CN109250980A - 一种钢渣混凝土及其制备方法 - Google Patents

一种钢渣混凝土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钢渣混凝土及其制备方法,该钢渣混凝土干粉按照重量份计数包含以下组分:水泥300~420份,钢渣粉30~84份,矿渣粉10~20份,钢渣细骨料650~750份,粗骨料1050~1250份,减水剂3~5份。其制备方法如下:1)将钢渣进行破碎并筛分;2)按比例将水、水泥、钢渣粉、钢渣细骨料和减水剂混合搅拌均匀得到混合料;3)按比例将粗骨料加入混合料中,搅拌均匀后注模、压制成型,之后在标准养护室中养护1~2d后脱模,得到所述的钢渣混凝土。本发明提出的钢渣混凝土的制备不但能够降低成本,创造良好的经济效益,且能够节省日益匮乏的天然砂原材料。

Description

一种钢渣混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种钢渣混凝土及其制备方法,属于建筑材料技术领域。
背景技术
钢渣是在炼钢过程中用石灰提取杂质而大量生成的固态废弃物。钢渣是钢铁企业利用最差的大宗固体废物之一,目前全国钢渣累积量堆存近10亿吨,但是综合利用率仅仅为10%左右。钢渣的化学组成中含有大量的氧化钙和二氧化硅,其矿物组成中含有丰富的硅酸二钙和硅酸三钙,因此钢渣具有一定的活性,其是非常理想的二次资源。如能有效地循环利用钢渣,可带来巨大的社会效益与经济效益,为钢铁业绿色发展、循环经济提供有力的支撑。
另一方面,大量混凝土构建物的建设,导致河砂的大量开采及使用,目前我国的河砂正在日益减少。因此,如何合理有效的利用钢渣以及减少河砂用量就成为了当前亟待解决的问题之一。目前关于钢渣的利用一般是将其作为矿物掺合料掺加到混凝土中,本发明将其作为矿物掺合料和部分细骨料掺加到混凝土中不但能够提高其有效利用率而且能够提高其力学性能。
发明内容
技术问题:本发明的目的是提供一种钢渣混凝土及其制备方法,为钢渣在混凝土中的有效利用提供一定指导。
技术方案:本发明提供了一种钢渣混凝土,该钢渣混凝土干粉按照重量份计数包含以下组分:
其中:
所述的水泥为普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。
所述的水泥为P·Ⅱ 52.5级水泥、P·Ⅰ 52.5级水泥或者P·O 52.5级水泥。
所述的钢渣粉的粒径小于0.15mm、比表面积为470~490m2/kg,其成分按照质量百分数包含以下组分:SiO2 20~35%,CaO 40~50%,MgO 7~12%,Al2O3 2~4%,Fe2O3 15~18%,Na2O 0.4~1.6%。
所述的矿渣粉的粒径<45um、比表面积为450~460m2/kg,其成分按照质量百分数包含以下组分:SiO2 32~36%,CaO 32~38%,MgO 7~12%,Al2O3 16~20%,Fe2O3 0.4~0.7%,Na2O 1.2~1.5%。
所述的钢渣细骨料的粒径为0.15mm~4.75mm,细度模数为2.5~2.8,其成分按照质量百分数包含以下组分:SiO2 20~35%,CaO 40~50%,MgO 7~12%,Al2O3 2~4%,Fe2O3 15~18%,Na2O 0.4~1.6%。
所述的粗骨料为石灰岩碎石、卵石、玄武岩碎石或者花岗岩碎石中的一种,粒径范围10~15mm。
本发明还提供了一种钢渣混凝土的制备方法,该方法包括以下步骤:
1)将钢渣进行破碎并筛分,其中粒径范围在0.15mm~4.75mm之间的作为钢渣细骨,粒径范围小于0.15mm的作为钢渣微粉使用;
2)按比例称量水泥、钢渣粉、钢渣细骨料、矿渣粉和减水剂,加入水中混合搅拌均匀得到混合料,其中水与水泥的重量份比为150~180:300~420;
3)按比例将粗骨料加入混合料中,搅拌均匀后注模、压制成型,之后在标准养护室中养护1~2d后脱模,得到所述的钢渣混凝土。
其中:
步骤2)和步骤3)所述的搅拌均匀是指在转速为45~50r/min的条件下,搅拌3~5min。
步骤3)所述的在模具尺寸为150mm×150mm×150mm的塑料模具。
步骤3)所述的标准养护室中养护的条件为:温度20±3℃、相对湿度≥95%。
步骤3)所述的压制成型过程中的压制压力为10~15Mpa。
所述的钢渣混凝土在标准养护室中养护至28d,测试其28d抗压强度。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1)由于钢渣具有一定的活性效应和微集料效应,将钢渣粉取代等量水泥,既可以减少水泥用量,又能改善混凝土内部孔隙,提高其力学强度;
2)将钢渣砂取代等量河砂,可以减少河砂用量,又能有效的利用钢渣;
3)能够有效降低生产成本,促进经济的可持续发展。
具体实施方式
下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明,但不能理解为是对本发明保护范围的限制,该领域的技术人员根据本发明的内容作出的进一步非实质性改进和调整仍然属于本发明的保护范围。
实例1:
一种钢渣混凝土,该钢渣混凝土干粉按照重量份计数包含以下组分:水泥300份;钢渣粉30份;矿渣粉10份;钢渣细骨料650;粗骨料1250份;减水剂3份。
所述的水泥为P·Ⅱ 52.5级水泥。
所述的钢渣粉的比表面积为475m2/kg。
所述的矿渣的粒径<45um,比表面积为455m2/kg,其成分按照质量百分数包含以下组分:SiO2 32~36%,CaO 32~38%,MgO 7~12%,Al2O3 16~20%,Fe2O3 0.4~0.7%,Na2O 1.2~1.5%。
所述的钢渣细骨料的粒径范围在0.15mm~4.75mm,细度模数为2.65。
所述的钢渣的主要成分为SiO2 20~35%,CaO 40~50%,MgO 7~12%,Al2O32~4%,Fe2O3 15~18%,Na2O 0.4~1.6%。
所述的粗骨料为石灰岩碎石,粒径范围10~15mm。
一种钢渣混凝土的制备方法,包括以下步骤:
1)将钢渣进行破碎并筛分,其中粒径范围在0.15mm~4.75mm之间的用作细骨料,粒径范围小于0.15mm的作为钢渣微粉使用;
2)按比例将水泥、钢渣粉、钢渣细骨料、减水剂和150重量份的水混合,在45r/min的条件下搅拌5min,均匀后得到混合料;
3)在混合料中加入粗骨料,在45r/min的条件下搅拌5min,均匀后注模,并在15MPa的压力下压制成型;
4)成型后,在温度19℃、相对湿度≥95%的标准养护室中养护2d后脱模,得到所述的钢渣混凝土。
将所述的钢渣混凝土标准条件养护28d,测试其28d抗压强度为53.6MPa。
实例2:
一种钢渣混凝土,该钢渣混凝土干粉按照重量份计数包含以下组分:水泥360份;钢渣粉84份;矿渣粉10份;钢渣细骨料750;粗骨料1050份;减水剂5份。
所述的水泥为P·O 52.5级水泥。
所述的钢渣粉的比表面积为470m2/kg。
所述的矿渣的粒径<45um,比表面积为450m2/kg,其成分按照质量百分数包含以下组分:SiO2 32~36%,CaO 32~38%,MgO 7~12%,Al2O3 16~20%,Fe2O3 0.4~0.7%,Na2O 1.2~1.5%。
所述的钢渣细骨料的粒径范围在0.15mm~4.75mm,细度模数为2.65。
所述的钢渣的主要成分为SiO2 20~35%,CaO 40~50%,MgO 7~12%,Al2O3 2~4%,Fe2O3 15~18%,Na2O 0.4~1.6%。
所述的粗骨料为花岗岩碎石,粒径范围10~15mm。
一种钢渣混凝土的制备方法,包括以下步骤:
1)将钢渣进行破碎并筛分,其中粒径范围在0.15mm~4.75mm之间的用作细骨料,粒径范围小于0.15mm的作为钢渣微粉使用;
2)按比例将水泥、钢渣粉、钢渣细骨料、减水剂和180重量份的水混合,在50r/min的条件下搅拌3min,均匀后得到混合料;
3)在混合料中加入粗骨料,在50r/min的条件下搅拌3min,均匀后注模,并在10MPa的压力下压制成型;
4)成型后,在温度17℃、相对湿度≥95%的标准养护室中养护1d后脱模,得到所述的钢渣混凝土。
将所述的钢渣混凝土标准条件养护28d,测试其28d抗压强度为62.1MPa。
实例3:
一种钢渣混凝土,该钢渣混凝土干粉按照重量份计数包含以下组分:水泥420份;钢渣粉57份;矿渣粉20份;钢渣细骨料700;粗骨料1050份;减水剂5份。
所述的水泥为P·Ⅰ 52.5级水泥。
所述的钢渣粉的比表面积为490m2/kg。
所述的矿渣的粒径<45um,比表面积为460m2/kg,其成分按照质量百分数包含以下组分:SiO2 32~36%,CaO 32~38%,MgO 7~12%,Al2O3 16~20%,Fe2O3 0.4~0.7%,Na2O 1.2~1.5%。。
所述的钢渣细骨料的粒径范围在0.15mm~4.75mm,细度模数为2.65。
所述的钢渣的主要成分为SiO2 20~35%,CaO 40~50%,MgO 7~12%,Al2O3 2~4%,Fe2O3 15~18%,Na2O 0.4~1.6%
所述的粗骨料为玄武岩碎石,粒径范围10~15mm。
一种钢渣混凝土的制备方法,包括以下步骤:
1)将钢渣进行破碎并筛分。其中粒径范围在0.15mm~4.75mm之间的用作细骨料,粒径范围小于0.15mm的作为钢渣微粉使用;
2)按比例将水泥、钢渣粉、钢渣细骨料、减水剂和和165重量份的水混合,在47r/min的条件下搅拌4min,均匀后得到混合料;
3)在混合料中加入粗骨料,在47r/min的条件下搅拌3.5min,均匀后注模,并在12MPa的压力下压制成型;
4)成型后,在温度23℃、相对湿度≥95%的标准养护室中养护1.5d后脱模,得到所述的钢渣混凝土。
将所述的钢渣混凝土标准条件养护28d,测试其28d抗压强度为69.4MPa。
实例4:
一种钢渣混凝土,该钢渣混凝土干粉按照重量份计数包含以下组分:水泥370份;钢渣粉30份;矿渣粉20份;钢渣细骨料700;粗骨料1150份;减水剂4份。
所述的水泥为P·Ⅱ 52.5级水泥。
所述的钢渣粉的比表面积为480m2/kg。
所述的矿渣的粒径<45um,比表面积为455m2/kg,其成分按照质量百分数包含以下组分:SiO2 32~36%,CaO 32~38%,MgO 7~12%,Al2O3 16~20%,Fe2O3 0.4~0.7%,Na2O 1.2~1.5%。
所述的钢渣细骨料的粒径范围在0.15mm~4.75mm,细度模数为2.65。
所述的钢渣的主要成分为SiO2 20~35%,CaO 40~50%,MgO 7~12%,Al2O3 2~4%,Fe2O3 15~18%,Na2O 0.4~1.6%。
所述的粗骨料为卵石,粒径范围10~15mm。
一种钢渣混凝土的制备方法,包括以下步骤:
1)将钢渣进行破碎并筛分。其中粒径范围在0.15mm~4.75mm之间的用作细骨料,粒径范围小于0.15mm的作为钢渣微粉使用;
2)按比例将水泥、钢渣粉、钢渣细骨料、减水剂和170重量份的水混合,在49r/min的条件下搅拌3.5min,均匀后得到混合料;
3)在混合料中加入粗骨料,在49r/min的条件下搅拌4.5min,均匀后注模,并在14MPa的压力下压制成型;
4)成型后,在温度21℃、相对湿度≥95%的标准养护室中养护2d后脱模,得到所述的钢渣混凝土。
将所述的钢渣混凝土标准条件养护28d,测试其28d抗压强度为59.3MPa。

Claims (10)

1.一种钢渣混凝土,其特征在于:该钢渣混凝土干粉按照重量份计数包含以下组分:
2.如权利要求1所述的一种钢渣混凝土,其特征在于:所述的水泥为普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。
3.如权利要求1所述的一种钢渣混凝土,其特征在于:所述的钢渣粉的粒径小于0.15mm、比表面积为470~490m2/kg,其成分按照质量百分数包含以下组分:SiO2 20~35%,CaO 40~50%,MgO 7~12%,Al2O3 2~4%,Fe2O3 15~18%,Na2O 0.4~1.6%。
4.如权利要求1所述的一种钢渣混凝土,其特征在于:所述的矿渣粉的粒径<45um、比表面积为450~460m2/kg,其成分按照质量百分数包含以下组分:SiO2 32~36%,CaO 32~38%,MgO 7~12%,Al2O3 16~20%,Fe2O3 0.4~0.7%,Na2O 1.2~1.5%。
5.如权利要求1所述的一种钢渣混凝土,其特征在于:所述的钢渣细骨料的粒径为0.15mm~4.75mm,细度模数为2.5~2.8,其成分按照质量百分数包含以下组分:SiO2 20~35%,CaO 40~50%,MgO 7~12%,Al2O3 2~4%,Fe2O3 15~18%,Na2O 0.4~1.6%。
6.如权利要求1所述的一种钢渣混凝土,其特征在于:所述的粗骨料为石灰岩碎石、卵石、玄武岩碎石或者花岗岩碎石中的一种,粒径范围10~15mm。
7.一种如权利要求1所述的钢渣混凝土的制备方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
1)将钢渣进行破碎并筛分,其中粒径范围在0.15mm~4.75mm之间的作为钢渣细骨,粒径范围小于0.15mm的作为钢渣微粉使用;
2)按比例称量水泥、钢渣粉、钢渣细骨料、矿渣粉和减水剂,加入水中混合搅拌均匀得到混合料,其中水与水泥的重量份比为150~180:300~420;
3)按比例将粗骨料加入混合料中,搅拌均匀后注模、压制成型,之后在标准养护室中养护1~2d后脱模,得到所述的钢渣混凝土。
8.如权利要求书7所述的一种钢渣混凝土的制备方法,其特征在于:步骤2)和步骤3)所述的搅拌均匀是指在转速为45~50r/min的条件下,搅拌3~5min。
9.如权利要求书7所述的一种钢渣混凝土的制备方法,其特征在于:步骤3)所述的标准养护室中养护的条件为:温度20±3℃、相对湿度≥95%。
10.如权利要求书7所述的一种钢渣混凝土的制备方法,其特征在于:步骤3)所述的压制成型过程中的压制压力为10~15Mpa。
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