CN109608068A - 一种胶凝材料、混凝土预制件及混凝土预制件的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及固体废弃物资源化综合利用和建筑材料领域,具体涉及到一种胶凝材料、混凝土预制件及混凝土预制件的制备方法。该混凝土预制件包括15%~45%的胶凝材料、40%~80%的骨料和1~4‰的减水剂;其中,以重量百分比计,胶凝材料包括55%~75%的钒钛矿渣粉、15%~35%的钢渣和10%~20%的工业副产石膏,钒钛矿渣粉、钢渣和工业副产石膏的比表面积为450m2/kg~700m2/kg。本发明解决了钒钛矿渣利用率低以及混凝土制备过程中能源资源消耗大、污染严重的问题,显著增加了经济环境效益。
Description
技术领域
本发明涉及固体废弃物资源化综合利用和建筑材料领域,具体涉及到一种胶凝材料、混凝土预制件及混凝土预制件的制备方法。
背景技术
装配式混凝土预制件是指在工厂化流水线生产方式进行制作、养护,最终运输到施工现场进行定位、装配、整合构成建筑的构件。
传统的混凝土制备过程中采用大量水泥熟料作为胶凝材料、人工砂石作骨料进行制备得到,烧制水泥的过程中消耗了大量的能源、自然资源,生成的大量废气(CO2、 SO2等)造成空气的严重恶化,加重了温室效应。因此采用新的材料代替水泥熟料作为 胶凝材料进行制备混凝土预制件是一种国家资源能源合理利用的发展趋势。
钒钛矿渣是以钒钛磁铁矿为原料在高炉炼铁时产生的废渣。钒钛矿渣化学成分与普通矿渣相似,主要为CaO、SiO2、Al2O3、MgO等,但钒钛矿渣TiO2含量较高,CaO的 含量相对较低,导致钒钛矿渣中硅氧四面体聚合度较高,“晶玻比”大,活性小于普 通矿渣,使得钒钛矿渣的应用受到限制。我国的钒钛磁铁矿资源储量丰富,约占世界 总储量的38.85%,以攀钢和承钢为例,2015年钒钛矿渣堆存量已达到近亿吨,而且每 年钒钛矿渣堆存量还以600~700吨每年的速度增加。如此大量钒钛矿渣积压,不仅占 用土地,而且造成了资源的浪费和环境的污染。
目前,国内现有钒钛矿渣的综合利用技术仍然存在利用率低,经济效益低,所消耗的钒钛矿渣有限等问题。要解决钒钛矿渣大量堆积的问题,不能单靠一个工艺、一 种方法、一类产品,故需要采用多种利用方式,生产多种产品,研发多种技术来扩大 钒钛矿渣的综合利用。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种胶凝材料、混凝土预制件及混凝土预制件的制备方法,以解决现有技术中的钒钛矿渣利用率低以及混凝土制备过程中能源资源消耗大、 污染严重的问题。
一种胶凝材料,其特征在于,以重量百分比计,所述胶凝材料包括55%~75%的钒钛矿渣粉、15%~35%的钢渣和10%~20%的工业副产石膏,其中,所述钒钛矿渣粉、所 述钢渣和所述工业副产石膏的比表面积为400m2/kg~700m2/kg。
进一步地,所述钒钛矿渣粉为符合GB/T 418-2009《用于水泥中的粒化高炉钛矿渣》
要求的粒化高炉钛矿渣粉。
进一步地,所述工业副产石膏选自脱硫石膏、磷石膏、氟石膏、柠檬石膏和废陶 模石膏中的一种或多种。
一种混凝土预制件,所述混凝土预制件包括如上所述的胶凝材料,其特征在于,
以重量百分比计,所述混凝土预制件包括:15%~45%的所述胶凝材料、40%~80% 的骨料和10~15%水,外加胶凝材料重量的1~4‰的减水剂。
进一步地,所述骨料选自天然砂、人工砂、尾矿砂、卵石、碎石、废石、陶粒、 膨胀珍珠岩和钒钛矿渣颗粒的一种或多种,所述骨料的粒径为0.15~7mm。
进一步地,所述减水剂选自木质素磺酸盐类减水剂、萘系高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂、脂肪酸系高效减水剂和聚羧酸盐系高 效减水剂的一种或多种。
一种如上所述的混凝土预制件的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
S1,将按重量百分比,将55%~75%的钒钛矿渣粉、15%~35%的钢渣和10%~20% 的工业副产石膏单独或混合粉磨至比表面积400m2/kg~700m2/kg,将经过粉磨处理后的所述钒钛矿渣粉、所述钢渣和所述工业副产石膏混合得到胶凝材料;
S2,按重量百分比计,将15%~45%的所述胶凝材料、40%~80%的骨料和10~15% 的水混合外加胶凝材料重量的1~4‰的减水剂得到混凝土浆体,将所述混凝土浆体置 入模具中进行养护得到所述混凝土预制件,所述养护的温度为20℃~70℃,养护的湿度>90%。
应用本发明的技术方案,将钒钛矿渣、钢渣、工业副产石膏进行混合制备得到胶凝材料,该过程利用钒钛矿渣的胶凝性,在钢渣和工业副产石膏的协同激发作用下制 备得到全固废胶凝材料,协同处置了钒钛矿渣、钢渣、工业副产石膏等工业废弃物, 达到了协同治理,以废治废的目的,实现了钒钛矿渣的资源化利用。然后将制备得到 的胶凝材料与骨料、减水剂以及水混合制备得到混凝土预制件,避免了传统制备过程 中采用水泥熟料作胶凝材料、天然砂石作骨料制备混凝土的过程中消耗了大量的能源、 自然资源,生成的大量废气(CO2、SO2等)造成空气质量的严重恶化,加重了温室效 应的问题。本发明通过大量利用钒钛矿渣生产出一种胶凝材料,继而用于制备得到混 凝土预制件,不但为钒钛矿渣的应用及处理提供了新的有效途径,解决了钒钛矿渣利 用率低的问题,同时还解决了混凝土制备过程中能源资源消耗大、污染严重的问题, 显著增加了经济环境效益。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术中所描述的,现有技术中存在钒钛矿渣利用率低以及混凝土制备过程中能源资源消耗大、污染严重的问题。为了解决这一问题,本申请提供了一种胶凝 材料,以重量百分比计,上述胶凝材料包括55%~75%的钒钛矿渣粉、15%~35%的钢渣 和10%~20%的工业副产石膏,其中,钒钛矿渣粉、钢渣和工业副产石膏的比表面积为 400m2/kg~700m2/kg。
本申请通过将钒钛矿渣、钢渣、工业副产石膏混合制备得到胶凝材料,该过程利用钒钛矿渣的胶凝性,在钢渣和工业副产石膏的协同激发作用下制备得到全固废胶凝 材料,协同处置了钒钛矿渣、钢渣、工业副产石膏等工业废弃物,达到了协同治理, 以废治废的目的,实现了钒钛矿渣的资源化利用。由于颗粒细度影响着胶凝性以及反 应活性,将钒钛矿渣、钢渣、工业副产石膏磨细至比表面积为400m2/kg~700m2/kg时, 能够显著增加原材料的反应活性,促进协同激发作用,从而得到胶凝性更好的全固废 胶凝材料。由于钒钛矿渣的胶凝性更加优越,起主导作用,因此在胶凝材料中添加 55%~75%的钒钛矿渣粉时,能够进一步提升胶凝材料的胶凝性,拓展胶凝材料的用途, 钢渣与工业副产石膏的用量并不作特别限定,但是经过大量的试验结果表明,当钢渣 用量为15%~35%,工业副产石膏用量为10%~20%时,制备得到的全固废胶凝材料的胶 凝性更好。需要说明的是,此处全固废胶凝材料是指制备该胶凝材料的原料均为固体 废弃物。
在一种优选的实施例中,上述钒钛矿渣粉为符合GB/T 418-2009《用于水泥中的粒化高炉钛矿渣》要求的粒化高炉钛矿渣粉,钒钛矿渣粉的种类并不作特别限定,只 要符合GB/T 418-2009的要求即可,而上述种类的钒钛矿渣粉堆积量大,价格低廉。
在一种优选的实施例中,工业副产石膏选自脱硫石膏、磷石膏、氟石膏、柠檬石 膏和废陶模石膏中的一种或多种,上述石膏来源广,容易获取。
在一种典型的实施例中,提供了一种包括上述胶凝材料的混凝土预制件,以重量百分比计,混凝土预制件包括:15%~45%的胶凝材料、40%~80%的骨料和1~4‰的减水剂。
通过采用上述制备得到的胶凝材料替代水泥熟料,再与骨料、水、减水剂混合得到混凝土预制件,避免了传统制备过程中采用水泥熟料作胶凝材料、天然砂石作骨料 制备混凝土的过程中消耗了大量的能源、自然资源,生成的大量废气(CO2、SO2等) 造成空气质量的严重恶化,加重了温室效应的问题。
在一种优选的实施例中,骨料选自天然砂、人工砂、卵石、碎石、废石、陶粒、 膨胀珍珠岩和钒钛矿渣颗粒的一种或多种,骨料的粒径为0.15~7mm。
骨料在混凝土中起骨架或填充作用,骨料的选择并不仅限于上述提供的种类,作上述范围内的选择是由于天然砂、人工砂、卵石、碎石、废石、陶粒、膨胀珍珠岩和 钒钛矿渣颗粒等获取方便、价格低廉,质地坚硬,因此凡是满足上述性能的材料均可 作为本申请中的骨料进行制备混凝土预制件。进一步地,考虑钒钛矿渣的处理难度大 堆积量大,更优选采用钒钛矿渣作为骨料,参与制备混凝土预制件。此外,钒钛矿渣 作为骨料有很多优势:①钒钛矿渣的多孔结构使浆体注入孔中不仅增加了骨料与浆体 的接触面积,而且形成了销栓效应,能增强骨料和浆体之间的粘结力。②钒钛矿渣的 含水率较高,在浆体水化硬化过程中,钒钛矿渣中所含的水慢慢释放,有助于胶凝材 料的水化。③钒钛矿渣骨料的颗粒形态良好,无针片状颗粒。骨料的粒径与传统混凝 土制备过程中相同即可,优选为0.15~7mm。
进一步地,减水剂选自木质素磺酸盐类减水剂、萘系高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂、脂肪酸系高效减水剂和聚羧酸盐系高效减水剂 的一种或多种。减水剂能够增加水化效率,减少单位用水量,增加强度,节省水泥用 量;改善尚未凝固的混凝土的和易性,防止混凝土成分的离析;提高抗渗性,减水透 水性,避免混凝土建筑结构漏水,增加耐久性,增加耐化学腐蚀性能;减少混凝土凝 固的收缩率,防止混凝土构件产生裂纹。减水剂的选择并不仅限于上述限定的范围, 只要能够满足上述性能即可。
在另一种典型的实施例中,本申请提供了一种上述任一种混凝土预制件的制备方法,制备方法包括以下步骤:S1,将按重量百分比,将55%~75%的钒钛矿渣粉、15%~35%的钢渣和10%~20%的工业副产石膏单独或混合粉磨至比表面积450m2/kg~ 700m2/kg,将经过粉磨处理后的钒钛矿渣粉、钢渣和工业副产石膏混合得到胶凝材料; S2,按重量百分比计,将15%~45%的胶凝材料、40%~80%的骨料、1~4‰的减水剂 和10~16%的水混合得到混凝土浆体,将混凝土浆体置入模具中进行养护得到混凝土 预制件,养护的温度为20℃~70℃,养护的湿度>90%。
通过将钒钛矿渣、钢渣、工业副产石膏进行混合制备得到胶凝材料,该过程利用钒钛矿渣的胶凝性,在钢渣和工业副产石膏的协同激发作用下制备得到全固废胶凝材 料,协同处置了钒钛矿渣、钢渣、工业副产石膏等工业废弃物,达到了协同治理,以 废治废的目的,实现了钒钛矿渣的资源化利用。然后将制备得到的胶凝材料与骨料、 减水剂以及水混合制备得到混凝土预制件,避免了传统制备过程中采用水泥熟料作胶 凝材料、天然砂石作骨料制备混凝土的过程中消耗了大量的能源、自然资源,生成的 大量废气(CO2、SO2等)造成空气质量的严重恶化,加重了温室效应的问题。将钒钛 矿渣、钢渣与工业副产石膏分别粉磨至比表面积为400m2/kg~700m2/kg,再进行混合 可得到胶凝材料。在实际制备过程中,也可以先将55%~75%的钒钛矿渣粉、15%~ 35%的钢渣和10%~20%的工业副产石膏混合后再粉磨至比表面积400m2/kg~ 700m2/kg,也可得到上述胶凝材料。通过大量的试验发现,当混凝土预制件适宜的养 护条件下养护,即高温度和湿度的条件下,水化反应进行的更快,这为混凝土预制件 的强度提供保障。优选养护的温度为20℃~70℃,养护的湿度>90%。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述,这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
实施例1
胶凝材料的制备:将原料按照以下重量百分比混合制备而成,其中粒化钒钛矿渣粉55%,钢渣35%,脱硫石膏10%,其中钒钛矿渣粉磨至比表560m2/kg,钢渣粉磨 至比表450m2/kg、脱硫石膏粉磨至比表400m2/kg,对胶凝材料进行安定性测试实验, 按照GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》规定执行。 检测为按照上述“胶凝材料”配比制备一致的全固废胶凝材料,经试饼法和雷氏夹法 检测后,安定性合格;
混凝土预制件的制备:按照以下重量百分比,将18.33%上述制备得到的胶凝材料、70.8%的骨料(矿山废石和尾矿砂)、0.064‰的固体聚羧酸型减水剂,余量为水, 置于搅拌机中均匀搅拌混合得到混凝土浆体,将混凝土浆体浇入规格为100mm×100mm ×100mm模具中振动成型。成型后的试块在养护温度为30℃±2℃,相对湿度≥90%的 恒定条件下养护至1、3d、7d、28d龄期,测试样品的抗压强度,1d、3d、7d、28d龄 期抗压强度分别可以达到3MPa、5MPa、30MPa、45MPa。混凝土强度等级达到了C40要 求,根据JGJ1-2014《装配式混凝土结构技术规程》,满足预制构件及预应力混凝土 预制构件对混凝土强度等级的要求,为合格的混凝土预制件。
实施例2
胶凝材料的制备:将原料按照以下重量百分比混合制备而成,其中粒化钒钛矿渣粉75%,钢渣15%,脱硫石膏10%,其中钒钛矿渣粉磨至比表650m2/kg,钢渣粉磨 至比表500m2/kg、脱硫石膏粉磨至比表450m2/kg,对胶凝材料进行安定性测试实验, 按照GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》规定执行。 检测为按照上述“胶凝材料”配比制备一致的全固废胶凝材料,经试饼法和雷氏夹法 检测后,安定性合格;
混凝土预制件的制备:按照以下重量百分比,将40.9%上述制备得到的胶凝材料、50.0%.的骨料(陶粒和钒钛矿渣颗粒)、0.11%的固体聚羧酸型减水剂,余量为水,置 于搅拌机中均匀搅拌混合得到混凝土浆体,将混凝土浆体浇入规格为100mm×100mm× 100mm模具中振动成型。成型后的试块在养护温度为30℃±2℃,相对湿度≥90%的恒 定条件下养护至1d、3d、7d、28d龄期,测试样品的抗压强度,1d、3d、7d、28d龄 期抗压强度分别可以达到3MPa、6MPa、27MPa、44MPa。混凝土强度等级达到了C40要 求,根据JGJ1-2014《装配式混凝土结构技术规程》,满足预制构件及预应力混凝土 预制构件对混凝土强度等级的要求,为合格的混凝土预制件。
胶凝材料的制备:将原料按照以下重量百分比混合制备而成,其中粒化钒钛矿渣粉75%,钢渣15%,脱硫石膏10%,其中钒钛矿渣粉磨至比表650m2/kg,钢渣粉磨 至比表500m2/kg、脱硫石膏粉磨至比表450m2/kg,对胶凝材料进行安定性测试实验, 按照GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》规定执行。 检测为按照上述“胶凝材料”配比制备一致的全固废胶凝材料,经试饼法和雷氏夹法 检测后,安定性合格;
混凝土预制件的制备:按照以下重量百分比,将40.9%上述制备得到的胶凝材料、50.0%.的骨料(陶粒和钒钛矿渣颗粒)、0.11%的固体聚羧酸型减水剂,余量为水,置 于搅拌机中均匀搅拌混合得到混凝土浆体,将混凝土浆体浇入规格为100mm×100mm×100mm模具中振动成型。成型后的试块在养护温度为30℃±2℃,相对湿度≥90%的恒 定条件下养护至1d、3d、7d、28d龄期,测试样品的抗压强度,1d、3d、7d、28d龄 期抗压强度分别可以达到3MPa、6MPa、27MPa、44MPa。混凝土强度等级达到了C40要 求,根据JGJ1-2014《装配式混凝土结构技术规程》,满足预制构件及预应力混凝土 预制构件对混凝土强度等级的要求,为合格的混凝土预制件。
实施例3
胶凝材料的制备:将原料按照以下重量百分比混合制备而成,其中粒化钒钛矿渣粉55%,钢渣25%,脱硫石膏20%,其中钒钛矿渣粉磨至比表600m2/kg,钢渣粉磨 至比表530m2/kg、脱硫石膏粉磨至比表420m2/kg,对胶凝材料进行安定性测试实验, 按照GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》规定执行。 检测为按照上述“胶凝材料”配比制备一致的全固废胶凝材料,经试饼法和雷氏夹法 检测后,安定性合格;
混凝土预制件的制备:按照以下重量百分比,将18.0%上述制备得到的胶凝材料、76.0%.的骨料(陶粒和钒钛矿渣颗粒)、4‰的固体聚羧酸型减水剂,余量为水,置于 搅拌机中均匀搅拌混合得到混凝土浆体,将混凝土浆体浇入规格为100mm×100mm× 100mm模具中振动成型。成型后的试块在养护温度为70℃±2℃,相对湿度≥90%的恒 定条件下养护至1d、3d、7d、28d龄期,测试样品的抗压强度,1d、3d、7d、28d龄 期抗压强度分别可以达到5MPa、9MPa、28MPa、46MPa。混凝土强度等级达到了C40要 求,根据JGJ1-2014《装配式混凝土结构技术规程》,满足预制构件及预应力混凝土 预制构件对混凝土强度等级的要求,为合格的混凝土预制件。
实施例4
胶凝材料的制备:将原料按照以下重量百分比混合制备而成,其中粒化钒钛矿渣粉70.5%,钢渣17.5%,脱硫石膏12%,其中钒钛矿渣粉磨至比表600m2/kg,钢渣 粉磨至比表530m2/kg、脱硫石膏粉磨至比表420m2/kg,对胶凝材料进行安定性测试实 验,按照GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》规定 执行。检测为按照上述“胶凝材料”配比制备一致的全固废胶凝材料,经试饼法和雷 氏夹法检测后,安定性合格;
混凝土预制件的制备:按照以下重量百分比,将45.0%上述制备得到的胶凝材料、45.0%.的骨料(陶粒和钒钛矿渣颗粒)、1‰的固体聚羧酸型减水剂,余量为水,置于 搅拌机中均匀搅拌混合得到混凝土浆体,将混凝土浆体浇入规格为100mm×100mm× 100mm模具中振动成型。成型后的试块在养护温度为20℃±2℃,相对湿度≥90%的恒 定条件下养护至1d、3d、7d、28d龄期,测试样品的抗压强度,1d、3d、7d、28d龄 期抗压强度分别可以达到2MPa、5MPa、18MPa、42MPa。混凝土强度等级达到了C40要 求,根据JGJ1-2014《装配式混凝土结构技术规程》,满足预制构件及预应力混凝土 预制构件对混凝土强度等级的要求,为合格的混凝土预制件。
实施例5
胶凝材料的制备:将原料按照以下重量百分比混合制备而成,其中粒化钒钛矿渣粉58%,钢渣30%,脱硫石膏12%,其中钒钛矿渣粉磨至比表630m2/kg,钢渣粉磨 至比表530m2/kg、脱硫石膏粉磨至比表420m2/kg,对胶凝材料进行安定性测试实验, 按照GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》规定执行。 检测为按照上述“胶凝材料”配比制备一致的全固废胶凝材料,经试饼法和雷氏夹法 检测后,安定性合格;
混凝土预制件的制备:按照以下重量百分比,将30%上述制备得到的胶凝材料、60%. 的骨料(膨胀珍珠岩和钒钛矿渣颗粒)、1.5‰的固体聚羧酸型减水剂,余量为水,置于搅拌机中均匀搅拌混合得到混凝土浆体,将混凝土浆体浇入规格为100mm×100mm×100mm和600mm×300mm×100mm模具中振动成型。成型后的试块在养护温度为50℃± 2℃,相对湿度≥90%的恒定条件下养护至1d、3d、7d、28d龄期,测试样品的抗压强 度,1d、3d、7d、28d龄期抗压强度分别可以达到5.4MPa、9.6MPa、18.3MPa、42.5MPa。 混凝土强度等级达到了C40要求,根据JGJ1-2014《装配式混凝土结构技术规程》, 满足预制构件及预应力混凝土预制构件对混凝土强度等级的要求,为合格的混凝土预 制件。密度为1527kg/m3。按照GB/T 10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测 定防护热板法》测试其导热系数为0.36W/(m·K)。
实施例6
胶凝材料的制备:将原料按照以下重量百分比混合制备而成,其中粒化钒钛矿渣粉62%,钢渣26%,脱硫石膏12%,其中钒钛矿渣粉磨至比表550m2/kg,钢渣粉磨 至比表500m2/kg、脱硫石膏粉磨至比表460m2/kg,对胶凝材料进行安定性测试实验, 按照GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》规定执行。 检测为按照上述“胶凝材料”配比制备一致的全固废胶凝材料,经试饼法和雷氏夹法 检测后,安定性合格;
混凝土预制件的制备:按照以下重量百分比,将35%上述制备得到的胶凝材料、60%. 的骨料(膨胀珍珠岩和陶粒)、1.5‰的固体聚羧酸型减水剂,余量为水,置于搅拌机中均匀搅拌混合得到混凝土浆体,将混凝土浆体浇入规格为100mm×100mm×100mm和600mm×300mm×100mm模具中振动成型。成型后的试块在养护温度为50℃±2℃,相对 湿度≥90%的恒定条件下养护至1d、3d、7d、28d龄期,测试样品的抗压强度,1d、3d、 7d、28d龄期抗压强度分别可以达到5.4MPa、9.6MPa、18.3MPa、42.5MPa。混凝土强 度等级达到了C40要求,根据JGJ1-2014《装配式混凝土结构技术规程》,满足预制 构件及预应力混凝土预制构件对混凝土强度等级的要求,为合格的混凝土预制件。密 度为1736kg/m3。按照GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护 热板法》测试其导热系数为0.41W/(m·K)。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
将钒钛矿渣、钢渣、工业副产石膏进行混合制备得到胶凝材料,该过程利用钒钛矿渣的胶凝性,在钢渣和工业副产石膏的协同激发作用下制备得到全固废胶凝材料, 协同处置了钒钛矿渣、钢渣、工业副产石膏等工业废弃物,达到了协同治理,以废治 废的目的,实现了钒钛矿渣的资源化利用。然后将制备得到的胶凝材料与骨料、减水 剂以及水混合制备得到混凝土预制件,避免了传统制备过程中采用水泥熟料作胶凝材 料、天然砂石作骨料制备混凝土的过程中消耗了大量的能源、自然资源,生成的大量 废气(CO2、SO2等)造成空气质量的严重恶化,加重了温室效应的问题。本发明通过 大量利用钒钛矿渣生产出一种胶凝材料,继而用于制备得到混凝土预制件,不但为钒 钛矿渣的应用及处理提供了新的有效途径,解决了钒钛矿渣利用率低的问题,同时还 解决了混凝土制备过程中能源资源消耗大、污染严重的问题,显著增加了经济环境效 益。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的 任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种胶凝材料,其特征在于,以重量百分比计,所述胶凝材料包括55%~75%的钒钛矿渣粉、15%~35%的钢渣和10%~20%的工业副产石膏,其中,所述钒钛矿渣粉、所述钢渣和所述工业副产石膏的比表面积为400m2/kg~700m2/kg。
2.如权利要求1所述的胶凝材料,其特征在于,所述钒钛矿渣粉为符合GB/T418-2009《用于水泥中的粒化高炉钛矿渣》要求的粒化高炉钛矿渣粉。
3.如权利要求1所述的胶凝材料,其特征在于,所述工业副产石膏选自脱硫石膏、磷石膏、氟石膏、柠檬石膏和废陶模石膏中的一种或多种。
4.一种混凝土预制件,所述混凝土预制件包括权利要求1所述的胶凝材料,其特征在于,以重量百分比计,所述混凝土预制件包括:15%~45%的所述胶凝材料、40%~80%的骨料和10~15%水,外加胶凝材料重量的1~4‰的减水剂。
5.如权利要求4所述的混凝土预制件,其特征在于,所述骨料选自天然砂、人工砂、尾矿砂、卵石、碎石、废石、陶粒、膨胀珍珠岩和钒钛矿渣颗粒的一种或多种,所述骨料的粒径为0.15~7mm。
6.如权利要求4所述的混凝土预制件,其特征在于,所述减水剂选自木质素磺酸盐类减水剂、萘系高效减水剂、三聚氰胺系高效减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂、脂肪酸系高效减水剂和聚羧酸盐系高效减水剂的一种或多种。
7.一种如权利要求4所述的混凝土预制件的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,将按重量百分比,将55%~75%的钒钛矿渣粉、15%~35%的钢渣和10%~20%的工业副产石膏单独或混合粉磨至比表面积400m2/kg~700m2/kg,将经过粉磨处理后的所述钒钛矿渣粉、所述钢渣和所述工业副产石膏混合得到胶凝材料;
S2,按重量百分比计,将15%~45%的所述胶凝材料、40%~80%的骨料和10~15%的水混合外加胶凝材料重量的1~4‰的减水剂得到混凝土浆体,将所述混凝土浆体置入模具中进行养护得到所述混凝土预制件,所述养护的温度为20℃~70℃,养护的湿度>90%。
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