CN104058697A - 全钢渣碾压混凝土及其制备方法 - Google Patents

全钢渣碾压混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全钢渣碾压混凝土及其制备方法，所述全钢渣碾压混凝土的原料按重量份数比计包括：24～37份的钢渣复合粉、45～65份的钢渣集料、11～18份的钢渣水洗尘泥和3～5份的水。该方法按上述重量份数比称取钢渣复合粉、钢渣集料、钢渣水洗尘泥和水；混合均匀，即得到全钢渣碾压混凝土。本发明可以发挥冶金废物的循环利用价值，降低碾压混凝土的成本，获得极其可观的经济效益。更为重要的是本发明的应用可以节约天然砂石和水泥，从而节约了自然资源和能源，保护生态环境。

Description

全钢渣碾压混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及冶金渣处理及资源化利用技术领域，具体地指一种全钢渣碾压混凝土及其制备方法。
背景技术
碾压混凝土是一种通过振动碾压施工工艺达到高密实度、高强度的贫水泥混凝土。它是一种坍落度为零的干硬性水泥混凝土，与普通混凝土相比，碾压混凝土是依靠粗骨料之间的嵌锁作用获得强度的，用水数量少、稠度低、能节约大量水泥，并且施工速度快、养护时间短，主要用于道路路面工程和水工坝体工程等。
随着我国环保意识增强和循环经济理念的树立，我国学者和技术人员不断尝试用磷渣、钢渣、粉煤灰等二次资源来作为碾压混凝土的掺合料。公开号为CN101293766A的中国发明专利公开了一种单掺火山灰碾压混凝土及其制备方法，其利用火山灰作为胶凝材料替代了部分水泥；公开号为CN1296926的中国发明专利公开了一种全高钙粉煤灰路基碾压混凝土，它利用10-70％的高钙粉煤灰和90-30％沙石的路基碾压混凝土技术，粉煤灰起胶凝作用；长江科学院林育强利用磷渣粉作为掺合料在沙陀水电站使用了碾压混凝土。以上的固废用于碾压混凝土都存在干缩等不足。公开号为CN101215126的中国发明专利公开了一种钢渣碾压混凝土，它将钢渣替代了部分沙石、钢渣微粉替代了部分水泥，取得较好的效果，所用钢渣为0.001～10mm滚筒渣，但是该发明未认识到钢渣其有胶凝和耐磨集料的双重优势，也没有认识到钢渣的微膨胀对混凝土的干缩的补偿作用，更没有意识到钢渣尘泥的利用，从而没有全方位全粒度的利用钢渣与碾压混凝土。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种全钢渣碾压混凝土及其制备方法，在工程上降低碾压混凝土成本，提高钢渣综合利用附加值，实现钢渣“零排放”和产业化的循环经济发展模式。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种全钢渣碾压混凝土，所述全钢渣碾压混凝土的原料按重量份数比计包括：24～37份的钢渣复合粉、45～65份的钢渣集料、11～18份的钢渣水洗尘泥和3～5份的水。
优选地，所述钢渣复合粉的原料按重量百分比计由35～65％的钢渣磨细粉、0～35％的硅酸盐水泥熟料、30～65％的矿渣粉和0～2％的外加剂组成。
优选地，所述钢渣复合粉的比表面积大于400m2/kg。
优选地，所述钢渣集料是热泼钢渣；其粒度为4.75～19.5mm，且密度为3.5±0.2g/cm3，其中，f-CaO含量≤5％，金属铁含量小于2％，粉化率≤1％，泥块含量≤2％。
优选地，所述钢渣水洗尘泥的活性指数不小于65％，碱度系数不小于1.8，比表面积为300～450m2/kg；其中，金属铁含量不大于1％。
优选地，所述全钢渣碾压混凝土的原料按重量份数比计包括：28份的钢渣复合粉、61份的钢渣集料、11份的钢渣水洗尘泥和5份的水。
本发明还提供了一种全钢渣碾压混凝土的制备方法，包括以下步骤：
1)将转炉炼钢产生得到的液态钢渣经过高温热泼处理后，再经过磁选、筛分、滚筒筛水洗的加工工艺，得到钢渣集料，备用；
2)将转炉钢渣进行球磨水洗和磁选，得到的余渣沉淀物为钢渣水洗尘泥，备用；
3)按原料的重量份数比称取钢渣复合粉、钢渣集料、钢渣水洗尘泥和水；混合均匀，即得到全钢渣碾压混凝土。
本发明的有益效果在于：
1)本发明综合研究了全国大多数钢厂的热泼渣、热焖渣、滚筒渣，甚至冷弃渣的理化性能和路用性能，特别是根据长期的钢渣路用实践总结的0～4.75mm的钢渣膨胀性能在全粒度钢渣中起主要作用的经验，在集料选择上剔除了0～4.75mm的钢渣，并将其用于钢渣粉磨制成钢渣粉。从钢渣全粒度、全方位利用的角度，深度研究碾压混凝土的基础上，开发全钢渣碾压混凝土技术，实现钢渣碾压混凝土的理论应用的突破，在工程上降低碾压混凝土成本，提高钢渣综合利用附加值，实现钢渣“零排放”和产业化的循环经济发展模式。
2)本发明利用的钢渣具有压碎性能优良、强度高、水化活性较好，中长期水化可以有稍许的膨胀特性，可以弥补普通碾压混凝土出现的水泥干缩的不足和仅靠粗骨料嵌锁作用获得强度的不足。因此，钢渣碾压混凝土在耐久性、强度、耐磨性、承载能力等方面相对普通碾压混凝土由明显的优势。
3)本发明可以发挥冶金废物的循环利用价值，降低碾压混凝土的成本，获得极其可观的经济效益。更为重要的是本发明的应用可以节约天然砂石和水泥，从而节约了自然资源和能源，保护生态环境。
4)本发明利用的钢渣经过高温反应并检测无放射性，钢渣碾压混凝土无放射性污染，且性能稳定，强度高，收缩小，抗渗，耐磨，具有较好的使用安全性。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
本发明还提供了一种全钢渣碾压混凝土的制备方法，包括以下步骤：
1)将转炉炼钢产生得到的液态钢渣经过高温热泼处理后，再经过磁选、筛分、滚筒筛水洗的加工工艺，得到钢渣集料，备用；其中，其泥块含量≤2％。采用的钢渣集料是采用上述的钢渣生产，其粒度在4.75～19.5mm之间的转炉钢渣，且密度达到3.5±0.2g/cm3，f-CaO含量≤5％，金属铁含量小于2％，粉化率≤1％；
2)将转炉钢渣进行球磨水洗和磁选，得到的余渣沉淀物为钢渣水洗尘泥，备用；其中，其金属铁含量不大于1％，活性指数不小于65％，碱度系数不小于1.8，比表面积为300～450m2/kg，沸煮法检测安定性合格；
3)按下述重量百分比称取钢渣磨细粉、硅酸盐水泥熟料、矿渣粉和外加剂组成，混合均匀的到钢渣复合粉，备用；
4)按下述重量份数比称取钢渣复合粉、钢渣集料、钢渣水洗尘泥和水；混合均匀，即得到全钢渣碾压混凝土。
将钢渣磨细后得到符合国标《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》(GB/T20491-2006)的钢渣磨细粉。
将高炉理化矿渣磨细成矿渣粉，其规格符合国标《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046中S95标准。
然后按如下配比称量各组分材料，具体试验配方见表1，钢渣复合粉的配方见表2。按照现有的普通碾压混凝土施工规范进行操作，全钢渣碾压混凝土搅拌、运输、等待、卸料总时间不应大于1.5小时。
表1全钢渣碾压混凝土实施例配合比(份)
钢渣复合粉 钢渣集料 钢渣水洗尘泥 拌合水(普通水)
实施例一 24 65 11 5
实施例二 28 61 11 5
实施例三 28 60 12 4
实施例四 30 57 13 4.5
实施例五 31 55 14 3.5
实施例六 33 52 15 3.3
实施例七 34 50 16 3.2
实施例八 36 47 17 3.0
实施例九 37 45 18 3.0
表2全钢渣碾压混凝土用钢渣复合粉实施例配合比(％)
钢渣磨细粉 水泥熟料 矿渣粉 外加剂
实施例一 35 0 65 1
实施例二 35 5 60 1
实施例三 45 5 50 1.5
实施例四 35 10 55 1
实施例五 45 10 45 1.5
实施例六 40 15 45 1
实施例七 35 35 30 1
实施例八 55 15 30 1.5
实施例九 65 5 30 1
表3全钢渣碾压混凝土实施例性能检测
抗折强度(MPa) 抗折弹性模量(105MPa) 备注
实施例一 5.2 3.6
实施例二 5.4 3.8
实施例三 5.1 3.7
对比例一 5.0 3.5 普通碾压混凝土
实施例四 4.6 33
实施例五 4.8 3.6
实施例六 4.9 3.4
对比例二 4.5 3.3 普通碾压混凝土
实施例七 4.4 3.2
实施例八 4.3 3.4
实施例九 4.2 3.2
对比例三 4.0 3.1 普通碾压混凝土
由表3所示，本发明制备得到的全钢渣碾压混凝土的抗折强度和抗折弹性都优于普通碾压混凝土。
其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (7)

1.一种全钢渣碾压混凝土，其特征在于：所述全钢渣碾压混凝土的原料按重量份数比计包括：24～37份的钢渣复合粉、45～65份的钢渣集料、11～18份的钢渣水洗尘泥和3～5份的水。
2.根据权利要求1所述的全钢渣碾压混凝土，其特征在于：所述钢渣复合粉的原料按重量百分比计由35～65％的钢渣磨细粉、0～35％的硅酸盐水泥熟料、30～65％的矿渣粉和0～2％的外加剂组成。
3.根据权利要求1或2所述的全钢渣碾压混凝土，其特征在于：所述钢渣复合粉的比表面积大于400m2/kg。
4.根据权利要求1或2所述的全钢渣碾压混凝土，其特征在于：所述钢渣集料是热泼钢渣；其粒度为4.75～19.5mm，且密度为3.5±0.2g/cm3，其中，f-CaO含量≤5％，金属铁含量小于2％，粉化率≤1％，泥块含量≤2％。
5.根据权利要求1或2所述的全钢渣碾压混凝土，其特征在于：所述钢渣水洗尘泥的活性指数不小于65％，碱度系数不小于1.8，比表面积为300～450m2/kg；其中，金属铁含量不大于1％。
6.根据权利要求1或2所述的全钢渣碾压混凝土，其特征在于：所述全钢渣碾压混凝土的原料按重量份数比计包括：28份的钢渣复合粉、61份的钢渣集料、11份的钢渣水洗尘泥和5份的水。
7.一种权利要求1所述全钢渣碾压混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将转炉炼钢产生得到的液态钢渣经过高温热泼处理后，再经过磁选、筛分、滚筒筛水洗的加工工艺，得到钢渣集料，备用；
2)将转炉钢渣进行球磨水洗和磁选，得到的余渣沉淀物为钢渣水洗尘泥，备用；
3)按上述重量份数比称取钢渣复合粉、钢渣集料、钢渣水洗尘泥和水；混合均匀，即得到全钢渣碾压混凝土。
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