CN107445522A - 一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于混凝土制备技术领域,尤其是一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土及其制备方法,通过碳铬铁合金渣作为骨料,并与人工骨料进行合理的配伍,再结合工艺参数的调控制备成混凝土,相比于采用天然或人工骨料制备的混凝土,降低了工艺成本,实现了资源的再利用,社会效益及环保效益显著。
Description
技术领域
本发明属于混凝土制备技术领域,尤其是一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土及其制备方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展,各个行业正以惊人的速度消耗着各种原材料和能源,特别是国家加大了对基础建设的投入,对建筑材料的需求飞速增长;各行业在创造社会价值的同时,也在飞速的消耗着资源,并且产生了大量的工业废渣,我国每年仅高炉矿渣的排量就约有上亿吨;如何变废为宝,减轻环境的压力,使资源利用减量化、资源化、高效化,实现节能减排的目标,变得刻不容缓。
目前针对矿渣的研究利用主要是将其磨细成粉,作为掺合料代替部分水泥使用,但是,过多的掺加磨细的工业废渣会对胶凝材料和混凝土的强度造成影响,尤其是早期强度大幅度下降,因此,工业废渣的掺量受到了限制;而采用高碳铬铁合金渣作为混凝土的骨料,可以丰富混凝土原料的来源,提高资源的利用率,降低工艺成本,进而为本发明创造提供一种新的思路。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土及其制备方法。
具体是通过以下方案实现:
一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,该混凝土中粗骨料为粒径>5mm的高碳铬铁铁合金渣和细骨料为粒径≤5mm的人工骨料。
所述粗、细骨料的14d和28d砂浆试件膨胀率均小于0.10%,为非活性骨料。
该混凝土为常态混凝土时,原料用量分别是水120~150kg/m3,水泥130~235kg/m3,粉煤灰69~91kg/m3,细骨料640~720kg/m3,粗骨料800~1370kg/m3,减水剂用量为总重量的0.5~1%,引气剂0.5~1/万。
所述常态混凝土中粗骨料的石子级配分为2级和3级,级配为2级时,按重量配比计中石:小石=3:2;级配为3级时,按重量配比计大石:中石:小石=4:3:3。
所述常态混凝土中水胶比为0.45~0.60,砂率为30~40%,级配为2~3级,坍落度为5~7cm,含气量为3~5%。
该混凝土为碾压混凝土时,原料的用量分别是水110~130kg/m3,水泥85~120kg/m3,粉煤灰105~145kg/m3,细骨料735~760kg/m3,粗骨料1100~1500kg/m3,减水剂用量为总重量的0.5~1%,引气剂为2~4/万。
所述碾压混凝土中粗骨料的石子级配分为2级和3级,级配为2级时,按重量配比计中石:小石=3:2;级配为3级时,按重量配比计大石:中石:小石=3:4:3。
所述该碾压混凝土中水胶比为0.45~0.60,砂率为35~40%,级配为2~3级,Vc值为2~5s,含气量为3~5%。
所述减水剂为GK-4A,所述引气剂为DH-9A。
本发明的另一个目的是提供该混凝土的制备方法,包括以下步骤:按照配方量取各原料,一同放入单轴强制式搅拌机的搅拌时间为1~3min。
所用铬铁合金渣骨料,进行放射性核素限量检测结果为:内照射指数Ira与外照射指数Iγ为均低于GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》要求的A类(内照射指数IRa<1.0,外照射指数Iγ<1.0)技术要求,放射性核素限量处于绝对安全范围之内。
所述铬铁合金冶炼废渣骨料混凝土在静水状态下试验铬铁合金冶炼废渣骨料混凝土定量泡水混凝土的析出物含量指标符合《生活饮用水标准》(GB5749-2006)或《地表水环境标准》(GB3838-2002)指标要求。
本发明有益效果:
本发明采用碳铬铁合金渣作为粗骨料,在结合工艺参数的控制,进而使得混凝土不离析不泌水,进而便于混凝土的施工,同时有效降低混凝土的干缩值,进而提高混凝土的抗裂性能;通过添加适宜的减水剂,减少水和水泥的用量,提高混凝土的流动性,使混凝土更为均匀密实,改善抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性等物理化学性能,提高混凝土的耐用性;通过添加适宜的引气剂,降低混凝土中固-液-气相界面张力,提高气泡膜强度,使混凝土中产生细小均匀分布且硬化仍能保留的微气泡;同时还能改善混凝土坍落度、流动性和可塑性,降低减水剂的使用量,节约工艺成本,增加经济效益。
本发明通过碳铬铁合金渣作为骨料,并与人工骨料进行合理的配伍,再结合工艺参数的调控制备成混凝土,相比于采用天然或人工骨料制备的混凝土,降低了工艺成本,实现了资源的再利用,社会效益及环保效益显著。
具体实施方式
下面结核具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定,但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,该混凝土中粗骨料为粒径>5mm的高碳铬铁铁合金渣和细骨料为粒径≤5mm的人工骨料。
所述粗、细骨料的14d和28d砂浆试件膨胀率均小于0.10%,为非活性骨料。
该混凝土为常态混凝土时,原料用量分别是水120kg/m3,水泥130kg/m3,粉煤灰69kg/m3,细骨料640kg/m3,粗骨料800kg/m3,减水剂用量为总重量的0.5%,引气剂0.5/万。
所述常态混凝土中粗骨料的石子级配分为2级,按重量配比计中石:小石=3:2。
所述常态混凝土中水胶比为0.45,砂率为30%,级配为2级,坍落度为5cm,含气量为3%。
所述减水剂为GK-4A,所述引气剂为DH-9A。
本发明的另一个目的是提供该混凝土的制备方法,包括以下步骤:按照配方量取各原料,一同放入单轴强制式搅拌机的搅拌时间为1min。
实施例2
一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,该混凝土中粗骨料为粒径>5mm的高碳铬铁铁合金渣和细骨料为粒径≤5mm的人工骨料。
所述粗、细骨料的14d和28d砂浆试件膨胀率均小于0.10%,为非活性骨料。
该混凝土为常态混凝土时,原料用量分别是水150kg/m3,水泥235kg/m3,粉煤灰91kg/m3,细骨料720kg/m3,粗骨料1370kg/m3,减水剂用量为总重量的1%,引气剂1/万。
所述常态混凝土中粗骨料的石子级配为3级,按重量配比计大石:中石:小石=4:3:3。
所述常态混凝土中水胶比为0.60,砂率为40%,坍落度为7cm,含气量为5%。
所述减水剂为GK-4A,所述引气剂为DH-9A。
本发明的另一个目的是提供该混凝土的制备方法,包括以下步骤:按照配方量取各原料,一同放入单轴强制式搅拌机的搅拌时间为3min。
实施例3
一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,该混凝土中粗骨料为粒径>5mm的高碳铬铁铁合金渣和细骨料为粒径≤5mm的人工骨料。
所述粗、细骨料的14d和28d砂浆试件膨胀率均小于0.10%,为非活性骨料。
该混凝土为常态混凝土时,原料用量分别是水145kg/m3,水泥203.0kg/m3,粉煤灰87.0kg/m3,细骨料715kg/m3,粗骨料1215kg/m3,减水剂用量为总重量的0.8%,引气剂0.8/万。
所述常态混凝土中粗骨料的石子级配分为2级,级配为2级时,按重量配比计中石:小石=3:2。
所述常态混凝土中水胶比为0.5,砂率为38%,坍落度为5~7cm,含气量为3~5%。
所述减水剂为GK-4A,所述引气剂为DH-9A。
本发明的另一个目的是提供该混凝土的制备方法,包括以下步骤:按照配方量取各原料,一同放入单轴强制式搅拌机的搅拌时间为1.5min。
实施例4
一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,该混凝土中粗骨料为粒径>5mm的高碳铬铁铁合金渣和细骨料为粒径≤5mm的人工骨料。
所述粗、细骨料的14d和28d砂浆试件膨胀率均小于0.10%,为非活性骨料。
该混凝土为常态混凝土时,原料用量分别是水130kg/m3,水泥182kg/m3,粉煤灰78kg/m3,细骨料644kg/m3,粗骨料1337kg/m3,减水剂用量为总重量的0.8%,引气剂0.8/万。
所述常态混凝土中粗骨料的石子级配为3级,按重量配比计大石:中石:小石=4:3:3。
所述常态混凝土中水胶比为0.5,砂率为33%,坍落度为5~7cm,含气量为3~5%。
所述减水剂为GK-4A,所述引气剂为DH-9A。
本发明的另一个目的是提供该混凝土的制备方法,包括以下步骤:按照配方量取各原料,一同放入单轴强制式搅拌机的搅拌时间为1.5min。
实施例5
一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,该混凝土中粗骨料为粒径>5mm的高碳铬铁铁合金渣和细骨料为粒径≤5mm的人工骨料。
所述粗、细骨料的14d和28d砂浆试件膨胀率均小于0.10%,为非活性骨料。
该混凝土为常态混凝土时,原料用量分别是水142kg/m3,水泥231.5kg/m3,粉煤灰77.2kg/m3,细骨料1212kg/m3,粗骨料1330~1770kg/m3,减水剂用量为总重量的0.5~1%,引气剂0.5~1/万。
所述常态混凝土中粗骨料的石子级配为2级,按重量配比计中石:小石=3:2。
所述常态混凝土中水胶比为0.46,砂率为38%,坍落度为5~7cm,含气量为3~5%。
所述减水剂为GK-4A,所述引气剂为DH-9A。
本发明的另一个目的是提供该混凝土的制备方法,包括以下步骤:按照配方量取各原料,一同放入单轴强制式搅拌机的搅拌时间为1.5min。
实施例6
一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,该混凝土中粗骨料为粒径>5mm的高碳铬铁铁合金渣和细骨料为粒径≤5mm的人工骨料。
所述粗、细骨料的14d和28d砂浆试件膨胀率均小于0.10%,为非活性骨料。
该混凝土为常态混凝土时,原料用量分别是水128kg/m3,水泥208.7kg/m3,粉煤灰69.6kg/m3,细骨料642kg/m3,粗骨料1333kg/m3,减水剂用量为总重量的0.8%,引气剂0.8万。
所述常态混凝土中粗骨料的石子级配为3级,按重量配比计大石:中石:小石=4:3:3。
所述常态混凝土中水胶比为0.46,砂率为33%,坍落度为5~7cm,含气量为3~5%。
所述减水剂为GK-4A,所述引气剂为DH-9A。
本发明的另一个目的是提供该混凝土的制备方法,包括以下步骤:按照配方量取各原料,一同放入单轴强制式搅拌机的搅拌时间为1.5min。
实施例7
一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,该混凝土中粗骨料为粒径>5mm的高碳铬铁铁合金渣和细骨料为粒径≤5mm的人工骨料。
所述粗、细骨料的14d和28d砂浆试件膨胀率均小于0.10%,为非活性骨料。
该混凝土为常态混凝土时,原料用量分别是水125kg/m3,水泥136.4kg/m3,粉煤灰90.9kg/m3,细骨料656kg/m3,粗骨料1363kg/m3,减水剂用量为总重量的0.8%,引气剂0.8万。
所述常态混凝土中粗骨料的石子级配为3级,按重量配比计大石:中石:小石=4:3:3。
所述常态混凝土中水胶比为0.55,砂率为33%,坍落度为5~7cm,含气量为3~5%。
所述减水剂为GK-4A,所述引气剂为DH-9A。
本发明的另一个目的是提供该混凝土的制备方法,包括以下步骤:按照配方量取各原料,一同放入单轴强制式搅拌机的搅拌时间为1.5min。
实施例3~实施例6的力学性能如表1:
实施例8
一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,该混凝土中粗骨料为粒径>5mm的高碳铬铁铁合金渣和细骨料为粒径≤5mm的人工骨料。
所述粗、细骨料的14d和28d砂浆试件膨胀率均小于0.10%,为非活性骨料。
该混凝土为碾压混凝土时,原料的用量分别是水110kg/m3,水泥85kg/m3,粉煤灰105kg/m3,细骨料735kg/m3,粗骨料1100kg/m3,减水剂用量为总重量的0.5%,引气剂为2/万。
所述碾压混凝土中粗骨料的石子级配分为2级,按重量配比计中石:小石=3:2。
所述该碾压混凝土中水胶比为0.45,砂率为35%,Vc值为2s,含气量为3%。
所述减水剂为GK-4A,所述引气剂为DH-9A。
本发明的另一个目的是提供该混凝土的制备方法,包括以下步骤:按照配方量取各原料,一同放入单轴强制式搅拌机的搅拌时间为1~3min。
实施例9
一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,该混凝土中粗骨料为粒径>5mm的高碳铬铁铁合金渣和细骨料为粒径≤5mm的人工骨料。
所述粗、细骨料的14d和28d砂浆试件膨胀率均小于0.10%,为非活性骨料。
该混凝土为碾压混凝土时,原料的用量分别是水130kg/m3,水泥120kg/m3,粉煤灰145kg/m3,细骨料760kg/m3,粗骨料1500kg/m3,减水剂用量为总重量的1%,引气剂为4/万。
所述碾压混凝土中粗骨料的石子级配为3级,按重量配比计大石:中石:小石=3:4:3。
所述该碾压混凝土中水胶比为0.60,砂率为40%,Vc值为2~5s,含气量为5%。
所述减水剂为GK-4A,所述引气剂为DH-9A。
本发明的另一个目的是提供该混凝土的制备方法,包括以下步骤:按照配方量取各原料,一同放入单轴强制式搅拌机的搅拌时间为1~3min。
实施例10
一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,该混凝土中粗骨料为粒径>5mm的高碳铬铁铁合金渣和细骨料为粒径≤5mm的人工骨料。
所述粗、细骨料的14d和28d砂浆试件膨胀率均小于0.10%,为非活性骨料。
该混凝土为碾压混凝土时,原料的用量分别是水125kg/m3,水泥117.2kg/m3,粉煤灰143.2kg/m3,细骨料756kg/m3,粗骨料1231kg/m3,减水剂用量为总重量的0.8%,引气剂为3/万。
所述碾压混凝土中粗骨料的石子级配为2级,按重量配比计中石:小石=3:2。
所述该碾压混凝土中水胶比为0.48,砂率为39%,Vc值为2~5s,含气量为3~4%。
所述减水剂为GK-4A,所述引气剂为DH-9A。
本发明的另一个目的是提供该混凝土的制备方法,包括以下步骤:按照配方量取各原料,一同放入单轴强制式搅拌机的搅拌时间为1.5min。
实施例11
一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,该混凝土中粗骨料为粒径>5mm的高碳铬铁铁合金渣和细骨料为粒径≤5mm的人工骨料。
所述粗、细骨料的14d和28d砂浆试件膨胀率均小于0.10%,为非活性骨料。
该混凝土为碾压混凝土时,原料的用量分别是水110kg/m3,水泥86.8kg/m3,粉煤灰106.1kg/m3,细骨料739kg/m3,粗骨料1343kg/m3,减水剂用量为总重量的0.8%,引气剂为3/万。
所述碾压混凝土中粗骨料的石子级配为3级,按重量配比计大石:中石:小石=3:4:3。
所述该碾压混凝土中水胶比为0.45~0.60,砂率为35~40%,级配为2~3级,Vc值为2~5s,含气量为3~5%。
所述减水剂为GK-4A,所述引气剂为DH-9A。
本发明的另一个目的是提供该混凝土的制备方法,包括以下步骤:按照配方量取各原料,一同放入单轴强制式搅拌机的搅拌时间为1.5min。
实施例10~11碾压混凝土的力学性能如下表:
试验例1
选取次要建筑物、不与水长期接触、易于检查和检修的鱼道梯身底部基础混凝土(鱼下0+060.4~鱼下0+304.92m段)、厂房下游岸坡防护混凝土(坝纵0+355.00~坝纵0+500.00段上部重力式混凝土挡墙、坝纵0+500.00~坝纵0+600.00段上部混凝土贴坡)等部位予以应用本发明混凝土,应用总量约1.4万m3;
根据选取部位混凝土级配及配合比,在混凝土拌和系统生产出合格混凝土,运送至作业面浇筑,同时注意现场的施工进度安排及施工条件做好温度控制;
所选部位均为次要结构部位,其结构尺寸宽度小于5m,根据施工进度安排,所选部位浇筑时间均位于低温季节,因此,对温控的要求较低。在12月~2月的最低温季节,采用自然入仓即能满足工程需求;3~5月份,采取自然入仓,通15℃制冷水冷却(河水低于15℃时,通河水),通水时间20d,冷却水管间排距均为1.5m×1.5m,可满足混凝土温控要求;
工程建设中,要加强现场质量控制,严格控制不合格的材料进场,保证混凝土产品的质量,同时,加强混凝土的运输管理,可采取仓面喷雾、设置防晒隔热设施等措施来减少浇筑过程中的温度;另外,可埋设冷却水管并通水冷却,根据本工程的现场条件,采用通15℃冷却水的方式,每天改变一次水流方向。通水时间一般在20天左右,可根据埋设监测仪器测得的温度资料对通水时间作适当延长或缩短;
目前现场铬铁合金渣混凝土已施工完毕,并处于监测状态,目前应用状态良好。
Claims (10)
1.一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,其特征在于,该混凝土中骨料包括粗骨料和细骨料,其中粗骨料为粒径>5mm的高碳铬铁铁合金渣,其中细骨料为粒径≤5mm的人工骨料。
2.如权利要求1所述用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,其特征在于,所述骨料的14d和28d砂浆试件膨胀率均小于0.10%。
3.如权利要求1所述用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,其特征在于,该混凝土为常态混凝土时,原料用量分别是水120~150kg/m3,水泥130~235kg/m3,粉煤灰69~91kg/m3,细骨料640~720kg/m3,粗骨料800~1370kg/m3,减水剂用量为总重量的0.5~1%,引气剂0.5~1/万。
4.如权利要求3所述用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,其特征在于,所述常态混凝土中粗骨料的石子级配分为2级和3级,级配为2级时,按重量配比计中石:小石=3:2;级配为3级时,按重量配比计大石:中石:小石=4:3:3。
5.如权利要求3所述用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,其特征在于,所述常态混凝土中水胶比为0.45~0.60,砂率为30~40%,坍落度为5~7cm,含气量为3~5%。
6.如权利要求1所述用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,其特征在于,该混凝土为碾压混凝土时,原料的用量分别是水110~130kg/m3,水泥85~120kg/m3,粉煤灰105~145kg/m3,细骨料735~760kg/m3,粗骨料1100~1500kg/m3,减水剂用量为总重量的0.5~1%,引气剂2~4/万。
7.如权利要求6所述用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,其特征在于,所述碾压混凝土中粗骨料的石子级配分为2级和3级,级配为2级时,按重量配比计中石:小石=3:2;级配为3级时,按重量配比计大石:中石:小石=3:4:3。
8.如权利要求6所述用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,其特征在于,所述该碾压混凝土中水胶比为0.45~0.60,砂率为35~40%,Vc值为2~5s,含气量为3~5%。
9.如权利要求3或6所述用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土,其特征在于,所述减水剂为GK-4A,所述引气剂为DH-9A。
10.如权利要求1~9任一项所述水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:按照配方量取各原料,一同放入单轴强制式搅拌机搅拌1~3min。
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