CN108516741B - 一种钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的钢渣砂‑秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥5‑30份；河砂20‑50份；钢渣砂20‑60份；秸秆灰1‑20份；纤维1‑20份；砂浆外加剂0‑5份。本发明的钢渣砂‑秸秆灰复掺砂浆，高附加值地利用钢渣和秸秆灰两种工业废料，利用秸秆灰作为碱激发剂激发钢渣早期活性，以及秸秆纤维的保温隔热功能，得到的钢渣砂‑秸秆灰复掺砂浆，在高强度、低收缩、微膨胀、安全稳定、保温环保上均取得了良好的效果。

Description

一种钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆及其制备方法
技术领域
本发明属于保温砂浆领域，具体涉及一种钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆及其制备方法。
背景技术
砂浆是建筑上砌砖使用的黏结物质，通常由一定比例的沙子和胶结材料加水和成。随着城市的快速发展，河砂作为砂浆中常用的材料之一越来越紧缺，而出于环境保护的需要，许多地区已经禁止开采河砂，这使得寻找河砂替代品成为了当务之急。在当前配制建筑砂浆的过程当中，一些工业废渣如粉煤灰、矿渣等已经得到广泛应用，不仅在一定程度上降低了砂浆的生产成本，而且使砂浆的工作性能、耐久性能等都得到了改善。即便如此，采用粉煤灰、矿渣等替代物质得到的砂浆的性能仍有待提高。
随着我国钢铁工业的飞速发展，炼钢过程中产生的废弃物钢渣的排放量日益增加，从而需要占用大量的土地资源来存放钢渣，这不仅造成了土地资源的巨大浪费，而且还会造成空气、水体和土质的二次污染，使我们的生存环境受到了极大的威胁。据统计，2017年我国粗钢产量达到8.32亿吨，钢渣排放量大约为1.31亿吨。旧渣无法消耗，新渣却还在不断增加。这个问题不仅成为影响我国乃至世界钢铁产业可持续发展的一道难题，而且严重污染环境，给人类的生存带来极大地威胁。
为解决上述问题，目前市面上出现添加钢渣的砂浆，例如，中国专利文献CN101104551A中公开的钢渣保温抹面砂浆，砂浆组成按质量百分比为：钢渣55～67.5％、水泥20～30％、矿物掺合料2～10％、高分子聚合物2.5～8％、其它添加剂0.2～0.6％。该砂浆虽然具有保温功能，存在如下缺陷：该砂浆对钢渣原料的要求为“陈化钢渣一年，使游离CaO小于3％”，这种做法不但耗时过长，生产效率低，浪费堆放土地资源，随机不确定性强；并且，钢渣在放置一年后凝胶活性已基本消失，得到的砂浆强度仅能达到0.18MPa。
中国专利文献CN1966453A中公开的建筑用钢渣砂浆，其组成按重量百分比为：钢渣65-85％、水泥6-18％、矿物掺合料6-18％、化学外加剂0-0.1％。该砂浆虽然强度可达11.9MPa，但是同样要求陈化钢渣砂一年，使游离CaO小于3％，使用的钢渣原料的胶凝活性基本消失。
中国专利文献CN105585284A中公开的一种环保节能型的保温抹面砂浆，其组分按以下重量份配比：钢渣砂20-30％、粉煤灰20-30％、水泥10-20％、矿渣粉10-15％、羟丙基甲基纤维素醚0.5-2％、抗裂纤维0.1-1％、可分散性乳胶粉0.3-2％。上述砂浆虽然采用了工业废弃物钢渣砂，减少了钢渣对环境的污染，且制得的砂浆具有保温功能，但是仍存在如下问题：由于钢渣中含有一定量的游离氧化钙和游离氧化镁，因此，能够与水和二氧化碳发生化学反应从而产生体积膨胀。但在自然条件下，其水化活性很低，甚至需要十多年时间才能完全水化，严重影响砂浆或混凝土的体积安定性。
另一方面，当前我国以秸秆为燃料的电厂发展较快，秸秆灰的去向，也就成为亟待解决的问题，处理不当会造成严重环境污染，因此，如何高效利用秸秆灰成为当前环保领域的重点问题。
目前出现了添加秸秆灰的砂浆，例如，中国专利文献CN103382094A中公开的一种防腐抗侵蚀保温砂浆，由下述重量份的原料制得：聚丙烯纤维4-6、普通硅酸盐水泥300-400、膨胀珍珠岩粉80-100、白乳胶5-7、环氧大豆油1-2、改性秸秆灰烬5-7、糖钙1-2、河砂8-15、有机硅0.05-0.2、甲基丙烯酸1-2、硬脂酸铝0.1-0.3、硬脂酸钡0.1-0.3、苯甲酸特丁0.1-0.2,氢氧化钠3.8-5、壳聚糖1-2、羟乙基纤维素0.04-0.06、过硫酸钾0.04-0.06、硅酸钙0.2-0.4、苯甲酸钠0.1-0.2、适量水。
上述技术方案以秸秆灰作为砂浆的成分之一，秸秆灰具有较大的比表面积(50-100m2/g)和较高的火山灰活性，其含有的活性SiO2与水化生产的Ca(OH)2反应，可生成C-S-H凝胶。因此，秸秆灰能加速水泥水化，且C-S-H凝胶具有较高强度，能提高砂浆的早期强度；但秸秆灰的有效活性含量远少于水泥时，会造成其后期强度降低，而秸秆灰掺量过大时，则会造成大量的钾盐和镁盐溶于水分散在胶凝材料中，随龄期增长会结晶而产生“盐析”现象，严重影响混凝土耐久性。因此，为避免混凝土耐久性过差，秸秆灰需要严格控制其掺量，导致该技术方案中秸秆灰的用量仅为水泥的1.67％—1.75％，达不到“利废”的效果。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题是提供一种强度高、耐久性好、生产效率高、能较好地实现钢渣砂与秸秆灰回收利用的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆。
本发明还提供了所述钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法。
本发明的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥5-30份；河砂20-50份；钢渣砂20-60份；秸秆灰1-20份；纤维1-20份；砂浆外加剂0-5份。
优选地，所述的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥14-18份；河砂32-36份；钢渣砂36-40份；秸秆灰6-10份；纤维4-6份；砂浆外加剂1-3份。
优选地，所述钢渣砂的粒径为0-5mm，表观密度为3500-3800Kg/m3，细度模数为2-5，含泥粉量为0-8％。
优选地，所述秸秆灰的成分包括SiO2、K2O、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、P2O5、SO3。
优选地，所述纤维为秸秆纤维中的一种或多种。所述秸秆纤维包括但不限于小麦秸秆纤维、水稻秸秆纤维、玉米秸秆纤维。
进一步优选地，所述纤维为秸秆纤维，所述秸秆纤维的长度为5-12mm，通过将秸秆浸泡于浓度为1-10％的NaOH溶液中1-10h后干燥得到。
优选地，所述砂浆外加剂为乳胶粉、纤维素酶中的一种或多种。
进一步优选地，所述乳胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉和乙烯与氯乙烯及月硅酸乙烯酯三元共聚胶粉中的一种或多种。
优选地，所述钢渣砂与所述秸秆灰的重量比为(5-6)：1。
本发明所述的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法，包括如下步骤：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂，混合均匀，即得。
需要说明的是，本发明的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆在制备过程中可能会含有微量的不可避免的杂质，但不影响本发明的实施及技术效果的实现。
本发明的上述技术方案，相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂。本发明的砂浆高效利用了钢渣和秸秆灰两种工业废料，对环境保护、钢渣与秸秆工程化利用的实现具有重要意义。钢渣是炼钢产生的废弃物，其矿物组成和水泥熟料相似，但由于其易磨性差，很难磨细到水泥细度，故用来替代水泥可能性不大；但其硬度大，可作为细集料，代替河砂。本发明以钢渣砂替代部分河砂，可节约砂浆的成本，且对于颗粒状钢渣而言，其颗粒级配、压碎值和磨耗率等各项物理力学性能指标优于普通河砂，是天然砂的理想替代品。并且，钢渣自身就具有一定的潜在胶凝能力，在砂浆的水化过程中，具有一定活性的钢渣砂，特别是颗粒较细的钢渣砂，会参与水泥的水化反应，这使得钢渣在理论上比本身并不具备胶凝性的矿渣粉、粉煤灰等混合材有更好的利用前景。
(2)本发明的砂浆中复掺秸秆灰和钢渣，具有低收缩、微膨胀的技术效果。由于钢渣中含有一定量的游离氧化钙和游离氧化镁，因此，能够与水和二氧化碳发生化学反应从而产生体积膨胀。但在自然条件下，其水化活性很低，甚至需要十多年时间才能完全水化，严重影响砂浆或混凝土的体积安定性。发明人发现钢渣在秸秆灰存在的碱性环境中会激发其活性，能快速发生水化反应，不但可弥补砂浆早期的体积收缩，减小其后期的碱性膨胀，反应消耗完游离氧化钙和氧化镁后还消除了钢渣安定性不良的问题。因此，当秸秆灰和钢渣协同使用时，秸秆灰可作为碱激发剂激发钢渣活性，实现砂浆的微膨胀效应。
不仅如此，秸秆灰含有的活性SiO2与水化生产的Ca(OH)2反应，可生成C-S-H凝胶。秸秆灰本身就能起到加速水泥水化的作用，且C-S-H凝胶具有较高强度，能提高砂浆的早期强度；而秸秆灰与钢渣的协同作用不仅可以解决含有秸秆灰的砂浆后期强度降低的问题，还解决了秸秆灰中含有的大量的钾盐和镁盐随龄期增长出现“盐析”，进而严重影响混凝土耐久性的问题。秸秆灰中含有的大量的钾盐和钙盐等，可作为碱激发剂，激发钢渣水化，钢渣玻璃体的充分水化和解体能产生足够数量的沸石类水化产物，由此在提高砂浆的后期强度的同时，还固定了钾盐等金属盐，避免了其析出带来的耐久性问题。
(3)本发明的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，充分利用钢渣砂三大优势：第一，钢渣砂密度大，抗变形，耐磨性强，且钢渣中的金属铁形成空间骨架，具有较高的强度；第二，钢渣砂表面非常粗燥，与水泥及其他掺和料的咬合力大，整体性好；第三，钢渣水化后体积增大，能弥补砂浆的干燥收缩。同时利用秸秆灰作为碱激发剂激发钢渣活性，消除了钢渣体积不稳定的危害。
(4)本发明的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，具有良好的保温性能。其含有纤维，作为优选的实现方式，可选用秸秆纤维。秸秆作为可再生资源，平均孔隙率超过80％，是一种轻质、保温隔热、吸声材料。利用秸秆纤维作为砂浆的掺和料，不但具有保温的效果，还可以减小能源消耗。同时，用秸秆纤维配置水泥基保温砂浆，一方面避免秸秆易燃的问题；另一方面可以发挥秸秆保温隔热的优势。
(5)本发明的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，所述秸秆纤维通过将秸秆浸泡于浓度为1-10％的NaOH溶液中1-10h后干燥得到。秸秆表面覆盖有蜡质层，同时秸秆浸出液有显著抑制水泥水化硬化的作用，大大降低了秸秆纤维水泥基材料的力学性能，因此，通过对秸秆的上述预处理可以避免其对于砂浆的不利影响。
(6)本发明高附加值地利用钢渣和秸秆灰两种工业废料，利用秸秆灰作为碱激发剂激发钢渣早期活性，以及秸秆纤维的保温隔热功能，得到的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，在高强度、低收缩、微膨胀、安全稳定、保温环保上均取得了良好的效果。
具体实施方式
实施例1
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥5份；河砂35份；钢渣砂60份；秸秆灰10份；纤维20份；砂浆外加剂2份。
为了解所述钢渣砂的具体化学成分及其含量，本实施例对所述钢渣砂进行了成分检测，其结果如下：
表1所述钢渣砂的成分检测结果
成分 SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO FeO MgO S
含量(％) 9.76 2.29 37.25 7.23 7.67 0.11
成分 MnO P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> M.Fe f—CaO T.Fe ——
含量(％) 3.18 0.95 0.28 3.95 24.11 ——
其中，所述钢渣砂的粒径为4.75mm，表观密度为3629Kg/m3，细度模数为3.6，含泥粉量为4.91％，其具体参数如下：
表2所述钢渣砂的筛分级配
方孔筛孔径/mm 累计筛余/％ 分计筛余/％
4.75 0.8 0.8
2.36 38.3 37.5
1.18 67.6 29.3
0.6 80.6 13.0
0.3 87.7 7.1
0.16 92.0 4.3
0.075 100 8.1
表3所述钢渣砂基本性能参数
Figure BDA0001642750200000071
所述秸秆灰是专门以秸秆为燃料的发电厂，燃烧农作物杆、稻壳等后的灰分，大部分呈粉状，少量是烧熔结成的小块，成分包括SiO2、K2O、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、P2O5、SO3。
为了解所述秸秆灰具体化学成分及其含量，本实施例对所述秸秆灰进行了成分检测，其结果如下：
表4所述秸秆灰的成分检测结果
成分 SiO<sub>2</sub> K<sub>2</sub>O Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO MgO P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SO<sub>3</sub> loss
含量％ 73.2 5.9 4.4 2.3 2.1 1.8 1.8 0.9 5.6
所述纤维为秸秆纤维，所述秸秆纤维的长度为5-12mm，通过将秸秆去根，然后用40-50℃的温水清洗，自然风干后切割成5-12mm的长度，最后，将其浸泡于浓度为6％的NaOH溶液中8h后干燥得到。
为了解所述秸秆灰具体化学成分及其含量，本实施例对所述秸秆灰进行了成分检测，其结果如下：
表5所述秸秆纤维的成分检测结果
成分 纤维素 半纤维素 木质素 水分 灰分 果胶质
含量％ 36.2 22.8 17.6 14 8.9 0.5
所述砂浆外加剂为乳胶粉与纤维素酶。所述乳胶粉的用量为1.2重量份，所述纤维素酶的用量为0.8重量份。其中，所述乳胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉与醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉按照1:2的重量比混合而得。
需要说明的是，所述钢渣砂的粒径、表观密度、细度模数、含泥粉量并不唯一，本实施例仅提供一种具体实现方式。所述钢渣砂的粒径还可替换为0-5mm范围内的任意值，表观密度可替换为3500-3800Kg/m3范围内的任意值，细度模数可替换为2-5范围内的任意值，含泥粉量可替换为0-8％范围内的任意值。同样的，所述秸秆灰的成分也不唯一，本领域技术人员可使用不同方法、不同途径得到的秸秆灰，只要其中含有二氧化硅及氧化钾等金属氧化物即可实现本发明的目的。
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法如下：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂，混合均匀，即得。
实施例2
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥30份；河砂20份；钢渣砂40份；秸秆灰1份；纤维1份；砂浆外加剂0份。
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法如下：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维，混合均匀，即得。
实施例3
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥17份；河砂50份；钢渣砂20份；秸秆灰20份；纤维10份；砂浆外加剂5份。
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法如下：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂，混合均匀，即得。
实施例4
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥14份；河砂36份；钢渣砂40份；秸秆灰6份；纤维6份；砂浆外加剂1份。
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法如下：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂，混合均匀，即得。
实施例5
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥18份；河砂32份；钢渣砂36份；秸秆灰10份；纤维4份；砂浆外加剂3份。
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法如下：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂，混合均匀，即得。
实施例6
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥16份；河砂34份；钢渣砂38份；秸秆灰7份；纤维5份；砂浆外加剂2份。
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法如下：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂，混合均匀，即得。
实施例7
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥16份；河砂34份；钢渣砂70份；秸秆灰0份；纤维5份；砂浆外加剂2份。
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法如下：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂，混合均匀，即得。
实施例8
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥16份；河砂34份；钢渣砂60份；秸秆灰0份；纤维5份；砂浆外加剂2份。
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法如下：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂，混合均匀，即得。
实施例9
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥16份；河砂34份；钢渣砂40份；秸秆灰0份；纤维5份；砂浆外加剂2份。
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法如下：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂，混合均匀，即得。
实施例10
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥16份；河砂34份；钢渣砂10份；秸秆灰0份；纤维5份；砂浆外加剂2份。
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法如下：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂，混合均匀，即得。
实施例11
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥16份；河砂34份；钢渣砂0份；秸秆灰1份；纤维5份；砂浆外加剂2份。
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法如下：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂，混合均匀，即得。
实施例12
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥16份；河砂34份；钢渣砂0份；秸秆灰10份；纤维5份；砂浆外加剂2份。
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法如下：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂，混合均匀，即得。
实施例13
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥16份；河砂34份；钢渣砂0份；秸秆灰20份；纤维5份；砂浆外加剂2份。
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法如下：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂，混合均匀，即得。
实施例14
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥16份；河砂34份；钢渣砂0份；秸秆灰30份；纤维5份；砂浆外加剂2份。
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法如下：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂，混合均匀，即得。
实施例15
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥16份；河砂34份；钢渣砂0份；秸秆灰0份；纤维5份；砂浆外加剂2份。
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法如下：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂，混合均匀，即得。
实施例16
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥16份；河砂34份；钢渣砂38份；秸秆灰7份；纤维0份；砂浆外加剂2份。
本实施的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法如下：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂，混合均匀，即得。
效果实验例
为说明本发明的技术效果，对实施例1-16中制备得到的产品进行以下实验。
其中，实施例1-16中的砂浆组分如下表所示：
表6实施例1-16的砂浆组分表
Figure BDA0001642750200000131
Figure BDA0001642750200000141
1、砂浆力学性能的测定
取实施例1-16中的砂浆，对其采用JGJ70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法》中的方法，进行7d抗压强度、28d抗压强度测定；采用GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》中的方法进行7d抗折强度、28d抗折强度测定；并按抗折强度除以抗压强度计算折压比。其检测结果如下表所示：
表7实施例1-16的砂浆的力学性能测试结果
Figure BDA0001642750200000142
Figure BDA0001642750200000151
由上述结果可知，未加入秸秆灰的实施例7-10、15的砂浆，钢渣砂的用量对得到的砂浆强度有以下影响：钢渣砂掺量分别为70、60、40、10、0，钢渣掺量在0-60之间时强度逐渐增加，但70时强度反而下降。未加入钢渣砂的实施例11-15的砂浆，秸秆灰的用量对得到的砂浆强度有以下影响：秸秆灰的掺量分别为0、1、10、20、30，秸秆灰的掺量在0-20之间时，强度逐渐增加，30时强度反而下降。更为重要的是，适量的秸秆灰的掺入虽然使砂浆的强度提高，但其使得前期的7d强度较高，但在后期的28d强度并不理想。而本发明实施例1-6、16中的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆与上述两种情况相比，不仅提升了砂浆前期、后期的强度，并且由折压比可知，本发明的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的抗裂性能远远优于单独掺入钢渣砂或单独掺入钢渣砂的情况。
需要说明的是，由上述结果可知，在实施例4-6中，钢渣砂与秸秆灰的用量，当钢渣砂36-40份，秸秆灰6-10份时，得到的砂浆力学性能较好。尤其是，钢渣砂与秸秆灰的重量份比，实施例4中为6.7:1、实施例5中为3.6：1、实施例6中为5.4：1，经过发明人多次试验发现，当同时满足钢渣砂与秸秆灰的重量份比为5-6:1时，力学性能最为优异。
2、砂浆压蒸安定性与体积稳定性的测定
取实施例1-16中的砂浆，参照GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》的制备40×40×160mm的砂浆试件，按照YB/T4228-2010《混凝土多空砖和路面砖用钢渣》中钢渣骨料安定性测试方法，将试件经2.0MPa压蒸后，测试其安定性。
取实施例1-16中的砂浆，按照JGJ70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法》制备40×40×160mm的棱柱体，并测其自然干燥收缩值。
其检测结果如下表所示：
表8实施例1-16的砂浆的压蒸安定性、体积稳定性的测试结果
Figure BDA0001642750200000161
Figure BDA0001642750200000171
由上述结果可知，压蒸安定性测试中采用高温高压的养护方式，促使水泥和钢渣迅速水化膨胀，相比自然养护条件，可能夸大了钢渣的膨胀效果，但从数据可以看出：在实施例2-6、9-16中，当钢渣掺量在0-40时膨胀率较小，试件基本能保持完整状态，安定性合格；在实施例1中，当钢渣砂掺量在40-60(不含40)时，且掺入秸秆灰，则试件基本能保持完整状态，安定性合格；在实施例7、8中，当钢渣砂掺量在40以上时，若未同时掺入秸秆灰，则试件将出现断裂，安定性不合格。
由体积稳定性测试结果可知，与未加钢渣砂和秸秆灰的实施例15中的砂浆相比，钢渣砂、秸秆灰和纤维的掺入都能在一定程度上减小砂浆的收缩，且都远超《建筑保温砂浆》(GB/T20473—2006)中要求的线收缩率≤0.3％。
3、砂浆导热性能的测定
取实施例1-16中的砂浆，对其采用GB/T 20473-2006《建筑保温砂浆》中的方法测试砂浆的导热系数。其检测结果如下表所示：
表9实施例1-16的砂浆的导热性能的测试结果
组别 导热系数/(W/m·k) 组别 导热系数/(W/m·k)
实施例1 0.067 实施例9 0.067
实施例2 0.089 实施例10 0.067
实施例3 0.067 实施例11 0.067
实施例4 0.067 实施例12 0.068
实施例5 0.073 实施例13 0.067
实施例6 0.068 实施例14 0.067
实施例7 0.067 实施例15 0.067
实施例8 0.068 实施例16 0.091
由上述结果可知，在纤维掺入量分别为0、1、4、5时，导热系数逐渐减小，在纤维掺入量分别为6、10、20时，继续增加纤维并不能降低导热系数。
4、不同秸秆改性方法的效果测定
为找到秸秆预处理的最优条件，进行如下实验：
称取6组100g的秸秆分别浸泡于0％、2％、4％、6％的NaOH溶液中，记录其随时间的质量变化情况。其结果如下表所示：
表10不同改性方法的秸秆质量损失测定结果
浓度/时间 0％ 2％ 4％ 6％
2h 92 81 74 70
4h 84 76 71 65
8h 80 71 67 61
16h 76 65 64 60
24h 70 61 61 59
32h 65 62 60 59
从表10中可以看出，不同改性方法的秸秆最终质量基本稳定在60g左右，为了减小工厂生产时间，提高工作效率，保证在一个工作日时间(8h)内能够完成改性工作，最优的改性条件为将秸秆在浓度为6％的NaOH溶液中浸泡8h。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，其特征在于，包括如下重量份的原料：水泥14-18份；河砂32-36份；钢渣砂36-40份；秸秆灰6-10份；纤维4-6份；砂浆外加剂1-3份；
所述纤维为秸秆纤维，所述秸秆纤维的长度为5-12mm，通过将秸秆浸泡于浓度为1-10％的NaOH溶液中1-10h后干燥得到；
所述砂浆外加剂为乳胶粉、纤维素酶中的一种或两种；
所述钢渣砂的粒径为0-5mm，表观密度为3500-3800Kg/m3，细度模数为2-5，含泥粉量为0-8％；
所述钢渣砂与所述秸秆灰的重量比为(5-6)：1。
2.根据权利要求1所述的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，其特征在于，所述秸秆灰的成分包括SiO2、K2O、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、P2O5、SO3中的两种或者两种以上。
3.根据权利要求1所述的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，其特征在于，所述乳胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉和乙烯与氯乙烯及月硅酸乙烯酯三元共聚胶粉中的一种或多种。
4.一种制备权利要求1-3中任意一项所述的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的方法，其特征在于，包括如下步骤：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂，混合均匀，即得。
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