CN107572914B - 一种利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及混凝土材料技术领域，具体公开一种利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土及其制备方法。所述利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土，以重量份数计，包括如下组分：水：8‑15份，水泥：16‑28份，粉煤灰：2‑5份，尾矿废砂：18‑26份，玻化微珠：4.6‑6.5份，高钛重矿渣：45‑57份，减水剂：0.26‑0.33份。本发明利用高钛重矿渣作为粗骨料、尾矿废砂作为细骨料，解决了大量矿渣以及尾矿废砂占用大量土地造成的土地资源浪费问题以及环境污染问题，且制备的承重保温混凝土，其导热系数为0.09‑0.22 W/(m*K)，大大提高了墙体的保温节能性能。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土材料技术领域，尤其涉及一种利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土及其制备方法。
背景技术
我国的钢铁产能连续多年位居世界前列，而炼钢炼铁产生的铁尾矿废砂石料则大部分直接被遗弃堆积，目前已经超过一百亿吨，而其回收率仅有14%左右，造成了大量的资源浪费现象。大量的尾矿不但会占用宝贵的土地资源，而且残留在尾矿中因筛选矿物而加入的化学试剂也会对自然环境产生严重污染，因此对于铁尾矿砂的重新回收利用问题也亟待解决。故如果可以有效的利用尾矿，不仅可解决尾矿的占地以及对环境污染问题，还可对尾矿进行重新利用，节约自然资源。
高钛重矿渣是高炉冶炼钒钛磁铁矿时产生的熔融矿渣在空气中自然冷却或水冷形成的一种由钛辉石、钙钛矿等矿物质为主的实质材料。而高钛重矿渣的堆置及如何利用也成为难以解决的问题，国内外围绕高钛重矿渣的综合利用问题进行了大量探索，包括提钛利用、作水泥混合材及保温研究等。根据已有研究，利用高钛重矿渣替代石子做粗骨料的混凝土其强度有所提高，导热系数约在0.8 W／(m•K)、左右，因而利用高钛重矿渣做粗骨料来制作承重保温混凝土对提高混凝土的强度及保温性能都是有益的，而且还有利于废弃资源的再利用，解决其占地及环境污染问题。
建筑行业发展至今，钢筋混凝土结构占据了绝大部分。混凝土作为建筑的主体应用材料，其保温性能较差，导热系数在1.74W/(m*K)）左右。传统的混凝土建筑保温采用混凝土结构的内层或外层加设保温层，建筑保温节能涉及到原材料选择、构造方案设计、施工操作等诸多方面一个系统复杂的过程。采用这种传统的加设保温层方案，保温层易开裂、易脱落且所需的原材料、生产过程以及施工过程无疑会耗费大量的自然资源以及造成不可避免的环境污染。
发明内容
针对现有钢铁炼制产生的尾矿废砂石料的再利用问题、高钛重矿渣的处理问题以及传统混凝土材料保温性能差，外加保温层产生能源浪费等问题，本发明提供一种利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土。
进一步地，本发明还提供一种利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土的制备方法。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：
一种利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土，以重量份数计，包括如下组分：水：8-15份，水泥：16-28份，粉煤灰：2-5份，尾矿废砂：18-26份，玻化微珠：4.6-6.5份，高钛重矿渣：45-57份，减水剂：0.26-0.33份。
相对于现有技术，本发明提供的利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土具有以下优势：
（1）本发明利用高钛重矿渣作为粗骨料、尾矿废砂作为细骨料制备的混凝土构件经浇筑便可得到，承重保温混凝土其导热系数为0.09-0.22 W/(m*K)，而一般混凝土墙体的导热系数为1.6-2.0W/(m*K)，大大提高了墙体的保温节能性能，可避免采用传统墙体的外挂保温板、内置夹心保温板等，降低了施工难度，减少了工程造价，极大地节约了自然资源，减少了能源消耗。
（2）本发明利用废弃物做粗细骨料制备的承重保温混凝土，利用高钛重矿渣作为粗骨料、尾矿废砂作为细骨料，解决了大量矿渣以及尾矿废砂占用大量土地造成的土地资源浪费问题以及环境污染问题。
进一步地，本发明还提供所述利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土的制备方法。该制备方法，至少包括以下步骤：
按照如上述的原料配比称取各组分；
将所述高钛重矿渣进行预湿处理，处理时间为20-24小时；
将玻化微珠进行改性处理；
将所述水泥、粉煤灰、高钛重矿渣、铁尾矿砂、减水剂、水、改性处理后的玻化微珠进行混料处理，得到第一混料；
将经过所述第一混料成型、硬化，即得到所述承重保温混凝土。
相对于现有技术，本发明提供的承重保温混凝土的制备方法简单。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土，以重量份数计，包括如下组分：水：8-15份，水泥：16-28份，粉煤灰：2-5份，尾矿废砂：18-26份，玻化微珠：4.6-6.5份，高钛重矿渣：45-57份，减水剂：0.26-0.33份。。
本发明实施例利用高钛重矿渣作为粗骨料、尾矿废砂作为细骨料，不仅解决了大量矿渣以及尾矿废砂占用大量土地造成的土地资源浪费问题以及环境污染问题，且制备的承重保温混凝土导热系数为0.09-0.22 W/(m*K)，大大提高了墙体的保温节能性能。
优选地，所述尾矿废砂的细度模数为3.0-2.5。
细度模数越大，尾矿废砂的表面积越大，水泥的需求量越小，混凝土的强度越高，但是细度模数过高则会引起混凝土和易性能下降，轻易出现离析、泌水等现象，所以选择细度模数为3.0-2.5。
优选地，所述玻化微珠的粒径为30-50目。
所述玻化微珠球状颗粒，表面玻化，粒径为30-50目，在砂浆搅拌工程中流动性好，和易性佳，能在短时间内搅拌均匀，降低了砂浆在干湿搅拌过程中的骨料破碎。
优选地，所述高钛重矿渣的粒径为4.75mm-26.5mm。
粗骨料最大粒径不宜太小，那样会影响混凝土的工作性；但也不宜太大，否则会影响混凝土强度，因此选择粒径为4.75mm-26.5mm。
优选地，所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂。
聚羧酸高性能减水剂掺量低，减水率高，收缩小、大幅度提高混凝土的早期、后期强度、且氯离子含量低、碱含量低，有利于混凝土的耐久性。
本发明实施例在提供该利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土的前提下，还进一步提供了该利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土的制备方法。
在任一实施例中，该制备方法至少包括以下步骤：
按照如上述的原料配比称取各组分；
将所述高钛重矿渣进行预湿处理，处理时间为20-24小时；
将玻化微珠进行改性处理；
将所述水泥、粉煤灰、高钛重矿渣、铁尾矿砂、减水剂、水、改性处理后的玻化微珠进行混料处理，得到第一混料；
将经过所述第一混料成型、硬化，即得到所述承重保温混凝土。
相对于现有技术，本发明提供的承重保温混凝土的制备方法简单。
优选地，所述玻化微珠改性处理为：采用三乙醇胺和水泥对玻化微珠进行裹浆处理，防止装模时玻化微珠上浮。
优选地，所述第一混料的制备方法为：先将水泥、粉煤灰、高钛重矿渣、铁尾矿砂搅拌均匀，再加入减水剂和水进行搅拌，最后加入改性处理后的玻化微珠搅拌完成。
为了更好的说明本发明实施例提供的，下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1
本实施例提供一种利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土，以1m3混凝土计，包括如下组分：水：165.77 Kg，水泥： 281.81 Kg，粉煤灰：49.73 Kg，尾矿废砂：432.86 Kg，玻化微珠：108.22 Kg，高钛重矿渣：811.61 Kg，减水剂：5.6 Kg。
实施例2
本实施例提供一种利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土，以1m3混凝土计，包括如下组分：水：165.77 Kg，水泥： 281.81 Kg，粉煤灰：49.73 Kg，尾矿废砂：378.75 Kg，玻化微珠：94.69 Kg，高钛重矿渣：879.25 Kg，减水剂：5.6 Kg。
实施例3
本实施例提供一种利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土，以1m3混凝土计，包括如下组分：水：165.77 Kg，水泥： 281.81 Kg，粉煤灰：49.73 Kg，尾矿废砂：324.65 Kg，玻化微珠：81.16 Kg，高钛重矿渣：946.88 Kg，减水剂：5.6 Kg。
按照实施例1-3的利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土的原料的比例，分别称取各组分的原材料的质量列表如下，如表1所示。
表1 实施例1-3原材料的质量（Kg）
实施例1-3提供的利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土的制备方法如下：
按照上述的原料配比称取各组分；
将所述高钛重矿渣进行24小时预湿处理；
将玻化微珠进行改性处理，具体的采用三乙醇胺和水泥将玻化微珠进行裹浆。
先将水泥、粉煤灰、高钛重矿渣、铁尾矿砂搅拌均匀，再加入减水剂和水进行搅拌，最后加入改性后的玻化微珠搅拌完成，得到第一混料；
将经过所述第一混料成型，将混凝土装入试模，在标准的养护条件下养护，待混凝土凝固硬化，达到规定强度后脱模，即得到该承重保温混凝土硬化。
为了更好的说明本发明实施例提供的承重保温混凝土的特性，下面将实施例1、2、3制备的承重保温混凝土测定其导热系数和抗压强度，结果如下表2所示。
表2性能测试结果
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 导热系数（W/(m*K)） | 0.0913 | 0.114 | 0.214 |
| 抗压强度（MPa） | 18 | 19.2 | 21.5 |
由表2可以看出，本发明制备的承重保温混凝土的导热系数为0.09-0.22 W/(m*K)，而一般混凝土墙体的导热系数为1.6-2.0W/(m*K)，大大提高了墙体的保温节能性能，且其抗压强度合格。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土，其特征在于：以重量份数计，包括如下组分：水：8-15份，水泥：16-28份，粉煤灰：2-5份，尾矿废砂：18-26份，玻化微珠：4.6-6.5份，高钛重矿渣：45-57份，减水剂：0.26-0.33份；
所述玻化微珠要进行改性处理，所述改性处理为：采用三乙醇胺和水泥对玻化微珠进行裹浆处理。
2.如权利要求1所述的利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土，其特征在于：所述尾矿废砂的细度模数为3.0-2.5。
3.如权利要求1所述的利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土，其特征在于：所述玻化微珠的粒径为30-50目。
4.如权利要求1所述的利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土，其特征在于：所述高钛重矿渣的粒径为4.75mm-26.5mm。
5.如权利要求1-4任一项所述的利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂。
6.一种利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土的制备方法，其特征在于：至少包括以下步骤：
按照如权利要求1-5任一项所述的原料配比称取各组分；
将所述高钛重矿渣进行预湿处理，处理时间为20-24小时；
将玻化微珠进行改性处理；
将所述水泥、粉煤灰、高钛重矿渣、尾矿废砂、减水剂、水、改性处理后的玻化微珠进行混料处理，得到第一混料；
将经过所述第一混料成型、硬化，即得到所述承重保温混凝土。
7.如权利要求6所述的利用废弃物做粗细骨料的承重保温混凝土的制备方法，其特征在于：所述第一混料的制备方法为：先将水泥、粉煤灰、高钛重矿渣、尾矿废砂搅拌均匀，再加入减水剂和水进行搅拌，最后加入改性处理后的玻化微珠搅拌完成。
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