CN111116118A - 一种露骨料钢渣透水混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种露骨料钢渣透水混凝土及其制备方法，所述露骨料钢渣透水混凝土包括基层和面层，以基层原料组分的总重量为基准计，所述基层包括如下重量百分比的原料组分：水泥7.5％‑10％、矿粉2％‑5％、蛇皮袋碎段0.5％～1％、钢渣80％‑85％、水3.4％‑4.6％。本发明通过将钢渣作为露骨料透水混凝土的主要原料可以减少对玄武岩、卵石等自然资源的开采，保护了生态环境，钢渣资源来源广泛，价格低，可以降低露骨料透水混凝土的生产成本。

Description

一种露骨料钢渣透水混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及建材制品领域，尤其涉及一种露骨料钢渣透水混凝土及其制备方法。
背景技术
露骨料透水混凝土是采用精选的颗粒均匀、特定颜色的天然石子作为面层，然后铺装到地面上，再用缓释剂冲洗掉表面的水泥浆，让原石子的颜色露出来，养护好既可使用。
由于露骨料透水混凝土对天然石子的粒径规格、颜色等要求非常高，需要特定的区域产生的石子原料进行反复精选才能使用，因此价格比普通透水石子贵很多，露骨料透水混凝土的生产成本居高不下，我国自然资源稀缺，过度开挖天然石材严重破坏生态环境，目前国家严格控制石材开挖，市场上很难找到合适的露骨料天然石子作为原料。
因此，以工业生产的固体副产物作为替代经济可行，钢渣是一种炼钢产生大宗固体废弃物，目前国内综合利用率不足40％，钢渣的硬度高、颗粒表面具有潜在活性，因此，可以将钢渣用于透水混凝土的露骨料层。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种露骨料钢渣透水混凝土及其制备方法，通过将钢渣作为骨料制备露骨料透水混凝土，可以制备出各种规格粒径的灰色、黑色、乌青等深色为主色调的露骨料透水混凝土。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明首先提供了一种露骨料钢渣透水混凝土，所述露骨料钢渣透水混凝土包括基层和面层；以基层原料组分的总重量为基准计，所述基层包括如下重量百分比的原料组分：
Figure BDA0002336825600000011
以面料原料组分的总重量为基准计，所述面层包括如下重量百分比的原料组分：
Figure BDA0002336825600000012
Figure BDA0002336825600000021
在一实施例中，在所述基层原料组分中，所述钢渣粒径不超过20mm，所述钢渣在方孔筛5.0mm-15.0mm粒径区间内的含量占所述钢渣总质量的90％以上，以钢渣的总质量为基准计，所述钢渣中游离氧化钙含量≤5.1wt％。
在一实施例中，在所述面层原料组分中，所述钢渣粒径不超过20mm，所述钢渣在方孔筛3.0mm-5.0mm粒径区间内的含量占所述钢渣总质量的95％以上，以钢渣的总质量为基准计，所述钢渣中游离氧化钙含量≤5.1wt％。
在一实施例中，所述钢渣为宝钢集团炼钢产生的电炉滚筒渣。
在一实施例中，所述矿粉的28天活性指数≥95％，所述矿粉的比表面积≥400m2/kg。
在一实施例中，所述矿粉为上海宝田生产的S95级高炉矿渣粉。
在一实施例中，所述水泥的强度不低于P.O32.5的强度。
在一实施例中，所述水泥为太仓海螺PO42.5水泥。
在一实施例中，所述蛇皮袋碎段的长度为10-30mm。
在一实施例中，所述蛇皮袋为聚丙烯材质的塑料袋。
在一实施例中，按照CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》参考标准检测所述露骨料钢渣透水混凝土，所述基层的强度等级为C20-C30，透水率≥3mm/s，所述面层的强度等级为C20-C30，透水率≥1mm/s，所述露骨料钢渣透水混凝土的强度等级为C20-C30，透水率≥1mm/s。
本发明还提供了一种如上所述的露骨料钢渣透水混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
混合所述基层中的原料组分以得到基料，然后将所述基料摊铺在地基上，并经平整、振动压实、收光、养护、覆盖薄膜得到所述基层；混合所述面层中的原料组分以得到面料，然后将所述面料摊铺在所述基层上，并经平整、振动压实、收光得到所述面层；洗涤所述面层进行表面覆盖、养护得到所述露骨料钢渣透水混凝土。
在一实施例中，所述洗涤用洗涤剂为北京西奥兴业园林景观有限公司生产的CL-14表面清洗剂。
在一实施例中，所述基层原料组分中水灰比≤0.30，所述水灰比为水与水泥和矿粉之和的重量比。
在一实施例中，所述面层原料组分中水灰比≤0.30，所述水灰比为水与水泥和矿粉之和的重量比。
综上，本发明具有以下有益效果：通过将钢渣作为露骨料透水混凝土的主要原料可以减少对玄武岩、卵石等自然资源的开采，保护了生态环境，钢渣资源来源广泛，价格低，可以降低露骨料透水混凝土的生产成本，此外，对于钢铁企业来说，将副产品钢渣二次利用，可以实现变废为宝，避免弃置造成环境污染，通过加入钢渣代替传统混凝土中石子等材料可以提高透水混凝土的抗压强度、抗折强度以及透水率，本发明采用废旧回收的蛇皮袋还可以起到增强混凝土抗折强度的作用，进一步提高了本发明的废旧利用率，使得制备方法环保且可持续。
附图说明
图1显示为本发明制备方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
如图1所示，本发明提供了一种露骨料钢渣透水混凝土，所述露骨料钢渣透水混凝土包括基层和面层，所述基层可以包括以下原料组分及重量百分比：水泥7.5％-10％，矿粉2％-5％，蛇皮袋碎段0.5％-1％，钢渣80％-85％，水3.4％-4.6％。所述混凝土还可以包括面层，所述面层可以包括以下原料组分及重量百分比：水泥12％-14％，矿粉2％-5％，钢渣75％-80％，水3.4％-4.6％。所述水泥是可以满足P.O32.5以上强度的水泥，例如可以是42.5或者52.5普通硅酸盐水泥。
在所述基层原料组分中，所述钢渣粒径可以不超过20mm，所述钢渣在方孔筛5.0mm-15.0mm粒径区间内的含量可以占所述钢渣总质量的90％以上，以钢渣的总质量为基准计，所述钢渣中游离氧化钙含量可以≤5.1wt％。
在所述面层原料组分中，所述钢渣在方孔筛3.0mm-5.0mm粒径区间内的含量可占所述钢渣总质量的95％以上，以钢渣的总质量为基准计，所述钢渣中游离氧化钙含量可以≤5.1wt％。所述钢渣可以为宝钢集团炼钢产生的电炉滚筒渣。
在所述基层或者面层原料组分中，所述矿粉的28天活性指数≥95％，所述矿粉的比表面积可以≥400m2/kg。在所述面层原料组分中，所述蛇皮袋碎段可以是由蛇皮袋破碎或剪切成长度为10-30mm的碎段得到，本发明中的蛇皮袋可以是废旧回收的蛇皮袋，所述蛇皮袋碎段可以起到增强所述混凝土抗折强度的作用。所述蛇皮袋即编织袋，是塑料袋的一种，可用于包装，所述蛇皮袋的原料可以是各种化学塑料原料，在一实施例中，所述蛇皮袋的原料为聚丙烯。
本发明还提供了一种如上所述的露骨料钢渣透水混凝土的制备方法，所述方法包括S1-S3的三个步骤：S1：混合所述基层中的原料组分以得到基料，然后将所述基料摊铺在地基上，并经平整、振动压实、收光、养护、覆盖薄膜得到所述基层；S2：混合所述面层中的原料组分以得到面料，然后将所述面料摊铺在所述基层上，并经平整、振动压实、收光得到所述面层；S3：洗涤所述面层进行表面覆盖、养护得到所述露骨料钢渣透水混凝土。
在步骤S1中，按照CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》参考标准检测所述露骨料钢渣透水混凝土，所述基层的强度等级为C20-C30，透水率≥3mm/s。所述面层原料组分中水灰比可以≤0.36，所述水灰比为水与水泥和矿粉之和的重量比，更进一步优选的，所述基层原料组分中水灰比可以≤0.30。所述基料摊铺包括将所述基料摊铺在地基上，所述平整和所述振动压实包括利用混凝土施工通用的小型振动机对摊铺好的基料进行微震至基料表层泌浆为止，以使得所述基料成型，在将置于地基上的基料刮平，使其平整，所述收光包括利用混凝土通用收光机对基料表面进行收光，所述养护包括自然养护1-2周，所述基层的厚度可以根据客户的需求设置成10-20cm，例如15cm。
在步骤S2中，按照CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》参考标准检测所述露骨料钢渣透水混凝土，所述面层的强度等级为C20-C30，透水率≥1mm/s。所述面层原料组分中水灰比可以≤0.30，所述水灰比为水与水泥和矿粉之和的重量比。所述面料的摊铺、平整、振动压实、收光过程和基料类似。所述面层的厚度可以根据客户的需求设置成3-5cm，例如5cm。
在步骤S3中，按照CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》参考标准检测所述露骨料钢渣透水混凝土，所述露骨料钢渣透水混凝土的强度等级可以为C20-C30，透水率≥1mm/s。所述洗涤可以在所述面层施工后24-36小时进行，所述洗涤可以利用北京西奥兴业园林景观有限公司生产的CL-14表面清洗剂进行表面水泥浆清洗，所述养护包括自然养护1-2周。
以下通过具体的实施例来进一步阐述所述露骨料钢渣透水混凝土的制备方法。
本发明具体实施例中钢渣为宝钢集团炼钢产生的电炉滚筒渣，矿粉为上海宝田生产的S95级高炉矿渣粉，水泥为太仓海螺PO42.5水泥。
实施例1
基层：钢渣：矿粉：水泥：蛇皮袋碎段：水＝80：10：5：0.5：4.5的重量比配制。
面层：钢渣：矿粉：水泥：水＝80：12：4.6：3.4的重量比配制。
经计量搅拌后所得混凝土按照以上工艺进行施工，结果钻芯取样试块：
(1)基层28天抗压强度为32.8MPa、28天抗折强度为4.8MPa、透水率5.2mm/s；
(2)面层28天抗压强度为27.5MPa、28天抗折强度为4.0MPa、透水率2.3mm/s；
(3)整体28天抗压强度为30.9MPa、28天抗折强度为4.2MPa、透水率2.3mm/s；表面不掉粒，不沾灰。
实施例2
基层：钢渣：矿粉：水泥：蛇皮袋碎段：水＝85：7.5：3：0.8：3.7的重量比配制。
面层：钢渣：矿粉：水泥：水＝76.4：14：5：4.6的重量比配制。
经计量搅拌后所得混凝土按照以上工艺进行施工，结果钻芯取样试块：
(1)基层28天抗压强度为28.1MPa、28天抗折强度为3.9MPa、透水率7.9mm/s；
(2)面层28天抗压强度为30.0MPa、28天抗折强度为4.4MPa、透水率1.2mm/s；
(3)整体28天抗压强度为28.9MPa、28天抗折强度为4.0MPa、透水率1.9mm/s；表面不掉粒，不沾灰。
实施例3
基层：钢渣：矿粉：水泥：蛇皮袋碎段：水＝82：9：4：1：4的重量比配制。
面层：钢渣：矿粉：水泥：水＝78：13：4.5：4.5的重量比配制。
经计量搅拌后所得混凝土按照以上工艺进行施工，结果钻芯取样试块：
(1)基层28天抗压强度为29.4MPa、28天抗折强度为5.0MPa、透水率4.6mm/s；
(2)面层28天抗压强度为27.5MPa、28天抗折强度为4.2MPa、透水率2.1mm/s；
(3)整体28天抗压强度为28.9MPa、28天抗折强度为4.6MPa、透水率2.7mm/s；表面不掉粒，不沾灰。
实施例4
基层：钢渣：水泥：矿粉：蛇皮袋碎段：水＝82：8.5：5：1：3.5的重量比配制。
面层：钢渣：水泥：矿粉：水＝77：13.9：4.5：4.6的重量比配制。
经计量搅拌后所得混凝土按照以上工艺进行施工，结果钻芯取样试块：
(1)基层28天抗压强度为29.9MPa、28天抗折强度为5.1MPa、透水率7.6mm/s；
(2)面层28天抗压强度为28.2MPa、28天抗折强度为4.6MPa、透水率3.5mm/s；
(3)整体28天抗压强度为28.8MPa、28天抗折强度为4.8MPa、透水率3.6mm/s；表面不掉粒，不沾灰。
实施例5
基层：钢渣：水泥：矿粉：蛇皮袋碎段：水＝84：8：4：0.5：3.5的重量比配制。
面层：钢渣：水泥：矿粉：水＝79：13：4：4的重量比配制。
经计量搅拌后所得混凝土按照以上工艺进行施工，结果钻芯取样试块：
(1)基层28天抗压强度为27.3MPa、28天抗折强度为4.2MPa、透水率9.9mm/s；
(2)面层28天抗压强度为26.0MPa、28天抗折强度为3.5MPa、透水率8.4mm/s；
(3)整体28天抗压强度为28.9MPa、28天抗折强度为3.7MPa、透水率8.2mm/s；表面不掉粒，不沾灰。
对比例1
基层：石子：矿粉：水泥：蛇皮袋碎段：水＝82：9：4：1：4的重量比配制。
面层：石子：矿粉：水泥：水＝78：13：4.5：4.5的重量比配制。
经计量搅拌后所得混凝土按照以上工艺进行施工，结果钻芯取样试块：
(1)基层28天抗压强度为21.6MPa、28天抗折强度为3.2MPa、透水率3.5mm/s；
(2)面层28天抗压强度为22.8MPa、28天抗折强度为3.4MPa、透水率1.1mm/s
(3)整体28天抗压强度为22.2MPa、28天抗折强度为3.2MPa、透水率1.4mm/s；表面不掉粒，不沾灰。
由实施例1-5和对比例1可知，添加了钢渣的透水混凝土在抗压强度，抗折强度以及透水率方面都优于没有添加钢渣的混凝土材料，所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种露骨料钢渣透水混凝土，其特征在于：所述露骨料钢渣透水混凝土包括基层和面层，以基层原料组分的总重量为基准计，所述基层包括如下重量百分比的原料组分：
Figure FDA0002336825590000011
以面层原料组分的总重量为基准计，所述面层包括如下重量百分比的原料组分：
Figure FDA0002336825590000012
2.根据权利要求1所述的露骨料钢渣透水混凝土，其特征在于：在所述基层原料组分中，所述钢渣粒径不超过20mm，所述钢渣在方孔筛5.0mm-15.0mm粒径区间内的含量占所述钢渣总质量的90％以上，以钢渣的总质量为基准计，所述钢渣中游离氧化钙含量≤5.1wt％。
3.根据权利要求1所述的露骨料钢渣透水混凝土，其特征在于：在所述面层原料组分中，所述钢渣粒径不超过20mm，所述钢渣在方孔筛3.0mm-5.0mm粒径区间内的含量占所述钢渣总质量的95％以上，以钢渣的总质量为基准计，所述钢渣中游离氧化钙含量≤5.1wt％。
4.根据权利要求1所述的露骨料钢渣透水混凝土，其特征在于：所述矿粉的28天活性指数≥95％，所述矿粉的比表面积≥400m2/kg。
5.根据权利要求1所述的露骨料钢渣透水混凝土，其特征在于：所述水泥的强度不低于P.O32.5的强度。
6.根据权利要求1所述的露骨料钢渣透水混凝土，其特征在于：所述蛇皮袋碎段的长度为10-30mm。
7.一种制备权利要求1-6任一所述的露骨料钢渣透水混凝土的方法，其特征在于：包括以下步骤：
混合所述基层中的原料组分以得到基料，然后将所述基料摊铺在地基上，并经平整、振动压实、收光、养护、覆盖薄膜得到所述基层；
混合所述面层中的原料组分以得到面料，然后将所述面料摊铺在所述基层上，并经平整、振动压实、收光得到所述面层；
洗涤所述面层进行表面覆盖、养护得到所述露骨料钢渣透水混凝土。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述洗涤用洗涤剂为北京西奥兴业园林景观有限公司生产的CL-14表面清洗剂。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述面层原料组分中水灰比≤0.30，所述水灰比为水与水泥和矿粉之和的重量比。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述基层原料组分中水灰比≤0.30，所述水灰比为水与水泥和矿粉之和的重量比。
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