CN112299765A - 一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法和用途 - Google Patents

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CN112299765A CN202011239646.7A CN202011239646A CN112299765A CN 112299765 A CN112299765 A CN 112299765A CN 202011239646 A CN202011239646 A CN 202011239646A CN 112299765 A CN112299765 A CN 112299765A
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Abstract

本发明涉及一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法和用途，以质量份计，所述灌浆材料包括：钢渣粉40‑60份，钢渣细集料40‑60份，减水剂0.1‑1份，激发剂0.2‑5份，消泡剂0.1‑10份，水12‑20份，按照质量份配比称取原料并混合均匀即可制得所述灌浆材料。相比于现有技术中以水泥和砂石骨料作为主要原材料的灌浆材料，本发明所述灌浆材料将钢渣粉作为水硬性胶凝材料代替水泥，将钢渣细集料代替砂石骨料，不仅可以实现钢渣的资源化利用，保护环境，还具有流动性好、自膨胀无收缩、耐腐蚀性好等优点，从而可以适用于高腐蚀性的海洋环境。

Description

一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法和用途。
背景技术
灌浆材料指在压力作用下注入地层、岩石或构筑物的缝隙、孔洞中，达到增加承载能力、防止渗漏及提高构筑物整体性能等效果的流体材料。灌浆材料是一种以胶凝材料为基材，与减水剂、消泡剂等外加剂及细集料等混合而成的材料，具有大流动性、强度高、微膨胀等性能，主要于应用机械设备安装和加固修补工程。灌浆材料自20世纪90年代在国内推广应用以来，被广泛应用于众多大中型企业的设备安装、螺栓锚固，以及建筑结构的加固改造工程中，其使用范围也逐渐从单一的冶金行业全面拓展到市政、环保、电力、港口等行业。常规水泥基灌浆材料由于海洋环境的高腐蚀性并不适用于海工工程。
钢渣是炼钢过程中的一种废渣，主要包括由生铁中的硅、锰、磷、硫等杂质在熔炼过程中氧化而成的各种氧化物，以及这些氧化物与溶剂反应生成的盐类。钢渣的产生率为粗钢产量的8％～15％，2012年全世界排钢渣量约1.8亿吨，而中国的钢渣产生量随着钢铁工业的快速发展而迅速递增。虽然国家“十一五”发展规划中指出，钢渣的综合利用率应达86％以上，基本实现“零排放”，但是中国综合利用的现状与该规划相差甚远，尤其是素有“劣质水泥熟料”之称的转炉钢渣的利用率仅为10％～20％。由于钢渣至今未能得到有效利用，致使大量钢渣占用土地并污染环境，然而钢渣并非不可用固体废弃物，其中含有大量的渣钢、氧化钙、铁以及氧化镁等可利用组分，因此，钢渣的处理和资源化利用问题越来越受到重视。
现有技术公开了一些利用钢渣制备灌浆材料的技术方案，例如CN102617095A公开了一种无水泥抗水分散抗水溶蚀的同步注浆材料及其制备方法，所述同步注浆材料的组分及组分的重量配比如下：磷石膏250 350kg/m3，粉煤灰+矿渣微粉+钢渣粉：250 400kg/m3，凹凸棒粘土25 40kg/m3，聚丙烯酰胺1 1.4kg/m3，脂肪族高效减水剂2 2.8kg/m3，河砂8001000kg/m3，水200 400kg/m3；其中，粉煤灰、矿渣微粉、钢渣粉占三者之和的重量百分数为：粉煤灰0.599％，矿渣微粉0.599％，钢渣粉0.599％。所述同步注浆材料虽然含有钢渣、粉煤灰、矿渣微粉等固废，但是成分复杂，并且不适用于高腐蚀性的海洋环境，不适合大规模推广使用。
CN103922642A公开了一种用于低温施工的大掺量钢渣环氧灌浆材料及其制备方法和应用，所述大掺量钢渣环氧灌浆材料按质量份计包括：粘结剂2～4份，固化组分1份，粉料15～20份，其中，所述粘结剂的组成如下：环氧树脂100份，稀释剂5～15份，增韧剂10～20份，偶联剂1～2份；所述固化组分的组成如下：固化剂20～40份，催化剂1～3份；所述粉料的组成如下：钢渣粉150～250份，钢渣骨料300～400份。所述大掺量钢渣环氧灌浆材料虽然含有钢渣粉和钢渣骨料，但是成分复杂，并且不适用于高腐蚀性的海洋环境，不适合大规模推广使用。
CN108383470A公开了一种赤泥钢渣协同制备的注浆材料及其制备方法，所述注浆材料以质量份数计，包括：赤泥55～65份、钢渣25～35份、早强剂1～4份、悬浮剂1～5份、激发剂8～12份；其中，所述早强剂为二甲基乙醇胺、双(二甲氨基丙基)胺、三乙烯二胺中的至少一种；所述悬浮剂为玻璃纤维或硅酸铝纤维；所述激发剂为硫铝酸盐水泥熟料与水玻璃的混合物。所述同步注浆材料虽然含有赤泥和钢渣两种固废，但是耐腐蚀性能一般，不适用于高腐蚀性的海洋环境，不适合大规模推广使用。
综上所述，目前亟需开发一种新型的利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法，不仅可以实现钢渣的资源化利用，保护环境，还具有流动性好、自膨胀无收缩、耐腐蚀性好等优点，从而可以适用于高腐蚀性的海洋环境。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法和用途，相比于现有技术中以水泥和砂石骨料作为主要原材料的灌浆材料，本发明所述灌浆材料将钢渣粉作为水硬性胶凝材料代替水泥，将钢渣细集料代替砂石骨料，不仅可以实现钢渣的资源化利用，保护环境，还具有流动性好、自膨胀无收缩、耐腐蚀性好等优点，从而可以适用于高腐蚀性的海洋环境。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种利用钢渣制备的灌浆材料，以质量份计，所述灌浆材料包括：钢渣粉40-60份，钢渣细集料40-60份，减水剂0.1-1份，激发剂0.2-5份，消泡剂0.1-10份，水12-20份。
以质量份计，本发明所述灌浆材料包括钢渣粉40-60份，例如40份、42份、45份、48份、50份、53份、55份、57份或60份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
以质量份计，本发明所述灌浆材料包括钢渣细集料40-60份，例如40份、42份、45份、48份、50份、53份、55份、57份或60份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
以质量份计，本发明所述灌浆材料包括减水剂0.1-1份，例如0.1份、0.3份、0.5份、0.6份、0.8份或1份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
以质量份计，本发明所述灌浆材料包括激发剂0.2-5份，例如0.2份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
以质量份计，本发明所述灌浆材料包括消泡剂0.1-10份，例如0.1份、0.5份、1份、2份、3份、5份、7份、9份或10份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
以质量份计，本发明所述灌浆材料包括水12-20份，例如12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述灌浆材料通过激发剂将钢渣粉的活性激发出来，使得被激发的钢渣粉可以作为水硬性胶凝材料代替水泥，同时将钢渣细集料代替砂石骨料，即全部使用固体废弃物钢渣作为灌浆材料的主要原材料，实现了钢渣的资源化利用，保护了生态环境；而且，所述灌浆材料通过各组分配比的协同作用，并通过减水剂和消泡剂优化灌浆材料的综合性能，具有流动性好、自膨胀无收缩、耐腐蚀性好等优点，从而可以适用于高腐蚀性的海洋环境。
作为本发明优选的技术方案，所述钢渣粉和激发剂的质量比为1:(0.01-0.08)，例如1:0.01、1:0.02、1:0.03、1:0.04、1:0.05、1:0.06、1:0.07或1:0.08等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述灌浆材料控制钢渣粉和激发剂的质量比为1:(0.01-0.08)，不仅可以充分保证将钢渣粉的活性激发出来，使得被激发的钢渣粉可以作为水硬性胶凝材料代替水泥，还可以尽可能减少激发剂的用量，防止激发剂影响灌浆材料的酸碱性。
优选地，所述钢渣粉和钢渣细集料的质量比为1:(1-1.5)，例如1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4或1:1.5等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述灌浆材料控制钢渣粉和钢渣细集料的质量比为1:(1-1.5)，可以有效保证作为水硬性胶凝材料的钢渣粉能将钢渣细集料牢牢粘结起来，保证了灌浆材料的力学性能。
作为本发明优选的技术方案，所述钢渣粉的比表面积＞400m2/kg。
本发明所述钢渣粉通过控制比表面积＞400m2/kg，可以有效增大其与激发剂的接触面积，从而保证被激发后的钢渣粉可以作为水硬性胶凝材料代替水泥，具有良好的早期强度以及水化速度。
优选地，所述钢渣粉的制备方法包括：将平炉钢渣和/或转炉钢渣经破碎和磨细后制得所述钢渣粉。
优选地，所述钢渣细集料的粒径分为三个范围，分别为30-50目、60-80目以及100-120目。
优选地，所述钢渣细集料中30-50目级、60-80目级以及100-120目级的质量比为1:(1-2):(1-2)，例如1:1:1、1:1:1.5、1:1:2、1:1.5:1、1:1.5:1.5、1:1.5:2、1:2:1、1:2:1.5或1:2:2等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述钢渣细集料的颗粒级配被分为三个不连续的粒径级别，属于间断级配，通过严格控制三个不连续粒径范围的钢渣细集料的质量比，可以代替砂石骨料保障灌浆材料的骨架支撑，并且满足一定的孔隙率要求。
优选地，所述钢渣细集料的制备方法包括：将平炉钢渣和/或转炉钢渣经破碎、筛分以及磁选后制得所述钢渣细集料。其中，破碎、筛分以及磁选均为现有技术，此处不再赘述。
作为本发明优选的技术方案，所述减水剂包括聚羧酸减水剂和/或木质素减水剂。
本发明所述减水剂是一种在维持灌浆材料的坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的外加剂。减水剂大多属于阴离子表面活性剂，加入灌浆材料中能减少单位用水量，改善流动性。
作为本发明优选的技术方案，所述激发剂包括氢氧化钠、氢氧化镁或氢氧化钙中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性的实例是：氢氧化钠和氢氧化镁的组合，氢氧化钠和氢氧化钙的组合或氢氧化镁和氢氧化钙的组合等。
作为本发明优选的技术方案，所述消泡剂包括有机硅类消泡剂和/或聚醚类消泡剂，不仅具有良好的破泡抑泡功效，消泡迅速，抑泡持久，还可以使得灌浆材料整体更加致密光亮，而且无毒无味，不会对环境造成任何污染。
本发明的目的之二在于提供一种目的之一所述灌浆材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
按照质量份配比称取钢渣粉40-60份，钢渣细集料40-60份，减水剂0.1-1份，激发剂0.2-5份，消泡剂0.1-10份，水12-20份，然后混合均匀制得所述灌浆材料。
作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将平炉钢渣和/或转炉钢渣经破碎和磨细制得所述钢渣粉，所述钢渣粉的比表面积＞400m2/kg；将平炉钢渣和/或转炉钢渣经破碎、筛分以及磁选后制得所述钢渣细集料，所述钢渣细集料的粒径分为三个范围，分别为30-50目、60-80目以及100-120目，且30-50目级、60-80目级以及100-120目级的质量比为1:(1-2):(1-2)；
(2)按照质量份配比，称取步骤(1)制备得到的钢渣粉40-60份，步骤(1)制备得到的钢渣细集料40-60份，减水剂0.1-1份，激发剂0.2-5份，消泡剂0.1-10份，水12-20份，然后混合均匀制得所述灌浆材料。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)按照如下方法混合均匀：
先将所述钢渣粉、激发剂和水混合并搅拌3-5min，再加入所述减水剂和消泡剂并搅拌3-5min，随后加入所述钢渣细集料并搅拌3-5min。
本发明的目的之三在于提供一种目的之一所述灌浆材料或目的之二所述制备方法制备得到的灌浆材料在海工工程中的应用，可以适用于高腐蚀性的海洋环境。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明所述灌浆材料通过激发剂将钢渣粉的活性激发出来，使得被激发的钢渣粉可以作为水硬性胶凝材料代替水泥，同时将钢渣细集料代替砂石骨料，即全部使用固体废弃物钢渣作为灌浆材料的主要原材料，无需使用水泥和砂石骨料，实现了钢渣的资源化利用，保护了生态环境，节约了自然资源；
(2)本发明所述灌浆材料通过各组分配比的协同作用，并通过减水剂和消泡剂优化灌浆材料的综合性能，具有流动性好、自膨胀无收缩、耐腐蚀性好等优点，从而可以适用于高腐蚀性的海洋环境；
(3)本发明所述灌浆材料全部使用固体废弃物钢渣作为灌浆材料的主要原材料，由于钢渣具有自膨胀的特点，使得所述灌浆材料具有自膨胀无收缩的性能，无需添加石膏或氧化钙等膨胀剂，节约了成本。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
以下实施例中，平炉钢渣和转炉钢渣均为市售，购买于宜兴市福圣达建材有限公司；聚羧酸减水剂均为型号为KX-25的聚羧酸减水剂，购买于广州市旷轩化工有限公司；木质素减水剂均为型号为MN-A的木质素磺酸钠减水剂，购买于广州市卓振贸易有限公司；有机硅类消泡剂均为型号为AKN-3902的有机硅类消泡剂，购买于佛山市千佑化工有限公司；聚醚类消泡剂均为型号为CI-1030的聚醚类消泡剂，购买于东莞市南辉新材料有限公司。
实施例1
本实施例提供了一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法，以质量份计，所述灌浆材料包括：钢渣粉40份，钢渣细集料60份，聚羧酸减水剂0.1份，作为激发剂的氢氧化钠0.2份，有机硅类消泡剂0.1份，水12份；
所述制备方法包括如下步骤：
(1)将平炉钢渣经破碎和磨细制得所述钢渣粉，所述钢渣粉的比表面积＞400m2/kg；将平炉钢渣经破碎、筛分以及磁选后制得所述钢渣细集料，所述钢渣细集料的粒径分为三个范围，分别为30-50目、60-80目以及100-120目，且30-50目级、60-80目级以及100-120目级的质量比为1:1:1；
(2)按照质量份配比，称取步骤(1)制备得到的钢渣粉40份，步骤(1)制备得到的钢渣细集料60份，聚羧酸减水剂0.1份，作为激发剂的氢氧化钠0.2份，有机硅类消泡剂0.1份，水12份，先将所述钢渣粉、作为激发剂的氢氧化钠和水混合并搅拌3min，再加入所述聚羧酸减水剂和有机硅类消泡剂并搅拌3min，随后加入所述钢渣细集料并搅拌3min，然后混合均匀制得所述灌浆材料。
实施例2
本实施例提供了一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法，以质量份计，所述灌浆材料包括：钢渣粉60份，钢渣细集料40份，聚羧酸减水剂1份，作为激发剂的氢氧化钠5份，有机硅类消泡剂1份，水20份；
所述制备方法包括如下步骤：
(1)将转炉钢渣经破碎和磨细制得所述钢渣粉，所述钢渣粉的比表面积＞400m2/kg；将转炉钢渣经破碎、筛分以及磁选后制得所述钢渣细集料，所述钢渣细集料的粒径分为三个范围，分别为30-50目、60-80目以及100-120目，且30-50目级、60-80目级以及100-120目级的质量比为1:2:2；
(2)按照质量份配比，称取步骤(1)制备得到的钢渣粉60份，步骤(1)制备得到的钢渣细集料40份，聚羧酸减水剂1份，作为激发剂的氢氧化钠5份，有机硅类消泡剂1份，水20份，先将所述钢渣粉、作为激发剂的氢氧化钠和水混合并搅拌5min，再加入所述聚羧酸减水剂和有机硅类消泡剂并搅拌3min，随后加入所述钢渣细集料并搅拌3min，然后混合均匀制得所述灌浆材料。
实施例3
本实施例提供了一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法，以质量份计，所述灌浆材料包括：钢渣粉50份，钢渣细集料50份，木质素减水剂0.5份，作为激发剂的氢氧化钙2.5份，聚醚类消泡剂0.5份，水16份；
所述制备方法包括如下步骤：
(1)将平炉钢渣经破碎和磨细制得所述钢渣粉，所述钢渣粉的比表面积＞400m2/kg；将平炉钢渣经破碎、筛分以及磁选后制得所述钢渣细集料，所述钢渣细集料的粒径分为三个范围，分别为30-50目、60-80目以及100-120目，且30-50目级、60-80目级以及100-120目级的质量比为1:1.5:1.5；
(2)按照质量份配比，称取步骤(1)制备得到的钢渣粉50份，步骤(1)制备得到的钢渣细集料50份，木质素减水剂0.5份，作为激发剂的氢氧化钙2.5份，聚醚类消泡剂0.5份，水16份，先将所述钢渣粉、作为激发剂的氢氧化钙和水混合并搅拌4min，再加入所述木质素减水剂和聚醚类消泡剂并搅拌4min，随后加入所述钢渣细集料并搅拌4min，然后混合均匀制得所述灌浆材料。
实施例4
本实施例提供了一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法，以质量份计，所述灌浆材料包括：钢渣粉45份，钢渣细集料55份，聚羧酸减水剂0.8份，作为激发剂的氢氧化镁2.0份，有机硅类消泡剂0.6份，水15份；
所述制备方法包括如下步骤：
(1)将转炉钢渣经破碎和磨细制得所述钢渣粉，所述钢渣粉的比表面积＞400m2/kg；将转炉钢渣经破碎、筛分以及磁选后制得所述钢渣细集料，所述钢渣细集料的粒径分为三个范围，分别为30-50目、60-80目以及100-120目，且30-50目级、60-80目级以及100-120目级的质量比为1:1:1；
(2)按照质量份配比，称取步骤(1)制备得到的钢渣粉45份，步骤(1)制备得到的钢渣细集料55份，聚羧酸减水剂0.8份，作为激发剂的氢氧化镁2.0份，有机硅类消泡剂0.6份，水15份，先将所述钢渣粉、作为激发剂的氢氧化镁和水混合并搅拌3min，再加入所述聚羧酸减水剂和有机硅类消泡剂并搅拌3min，随后加入所述钢渣细集料并搅拌3min，然后混合均匀制得所述灌浆材料。
实施例5
本实施例提供了一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法，以质量份计，所述灌浆材料包括：钢渣粉55份，钢渣细集料45份，聚羧酸减水剂0.8份，作为激发剂的氢氧化钠0.4份，有机硅类消泡剂0.8份，水18份；
所述制备方法包括如下步骤：
(1)将平炉钢渣经破碎和磨细制得所述钢渣粉，所述钢渣粉的比表面积＞400m2/kg；将平炉钢渣经破碎、筛分以及磁选后制得所述钢渣细集料，所述钢渣细集料的粒径分为三个范围，分别为30-50目、60-80目以及100-120目，且30-50目级、60-80目级以及100-120目级的质量比为1:1.7:1.5；
(2)按照质量份配比，称取步骤(1)制备得到的钢渣粉55份，步骤(1)制备得到的钢渣细集料45份，聚羧酸减水剂0.8份，作为激发剂的氢氧化钠0.4份，有机硅类消泡剂0.8份，水18份，先将所述钢渣粉、作为激发剂的氢氧化钠和水混合并搅拌3min，再加入所述聚羧酸减水剂和有机硅类消泡剂并搅拌3min，随后加入所述钢渣细集料并搅拌3min，然后混合均匀制得所述灌浆材料。
实施例6
本实施例提供了一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法，以质量份计，所述灌浆材料包括：钢渣粉48份，钢渣细集料55份，木质素减水剂0.3份，作为激发剂的氢氧化钙1份，有机硅类消泡剂0.5份，水14份；
所述制备方法包括如下步骤：
(1)将平炉钢渣经破碎和磨细制得所述钢渣粉，所述钢渣粉的比表面积＞400m2/kg；将平炉钢渣渣经破碎、筛分以及磁选后制得所述钢渣细集料，所述钢渣细集料的粒径分为三个范围，分别为30-50目、60-80目以及100-120目，且30-50目级、60-80目级以及100-120目级的质量比为1:1.5:1.8；
(2)按照质量份配比，称取步骤(1)制备得到的钢渣粉48份，步骤(1)制备得到的钢渣细集料55份，木质素减水剂0.3份，作为激发剂的氢氧化钙1份，有机硅类消泡剂0.5份，水14份，先将所述钢渣粉、作为激发剂的氢氧化钙和水混合并搅拌3min，再加入所述木质素减水剂和有机硅类消泡剂并搅拌3min，随后加入所述钢渣细集料并搅拌3min，然后混合均匀制得所述灌浆材料。
对比例1
本对比例提供了一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法，除了将“作为激发剂的氢氧化钙2.5份”省略，其他条件和实施例3完全相同。
对比例2
本对比例提供了一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法，除了将制备方法中步骤(1)所述“30-50目级、60-80目级以及100-120目级的质量比为1:1.5:1.5”修改为“30-50目级、60-80目级以及100-120目级的质量比为1:0.8:0.8”，其他条件和实施例3完全相同。
对比例3
本对比例提供了一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法，除了将制备方法中步骤(1)所述“30-50目级、60-80目级以及100-120目级的质量比为1:1.5:1.5”修改为“30-50目级、60-80目级以及100-120目级的质量比为1:2.5:2.5”，其他条件和实施例3完全相同。
对比例4
本对比例提供了一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法，除了将制备方法中步骤(1)“所述钢渣细集料的粒径分为三个范围，分别为30-50目、60-80目以及100-120目，且30-50目级、60-80目级以及100-120目级的质量比为1:1.5:1.5”修改为“所述钢渣细集料的粒径均处在60-80目范围内”，其他条件和实施例3完全相同。
将上述各实施例和对比例得到的灌浆材料进行如下性能测试：
(1)初凝时间：按照行业标准JGJ/T 70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》中公开的贯入阻力法测定初凝时间；
(2)泌水率：按照国家标准GB/T 50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》中公开的泌水试验测定泌水率，具体实验方法为：取一只100mL量筒，小心的倒入浆液至100mL对应的刻度线。在量筒口上覆盖两层塑料薄膜，期间保持室温20±2℃，静置浆液3小时之后，利用游标卡尺精确测量上浮至量筒口附近的水层厚度，并计算泌水层与量筒内浆液的体积比；
(3)耐腐蚀性：按照国家标准GB/T 50448-2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》中公开的方法进行测定；
(4)抗压强度：按照国家标准GB/T 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》中公开的方法进行测定；
(5)竖向膨胀率：按照国家标准GB/T 50448-2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》中公开的方法进行测定；
具体测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002768008950000141
综上所述，本发明所述灌浆材料具有优良的力学性能和耐久性，泌水率低，初凝时间较长，可操作时间适当，具有良好的收缩补偿功能，可以适用于高腐蚀性的海洋环境。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种利用钢渣制备的灌浆材料，其特征在于，以质量份计，所述灌浆材料包括：钢渣粉40-60份，钢渣细集料40-60份，减水剂0.1-1份，激发剂0.2-5份，消泡剂0.1-10份，水12-20份。
2.根据权利要求1所述的灌浆材料，其特征在于，所述钢渣粉和激发剂的质量比为1:(0.01-0.08)；
优选地，所述钢渣粉和钢渣细集料的质量比为1:(1-1.5)。
3.根据权利要求1或2所述的灌浆材料，其特征在于，所述钢渣粉的比表面积＞400m2/kg；
优选地，所述钢渣粉的制备方法包括：将平炉钢渣和/或转炉钢渣经破碎和磨细后制得所述钢渣粉；
优选地，所述钢渣细集料的粒径分为三个范围，分别为30-50目、60-80目以及100-120目；
优选地，所述钢渣细集料中30-50目级、60-80目级以及100-120目级的质量比为1:(1-2):(1-2)；
优选地，所述钢渣细集料的制备方法包括：将平炉钢渣和/或转炉钢渣经破碎、筛分以及磁选后制得所述钢渣细集料。
4.根据权利要求1-3任一项所述的灌浆材料，其特征在于，所述减水剂包括聚羧酸减水剂和/或木质素减水剂。
5.根据权利要求1-4任一项所述的灌浆材料，其特征在于，所述激发剂包括氢氧化钠、氢氧化镁或氢氧化钙中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1-5任一项所述的灌浆材料，其特征在于，所述消泡剂包括有机硅类消泡剂和/或聚醚类消泡剂。
7.一种权利要求1-6任一项所述灌浆材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
按照质量份配比称取钢渣粉40-60份，钢渣细集料40-60份，减水剂0.1-1份，激发剂0.2-5份，消泡剂0.1-10份，水12-20份，然后混合均匀制得所述灌浆材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将平炉钢渣和/或转炉钢渣经破碎和磨细制得所述钢渣粉，所述钢渣粉的比表面积＞400m2/kg；将平炉钢渣和/或转炉钢渣经破碎、筛分以及磁选后制得所述钢渣细集料，所述钢渣细集料的粒径分为三个范围，分别为30-50目、60-80目以及100-120目，且30-50目级、60-80目级以及100-120目级的质量比为1:(1-2):(1-2)；
(2)按照质量份配比，称取步骤(1)制备得到的钢渣粉40-60份，步骤(1)制备得到的钢渣细集料40-60份，减水剂0.1-1份，激发剂0.2-5份，消泡剂0.1-10份，水12-20份，然后混合均匀制得所述灌浆材料。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)按照如下方法混合均匀：
先将所述钢渣粉、激发剂和水混合并搅拌3-5min，再加入所述减水剂和消泡剂并搅拌3-5min，随后加入所述钢渣细集料并搅拌3-5min。
10.一种权利要求1-6任一项所述灌浆材料或权利要求7-9任一项所述制备方法制备得到的灌浆材料在海工工程中的应用。
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