, 巧 35%, 膨胀剂 0.05%;,
[00川实施例2
[0042] 各组分按如下配比混合均匀制得本发明的大渗量钢渣灌浆料:
[0043] 钢渣颗粒 47.8%, 钢渣粉 31.8%, 硫铅酸盐水泥 16%, 粉煤灰 2%,
[0044] 聚竣酸减水剂 0.4%, 激发剂 1.82%, 膨胀剂 0.05%,
[0045] 本实施例2制备得到的大渗量钢渣灌浆料,钢渣含量高达79.6%,但性能指标符 合《水泥基灌浆材料应用技术规范》GB/T50448 - 2008的规定。可达到流动度330mm,抗 压强度Id> 40MPa,3d> 50MPa,28d> 62MPa。
[004引实施例3
[0047] 各组分按如下配比混合均匀制得本发明的大渗量钢渣灌浆料:
[0048] 钢渣粉 32.5%, 娃酸盐水泥 30%, 蔡系减水剂 0.92%, 激发剂 1.38%, 粉煤灰 1.15%, 炒 34%, 膨胀剂 0.05%。
[004引 实施例4
[0050] 各组分按如下配比混合均匀制得本发明的大渗量钢渣灌浆料:
[0051] 钢渣粉 巧%, 趣酸盐水泥 31%, 蔡系减水剂 化91%, 渺 34%, 激发剂 1.14%, 膨胀剂 化05% :。
[00閲实施例5
[0053] 各组分按如下配比混合均匀制得本发明的大渗量钢渣灌浆料:
[0054] 钢渣粉 32.3%, 硫铅酸盐水泥 5%,
[00 巧] 娃酸盐水泥 22%, 砂 25%, 粉燦灰 13%, 激发剂 1.58%, 蔡系减水剂 1.13%, 膨胀剂 0.05%。
[005引实施例6
[0057] 各组分按如下配比混合均匀制得本发明的大渗量钢渣灌浆料:
[0058] 钢渣粉 17%, 珪酸盛水泥 30%, 硫铅酸盐水泥 4.5%, 棘 47%, 蒙系减水剂 0.79%, 激发剂 0.79%, 膨胀剂 0.05%。
[00则实施例7
[0060] 各组分按如下配比混合均匀制得本发明的大渗量钢渣灌浆料:
[0061] 钢渣颗粒 65%, 珪酸盐水泥 31%, 硫铅酸盐水泥么5骑, 蔡系减水剂 1.04%, 激发剂 0.41%, 膨胀剂 0.05%。
[00的]实施例8
[0063] 各组分按如下配比混合均匀制得本发明的大渗量钢渣灌浆料:
[0064] 硫铅酸盐水泥 16%, 粉煤灰 3%,
[0065] 钢渣粉 32%, 聚獲酸减水剂化4%, 砂 47%, 激发剂 1.68%, 膨胀剂 0.05%。
[0066] 本发明实施例1-8制备的大渗量钢渣灌浆料性能指标符合《水泥基灌浆材料应用 技术规范》GB/T50448 - 2008的规定,其中流动度> 300mm;抗压强度,Id> 20MPa,3d> 40MPa,28d> 60MPa;对钢筋无诱蚀作用;泌水率为0%;化竖向膨胀率为0. 1~3. 5%;2地 与化的膨胀之差为0. 02~0. 5 %。

Claims (9)

1. 一种大掺量钢渣灌浆料,其特征是,按重量百分比计,其原料组成如下: 钢渣粉 8%~35%, 硫铝酸盐水泥 0%~1:6%, 硅酸盐水泥 0%~31%, 粉煤灰 0%~14%, 砂 2 5% ~48%, 激发剂 0.79%~1.68%, 减水剂 0.4%~1.13%,以及 膨胀剂 0.05%, 其中,所述硫铝酸盐水泥和所述硅酸盐水泥之和不小于16%, 所述膨胀剂为偶氮膨胀剂; 以激发剂的总重量百分比计,所述激发剂为由石灰18%~21%、石膏53%~56%、芒 硝4%~6%、硅酸钠1. 5%~4%、氢氧化钠1 %~2%、硫酸铝钾1. 5%~4%和硅灰12%~ 15 %组成的混合物。
2. -种大掺量钢渣灌浆料,其特征是,按重量百分比计,其原料组成如下: 钢渣颗粒 65%, 硫铝酸盐水泥 0%~16%, 硅酸盐水泥 20%~31%, 粉煤灰 0%~14%, 砂 0%~47%, 激发剂 0.41 %~1.82%, 减水剂 0.4%~1.13%,以及 膨胀剂 0.05%, 所述膨胀剂为偶氮膨胀剂; 以激发剂的总重量百分比计,所述激发剂为由石灰18%~21%、石膏53%~56%、芒 硝4%~6%、硅酸钠1. 5%~4%、氢氧化钠1 %~2%、硫酸铝钾1. 5%~4%和硅灰12%~ 15 %组成的混合物。
3. -种大掺量钢渣灌浆料,其特征是,按重量百分比计,其原料组成如下: 钢渣粉 32%, 钢渣颗粒 48%, 硫铝酸盐水泥 10%~16%:, 硅酸盐水泥 0%~6%, 粉煤灰 0%~3%, 砂 0% ~47%,: 激发剂 0.41%~1.82%, 减水剂 0.4%~1.04%,以及 膨胀剂 Q.05%, 其中,所述硫铝酸盐水泥和所述硅酸盐水泥之和为16 %, 所述膨胀剂为偶氮膨胀剂; 以激发剂的总重量百分比计,所述激发剂为由石灰18%~21%、石膏53%~56%、芒 硝4%~6%、硅酸钠1. 5%~4%、氢氧化钠1 %~2%、硫酸铝钾1. 5%~4%和硅灰12%~ 15 %组成的混合物。
4. 根据权利要求1所述的大掺量钢渣灌浆料,其特征是,所述钢渣为热闷钢渣,其中 f.CaO含量彡3% (重量),金属铁含量彡2% (重量);所述钢渣粉比表面积彡300m2/kg。
5. 根据权利要求2所述的大掺量钢渣灌浆料,其特征是,所述钢渣为热闷钢渣,其中 f.CaO含量< 3% (重量),金属铁含量< 2% (重量);所述钢渣颗粒粒径大小为0. 005~ 3mm〇
6. 根据权利要求3所述的大掺量钢渣灌浆料,其特征是,所述钢渣为热闷钢渣,其中 f.CaO含量< 3% (重量),金属铁含量< 2% (重量);所述钢渣颗粒粒径大小为0. 005~ 3mm;所述钢渣粉比表面积多300m2/kg。
7. 根据权利要求1至3中任意一项所述的大掺量钢渣灌浆料,其特征是,所述硅酸盐水 泥为强度等级等于或高于42. 5的普通硅酸盐水泥;所述减水剂为萘系减水剂或聚羧酸减 水剂;所述粉煤灰为二级灰;所述砂为粒径为〇. 1mm~3mm的人工砂或天然砂。
8. 根据权利要求1至3中任意一项所述的大掺量钢渣灌浆料,其特征是,以激发剂的总 重量百分比计,所述激发剂为由石灰19. 2%、石膏54. 8%、芒硝5. 5%、硅酸钠2. 7%、氢氧 化钠1. 4%、硫酸铝钾2. 7%和硅灰13. 7%组成的混合物。
9. 根据权利要求3所述的大掺量钢渣灌浆料,其特征是,所述钢渣为热闷钢渣,其中 f.CaO含量< 3% (重量),金属铁含量< 2% (重量);所述钢渣颗粒粒径大小为0. 005~ 3mm;所述钢渣粉比表面积多300m2/kg;所述硅酸盐水泥为强度等级等于或高于42. 5的普 通硅酸盐水泥;所述减水剂为萘系减水剂或聚羧酸减水剂;所述粉煤灰为二级灰;所述砂 为粒径为0. 1mm~3mm的人工砂或天然砂;以激发剂的总重量百分比计,所述激发剂为由石 灰19. 2 %、石膏54. 8 %、芒硝5. 5 %、硅酸钠2. 7 %、氢氧化钠1. 4%、硫酸铝钾2. 7 %和硅灰 13. 7%组成的混合物。
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