CN108516740B - 含电解锰渣的混凝土及其制备方法、混凝土路面 - Google Patents

含电解锰渣的混凝土及其制备方法、混凝土路面 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种含电解锰渣的混凝土及其制备方法、混凝土路面，涉及材料领域。该混凝土其是由将原料混合所得，按重量份数计，原料包括：级配电解锰渣煅烧料130‑200份、水泥13‑20份、硅灰5‑10份、粉煤灰10‑15份、分散剂0.5‑0.8份、减水剂0.7‑1份以及水10‑15份。其中，级配电解锰渣煅烧料由电解锰渣于800‑1000℃煅烧后粉碎、级配所得。该混凝土抗冻性佳，强度佳，适于铺路，同时有效节省砂石，提高电解锰渣的利用率。其制备方法简单、操作方便、无污染，有效提高含电解锰渣的混凝土的性能。同时当含电解锰渣的混凝土应用于混凝土路面，有效提高路面的抗冻性佳，强度佳，使用寿命长。

Description

含电解锰渣的混凝土及其制备方法、混凝土路面
技术领域
本发明涉及材料领域，且特别涉及一种含电解锰渣的混凝土及其制备方法、混凝土路面。
背景技术
我国是世界最主要的锰金属生产国，年锰产量达世界总产量的90％以上，其产品的获得大部分是通过硫酸化合菱锰矿(主要有效成分为MnCO3)得到电解液硫酸锰后经电解来实现的，由于我国锰矿矿石中MnCO3含量仅在20％以内，矿石中其它矿物组分在化合反应过程中以电解锰渣的形式排出。电解锰渣中硫酸盐、氨氮、锰的浓度较高，砷、汞、硒的浓度也较高。电解锰渣表观为黑色细小颗粒，沉淀后为板结块状。
电解锰渣的矿物成分主要为二水石膏、石英、水化硅酸二钙等。电解锰渣排放量相当大。据相关企业生产统计，每生产1吨电解锰粉，所排放酸浸废渣量约为5-6吨，目前我国的电解锰年产能力已超过100万吨，废渣年排放量超过600万吨，这些酸浸废渣一方面增加了企业堆置废渣的土地征用和场地处置等费用，使企业生产成本增加且消耗大量土地资源；另一方面废渣的长期堆放，致使一些有害元素通过土层渗透，进入地表及地下水中，影响地下水资源，导致水资源污染。
发明内容
本发明提出一种含电解锰渣的混凝土，其抗冻性佳，强度佳，适于铺路，同时有效节省砂石，提高电解锰渣的利用率。
本发明提出一种含电解锰渣的混凝土的制备方法，工艺简单、操作方便、无污染，有效提高含电解锰渣的混凝土的性能。
本发明提出一种混凝土路面，其抗冻性佳，强度佳，使用寿命长。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种含电解锰渣的混凝土，其按重量份数计，原料包括：
级配电解锰渣煅烧料130-200份、水泥13-20份、硅灰5-10份、粉煤灰10-15份、分散剂0.5-0.8份、减水剂0.7-1份以及水10-15份。
其中，级配电解锰渣煅烧料由电解锰渣于800-1000℃煅烧后粉碎、级配所得。
本发明提出一种含电解锰渣的混凝土的制备方法，其包括：
将电解锰渣于800-1000℃煅烧、粉碎后级配，备制上述含电解锰渣的混凝土的原料后将其混合。
本发明提出一种混凝土路面，将上述含电解锰渣的混凝土于路面摊平后，采用低频平板振荡器在其表面振荡密实平整，浇水养护后所得。
本发明实施例的含电解锰渣的混凝土及其制备方法、混凝土路面的有益效果是：
级配电解锰渣煅烧料由电解锰渣于800-1000℃煅烧后粉碎、级配所得。通过级配电解锰渣煅烧料全部取代砂石，有效降低成本，同时有效提高电解锰渣的利用度，防止污染环境。同时，采用800-1000℃煅烧，使得电解锰渣的强度高，有效替代砂石成为混凝土的骨料，同时有效缓解电解锰渣的粘度大，便于后续混合均匀，并且煅烧过程中其内部发生多种化学反应，同时内部具有多个有效孔洞，含泥量低，因此具有较佳的保温性能以及抗冻性。硅灰、粉煤灰的合理掺加，与级配电解锰渣煅烧料配合，有效提高含电解锰渣的混凝土的抗冻性以及强度。减水剂与硅灰配合，有效降低水的使用，同时，有效提高硅灰的分散度，使其与其他原料混合更为均匀。分散剂用于使得原料充分混合，使混凝土的质量均一，进一步提高其强度以及抗冻性能等。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的含电解锰渣的混凝土及其制备方法、混凝土路面进行具体说明。
本发明提供一种含电解锰渣的混凝土，其按重量份数计，其原料包括：
级配电解锰渣煅烧料130-200份、水泥13-20份、硅灰5-10份、粉煤灰10-15份、分散剂0.5-0.8份、减水剂0.7-1份以及水10-15份。上述条件下，抗冻性佳，强度佳以及耐久性佳。
其中，级配电解锰渣煅烧料由电解锰渣于800-1000℃煅烧后粉碎、级配所得。通过级配电解锰渣煅烧料全部取代砂石，有效降低成本，同时有效提高电解锰渣的利用度，防止污染环境。同时，采用800-1000℃煅烧，使得电解锰渣的强度高，有效替代砂石成为混凝土的骨料，同时有效缓解电解锰渣的粘度大，便于后续混合均匀，并且煅烧过程中其内部发生多种化学反应，同时内部具有多个有效孔洞，含泥量低，因此具有较佳的保温性能以及抗冻性。其中，煅烧可采用在回转窑内进行，有效提高煅烧效率。
为了进一步提高整体的性能，提高混凝土的轻度、抗冻性等，本发明较佳的实施例中，级配电解锰渣煅烧料包括粒径为30-45mm的第一电解锰渣煅烧料、粒径为20-30mm的第二电解锰渣煅烧料、粒径为10-20mm的第三电解锰渣煅烧料以及粒径为5-10mm的第四电解锰渣煅烧料，第一电解锰渣煅烧料、第二电解锰渣煅烧料、第三电解锰渣煅烧料以及第四电解锰渣煅烧料的重量比依次为3-4∶2.5-3∶3-4∶1。
分散剂为十二烷基苯磺酸钠。用于使得原料充分混合，使混凝土的质量均一，进一步提高其强度以及抗冻性能等。
上述硅灰、粉煤灰的合理掺加，与级配电解锰渣煅烧料配合，有效提高含电解锰渣的混凝土的抗冻性以及强度。其中，粉煤灰使对混凝土不利的氢氧化钙转化为有利的C-S-H凝胶，改善浆体与集料界面的粘结，硅灰含有的无定形SO2高，具有很高的化学活性，与水泥水化产物反应生成凝胶产物，提高强度，渗透性降低。同时硅灰、粉煤灰的颗粒大多呈微珠，且粒径小于水泥，具有突出的填充、润滑、解絮、分散水洱等的致密作用，使混凝土的用水量减少，和易性改善，混凝土均匀密实，从而提高混凝土的强度和耐久性。
减水剂与硅灰配合，有效降低水的使用，同时，有效提高硅灰的分散度，使其与其他原料混合更为均匀。
可选地，本发明较佳的实施例中，原料还包括耐碱玻璃纤维，耐碱玻璃纤维的添加量为0.6-0.8kg/m3。进一步提高其强度以及耐久性。
可选地，本发明较佳的实施例中，原料还包括1-2重量份的可再分散乳胶粉，有效提高混凝土的耐久性。
本发明还提供上述含电解锰渣的混凝土的制备方法，其包括：
将电解锰渣于800-1000℃煅烧、粉碎后级配，备制上述含电解锰渣的混凝土的原料后将其混合。
本发明较佳的实施例中，煅烧进行4-5h，且每隔20min进行一次翻料。上述条件下，使得电解锰渣充分煅烧，制得的电解锰渣煅烧料的质量佳，孔隙度以及强度佳。
本发明较佳的实施例中，混合包括：
先将电解锰渣煅烧料与分散剂混合，得第一物料。
于搅拌状态下，将第一物料与水泥、硅灰、以及粉煤灰混合，继续搅拌3-5min后与减水剂混合，得第二物料。
于搅拌状态下，将第二物料与水混合。上述混合条件下，充分提高分散剂、减水剂的利用率以及其工作效率，混合效果佳。
可选地，原料还包括添加量为0.6-0.8kg/m3的耐碱玻璃纤维，将电解锰渣煅烧料、分散剂以及耐碱玻璃纤维混合，得第一物料。
本发明还提供一种混凝土路面，其是将上述含电解锰渣的混凝土于路面摊平后，采用低频平板振荡器在其表面振荡密实平整，浇水养护后所得。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
一种含电解锰渣的混凝土，其由以下方法制得：
备制原料后，先将电解锰渣煅烧料与分散剂混合，得第一物料。
于搅拌状态下，将第一物料与水泥、硅灰、以及粉煤灰混合，继续搅拌5min后与减水剂混合，得第二物料。
于搅拌状态下，将第二物料与水混合。
其中，原料包括：级配电解锰渣煅烧料180份、水泥14份、硅灰8份、粉煤灰13份、分散剂0.6份、减水剂1份以及水11份。分散剂为十二烷基苯磺酸钠。
其中，级配电解锰渣煅烧料由电解锰渣于900℃煅烧4h，且每隔20min进行一次翻料，煅烧完成后粉碎、级配所得。
级配电解锰渣煅烧料包括粒径为30-45mm的第一电解锰渣煅烧料、粒径为20-30mm的第二电解锰渣煅烧料、粒径为10-20mm的第三电解锰渣煅烧料以及粒径为5-10mm的第四电解锰渣煅烧料，第一电解锰渣煅烧料、第二电解锰渣煅烧料、第三电解锰渣煅烧料以及第四电解锰渣煅烧料的重量比依次为3∶3∶4∶1。
实施例2
一种含电解锰渣的混凝土，其由以下方法制得：
备制原料后，先将电解锰渣煅烧料与分散剂混合，得第一物料。
于搅拌状态下，将第一物料与水泥、硅灰、以及粉煤灰混合，继续搅拌4min后与减水剂混合，得第二物料。
于搅拌状态下，将第二物料与水混合。
其中，原料包括：级配电解锰渣煅烧料185份、水泥17份、硅灰8份、粉煤灰14份、分散剂0.7份、减水剂0.8份以及水13份。分散剂为十二烷基苯磺酸钠。
其中，级配电解锰渣煅烧料由电解锰渣于950℃煅烧4h，且每隔20min进行一次翻料，煅烧完成后粉碎、级配所得。
级配电解锰渣煅烧料包括粒径为30-45mm的第一电解锰渣煅烧料、粒径为20-30mm的第二电解锰渣煅烧料、粒径为10-20mm的第三电解锰渣煅烧料以及粒径为5-10mm的第四电解锰渣煅烧料，第一电解锰渣煅烧料、第二电解锰渣煅烧料、第三电解锰渣煅烧料以及第四电解锰渣煅烧料的重量比依次为3.5∶2.7∶4∶1。
实施例3
一种含电解锰渣的混凝土，其与实施例1的区别仅在于：
原料含有1.4重量份的可分散乳胶粉。以及备制原料后，于搅拌状态下，将第一物料与水泥、硅灰、可分散乳胶粉以及粉煤灰混合，继续搅拌5min后与减水剂混合，得第二物料。
实施例4
一种含电解锰渣的混凝土，其与实施例1的区别仅在于：
原料含有添加量为0.7kg/m3的耐碱玻璃纤维。以及备制原料后，先将电解锰渣煅烧料与耐碱玻璃纤维、分散剂混合，得第一物料。
实施例5
一种含电解锰渣的混凝土，其与实施例1的区别在于，原料含有添加量为0.65kg/m3的耐碱玻璃纤维以及1.2重量份的可分散乳胶粉。
备制原料后，先将电解锰渣煅烧料与耐碱玻璃纤维、分散剂混合，得第一物料。
于搅拌状态下，将第一物料与水泥、硅灰、可再分散乳胶粉以及粉煤灰混合，继续搅拌5min后与减水剂混合，得第二物料。
于搅拌状态下，将第二物料与水混合。
实施例6
一种混凝土路面，其是将实施例1-5任意一项含电解锰渣的混凝土于路面摊平后，采用低频平板振荡器在其表面振荡密实平整，浇水养护后所得。
试验例
重复实施例1-5，制得足够的含电解锰渣的混凝土，按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》制作标准试块，并测量标准试块7天抗压强度和劈裂抗拉强度。按照GB/T50082《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的快冻法测试各实施例中制备得到的混凝土标准试块的28天抗冻等级。结果如表1所示。
表1试验结果
Figure BDA0001640340900000091
由表1可得，本发明提供的含电解锰渣的混凝土抗压强度以及抗冻强度佳。
同时实施例6中的混凝土路面在使用一个月以后，其表面的磨损度排名为实施例5最佳，但总体实施例1-5的耐久性好于现有的普通混凝土地面。
综上，本发明实施例的含电解锰渣的混凝土，其抗冻性佳，强度佳，适于铺路，同时有效节省砂石，提高电解锰渣的利用率。含电解锰渣的混凝土的制备方法，工艺简单、操作方便、无污染，有效提高含电解锰渣的混凝土的性能。当上述含电解锰渣的混凝土应用于混凝土路面时，其抗冻性佳，强度佳，使用寿命长。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种含电解锰渣的混凝土，其特征在于，按重量份数计，其原料包括：
级配电解锰渣煅烧料130-200份、水泥13-20份、硅灰5-10份、粉煤灰10-15份、分散剂0.5-0.8份、减水剂0.7-1份以及水10-15份；
其中，所述级配电解锰渣煅烧料由所述电解锰渣于800-1000℃煅烧后粉碎、级配所得；
所述级配电解锰渣煅烧料包括粒径为30-45mm的第一电解锰渣煅烧料、粒径为20-30mm的第二电解锰渣煅烧料、粒径为10-20mm的第三电解锰渣煅烧料以及粒径为5-10mm的第四电解锰渣煅烧料，所述第一电解锰渣煅烧料、所述第二电解锰渣煅烧料、所述第三电解锰渣煅烧料以及所述第四电解锰渣煅烧料的重量比依次为3-4∶2.5-3∶3-4∶1。
2.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述原料还包括耐碱玻璃纤维，所述耐碱玻璃纤维的添加量为0.6-0.8kg/m3。
3.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述原料还包括1-2重量份的可再分散乳胶粉。
4.根据权利要求1所述的混凝土，其特征在于，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠。
5.一种含电解锰渣的混凝土的制备方法，其特征在于，包括：
将所述电解锰渣于800-1000℃煅烧、粉碎后级配，备制如权利要求1所述的含电解锰渣的混凝土的所述原料后将其混合。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，混合包括：
先将所述电解锰渣煅烧料与所述分散剂混合，得第一物料；
于搅拌状态下，将所述第一物料与所述水泥、所述硅灰、以及所述粉煤灰混合，继续搅拌3-5min后与所述减水剂混合，得第二物料；
于搅拌状态下，将第二物料与所述水混合。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，煅烧进行4-5h，且每隔20min进行一次翻料。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述原料还包括添加量为0.6-0.8kg/m3的耐碱玻璃纤维，将所述电解锰渣煅烧料、所述分散剂以及所述耐碱玻璃纤维混合，得第一物料。
9.一种混凝土路面，其特征在于，将权利要求1-4任意一项所述的含电解锰渣的混凝土于路面摊平后，采用低频平板振荡器在其表面振荡密实平整，浇水养护后所得。
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