CN114133176A - 一种铬铁渣砂混凝土细骨料及含有该组份的混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铬铁渣砂混凝土细骨料，包括SiO240‑45％、Al2O316‑18％、Fe2O32‑5％、CaO 2‑5％、MgO 19‑23％、SO30.15‑0.25％、Na2O0.2‑0.5％、K2O 0.2‑0.5％、Cr2O35‑9％。本发明还提供了一种含有所述铬铁渣砂混凝土细骨料的C30混凝土，包括水泥250‑270g、水150‑200g、粉煤灰100‑120g、机制砂900‑1000g、铬铁渣砂400‑500g、碎石900‑1000g。本发明提供了一种含有铬铁渣砂混凝土细骨料的C50混凝土，是由以下重量份数原料组成：水泥300‑400g、水160‑180g、粉煤灰80‑100g、机制砂300‑400g、铬铁渣砂350‑450g、碎石1000‑1100g。本发明解决了现有钢铁废渣无法重复利用且污染环境的问题。本发明将钢铁废渣铬铁渣砂作为混凝土细骨料使用，与传统石灰岩机制碎石相比，能够显著提高抗压强度、弹性模量等力学性能，且具备显著的经济效益。

Description

一种铬铁渣砂混凝土细骨料及含有该组份的混凝土
技术领域
本发明属于固废利用领域，具体涉及一种铬铁渣砂混凝土细骨料及含有该组份的混凝土。
背景技术
目前，我国钢产量达10亿多吨，钢铁固废以每年5％-7％的速度增长，其中2020年钢渣固废已达1.6亿吨，每年新产生的未利用钢铁渣约1亿吨，截至2020年钢铁渣累计存量高达近20亿吨，固废严重污染环境，处理利用已迫在眉睫。目前为止没有较好的广泛利用途径，只能进行堆积处理，这样不仅占用了土地资源，侵占大量农田，减少耕地面积，而且还会对周边环境造成污染，会导致大气污染，水污染以及生态系统退化等一系列的环境问题，甚至会严重影响人们的身体健康。
发明内容
为了克服现有钢铁废渣无法重复利用且污染环境的缺陷，本发明提供了一种铬铁渣砂混凝土细骨料。本发明还提供含有该组份的混凝土。
本发明为了达到上述目的所采用的技术方案是：
一种铬铁渣砂混凝土细骨料，是由以下质量百分比的原料组成：
Figure BDA0003394940760000011
进一步地，所述原料的质量百分比为：
Figure BDA0003394940760000012
一种含有所述铬铁渣砂混凝土细骨料的C30混凝土，是由以下重量份数原料组成：
水泥250-270 水150-200 粉煤灰100-120 机制砂900-1000
铬铁渣砂400-500 碎石900-1000。
进一步地，所述C30混凝土原料的重量份数为：
水泥262.5 水180 粉煤灰112.5 机制砂942 铬铁渣砂471 碎石951。
一种含有铬铁渣砂混凝土细骨料的C50混凝土，是由以下重量份数原料组成：
水泥300-400 水160-180 粉煤灰80-100 机制砂300-400 铬铁渣砂350-450 碎石1000-1100。
所述C50混凝土原料的重量份数为：
水泥365 水173 粉煤灰91 机制砂354 铬铁渣砂380 碎石1063。
本发明将钢铁废渣铬铁渣砂作为混凝土细骨料使用，与传统石灰岩机制碎石相比，能够显著提高抗压强度、弹性模量等力学性能，且具备显著的经济效益。本发明具有硬度大、含粉低，保障混凝土质量稳定，固废高效利用，成本大幅度降低。固废的资源化利用既可以减少矿山资源的开采，同时也减少固废占用土地资源，具有良好的经济效益与社会效益。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步描述，其中：
图1为铬铁渣混凝土细骨料的矿物组成；
图2中a)为铬铁渣混凝土细骨料对C30混凝土抗压强度的影响；
图2中b)为铬铁渣混凝土细骨料对C50混凝土抗压强度的影响；
图3中a)为铬铁渣混凝土细骨料对C30、C50混凝土弹性模量的影响；
图3中b)为铬铁渣混凝土细骨料对C30、C50混凝土弹性模量的影响；
图4中a)为铬铁渣混凝土细骨料对C30混凝土渗水高度的影响；
图4中b)为铬铁渣混凝土细骨料对C50混凝土渗水高度的影响；
图5中a)为铬铁渣混凝土细骨料对C30混凝土收缩性能的影响；
图5中b)为铬铁渣混凝土细骨料对C30混凝土收缩性能的影响。
具体实施方式
实施例1
本实施例的铬铁渣砂混凝土细骨料，是由以下质量百分比的原料组成：SiO2 40、Al2O3 16、 Fe2O32、CaO 2、MgO 19、SO3 0.15、Na2O0.2、K2O 0.2、Cr2O35。
本实施例中含有所述铬铁渣砂混凝土细骨料的C30混凝土，是由以下重量份数原料组成：水泥250、水150、粉煤灰100、机制砂900、铬铁渣砂400、碎石900。
本实施例中含有铬铁渣砂混凝土细骨料的C50混凝土，是由以下重量份数原料组成：水泥300、水160、粉煤灰80、机制砂300、铬铁渣砂350、碎石1000。
实施例2
本实施例的铬铁渣砂混凝土细骨料，是由以下质量百分比的原料组成：SiO242.4、 Al2O317.72、Fe2O33.98、CaO 3.79、MgO 21.11、SO3 0.22、Na2O0.45、K2O0.46、Cr2O38.12。
本实施例中含有所述铬铁渣砂混凝土细骨料的C30混凝土，是由以下重量份数原料组成：水泥262.5、水180、粉煤灰112.5、机制砂942、铬铁渣砂471、碎石951。
本实施例中含有铬铁渣砂混凝土细骨料的C50混凝土，是由以下重量份数原料组成：水 365、水173、粉煤灰91、机制砂354、铬铁渣砂380、碎石1063。
实施例3
本实施例的铬铁渣砂混凝土细骨料，是由以下质量百分比的原料组成：SiO2 45、Al2O3 18、Fe2O35、CaO 5、MgO23、SO30.25、Na2O0.5、K200.5、Cr2O39。
本实施例中含有所述铬铁渣砂混凝土细骨料的C30混凝土，是由以下重量份数原料组成：水泥270、水200、粉煤灰120、机制砂1000、铬铁渣砂500、碎石1000。
本实施例中含有铬铁渣砂混凝土细骨料的C50混凝土，是由以下重量份数原料组成：水泥400、水180、粉煤灰100、机制砂400、铬铁渣砂450碎石1100。
具体试验报告
一、目标样品
目标样品为晋中晋宏建筑材料有限公司所生产的铬铁渣(水渣)混凝土细骨料及其配制而成C30、C50混凝土。
二、试验流程
1、通过XRF(X射线荧光光谱分析法)、XRD(X射线衍射仪)测试铬铁渣混凝土细骨料的化学成分和矿物组成。
2、参照标准规范GB/T14684-2011《建设用砂》测试铬铁渣混凝土细骨料的各项骨料基本性质。
3、参照标准规范GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》、GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》测试铬铁渣混凝土细骨料的浸出物毒性和放射性
4、按照表1、表2中配比，用铬铁渣砂取代50％骨料配制C30、C50混凝土，记录不同配比下混凝土拌合的减水剂用量、坍落度、扩展度。
表1 C30混凝土配合比
Figure BDA0003394940760000032
表2 C50混凝土配合比
Figure BDA0003394940760000033
将混凝土试件放在20±2℃、相对湿度95％以上的养护室中养护，养护至特定龄期测试混凝土的各项性能指标。
5、分别进行以下测试：
①测试混凝土3d、7d、28d抗压强度，参照标准规范GB/T 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》。
②测试混凝土28d静弹性模量，参照标准规范GB/T 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》。
③测试混凝土28d电通量，参照标准规范GB/T 50082-2009《混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》。
④测试混凝土28d抗水渗透性能，参照标准规范GB/T 50082-2009《混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》。
⑤测试混凝土长期收缩性能，参照标准规范GB/T 50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》。
三、测试计算结果
1.骨料组成成分
表3铬铁渣混凝土细骨料化学组成成分(％)
Figure BDA0003394940760000041
铬铁渣(水渣)中的Mg主要以镁橄榄石与尖晶石矿物形式存在，而不是以游离方镁石形式存在，从镁的组成上不存在安定性问题。
2.骨料基本性质
表4铬铁渣混凝土细骨料的骨料基本性质
Figure BDA0003394940760000042
铬铁渣(水渣)经处理加工后，细骨料性能满足GB/T14684-2011《建设用砂》的技术要求。
表5铬铁渣混凝土细骨料的颗粒级配
Figure BDA0003394940760000051
铬铁渣颗粒级配相对单一，主要集中在0.3～1.18mm范围内。从连续级配角度建议与机制砂复合使用，并调整颗粒级配。
3.骨料放射性和浸出毒性
表6铬铁渣混凝土细骨料浸出毒性
Figure BDA0003394940760000052
铬铁渣的可浸出Cr含量远低于危废标准限值，不属于危废范畴。
表7铬铁渣混凝土细骨料放射性
Figure BDA0003394940760000053
铬铁渣的IRa和Ir均满足GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》中小于1.0的要求，不具有放射性危害。
4.铬铁渣混凝土细骨料混凝土的流动性能
表8铬铁渣对C30混凝土流动性能的影响
Figure BDA0003394940760000054
表9铬铁渣对C50混凝土流动性能的影响
Figure BDA0003394940760000055
与机制砂混凝土相比，铬铁渣混凝土细骨料以50％体积百分比替代机制砂，对C30、C50 机制砂混凝土流动性能影响较小。
5.混凝土试件的抗压强度
与机制砂混凝土相比，铬铁渣混凝土细骨料以50％体积百分比替代机制砂，不会显著影响C30、C50混凝土的各龄期抗压强度。
6.混凝土试件的28d静弹性模量
铬铁渣以50％体积百分比替代机制砂，C30、C50混凝土的28d静弹性模量有所提高。
7.混凝土试件的抗水渗透性
与机制砂混凝土相比，铬铁渣以50％体积百分比替代机制砂，不会显著影响C30、C50混凝土的抗水渗透性能。
8.混凝土的长期收缩性能
与机制砂混凝土相比，铬铁渣以50％体积百分比替代机制砂，所配制的C30、C50混凝土的长期收缩性能基本相当，铬铁渣的使用不会影响混凝土体积稳定性。
四、结论
(1)本公司所生产的铬铁渣(水渣)经处理加工后，其环境安全性与细骨料性能全面满足我国相关标准的要求。
(2)本所生产的铬铁渣(水渣)经处理加工后，可作为混凝土细骨料使用，不会对混凝土流动性能、力学性能、耐久性能、体积稳定性能等方面产生不利影响。

Claims (6)

1.一种铬铁渣砂混凝土细骨料，其特征在于，是由以下质量百分比的原料组成：
Figure FDA0003394940750000011
2.根据权利要求1所述的铬铁渣砂混凝土细骨料，其特征在于，所述原料的质量百分比为：
Figure FDA0003394940750000012
3.一种含有权利要求1至2中任一项所述铬铁渣砂混凝土细骨料的C30混凝土，其特征在于，是由以下重量份数原料组成：
Figure FDA0003394940750000013
4.根据权利要求3所述的C30混凝土，其特征在于，所述原料的重量份数为：
水泥262.5 水180 粉煤灰112.5 机制砂942 铬铁渣砂471 碎石951。
5.一种含有权利要求1至2中任一项所述铬铁渣砂混凝土细骨料的C50混凝土，其特征在于，是由以下重量份数原料组成：
Figure FDA0003394940750000014
6.根据权利要求5所述的C50混凝土，其特征在于，所述原料的重量份数为：
水泥365 水173 粉煤灰91 机制砂354 铬铁渣砂380 碎石1063。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5585479A (en) * 1978-12-20 1980-06-27 Thyssen Ag Blast furnace lining made from refractory concrete finished member
CN107445522A (zh) * 2017-07-19 2017-12-08 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土及其制备方法
CN109251004A (zh) * 2018-11-15 2019-01-22 中科镁基（北京）科技有限公司 一种以碳铬渣为主要骨料的高强混凝土及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5585479A (en) * 1978-12-20 1980-06-27 Thyssen Ag Blast furnace lining made from refractory concrete finished member
CN107445522A (zh) * 2017-07-19 2017-12-08 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种用于水电工程的高碳铬铁合金渣混凝土及其制备方法
CN109251004A (zh) * 2018-11-15 2019-01-22 中科镁基（北京）科技有限公司 一种以碳铬渣为主要骨料的高强混凝土及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨飞: "高碳铬铁合金渣用于C40混凝土试验研究", 《钢铁钒钛》 *

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