CN116354660A - 一种复掺炉底渣与钢渣粉的混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复掺炉底渣与钢渣粉的混凝土及其制备方法，包括：210‑230份的水泥，90‑100份的矿粉，30‑40份的炉底渣，30‑40份的钢渣粉，130‑140份的水，740‑750份的机制砂，940‑960份的碎石，5‑6份的外加剂；其中，炉底渣细度≤12.0％，需水量比≤95，烧失量≤5％，28d活性指数≥70％；钢渣粉细度≤5％，比表面积280m2/kg，7d活性指数≥50％,28d活性指数≥65％。根据本发明，不仅能够使炉底渣得到更加高效的利用，而且改善混凝土早期强度，有效地解决掺钢渣粉混凝土流动性差及坍损大的问题。本发明具备制备工艺简单、工业固废利用率高、成本低、生产低碳环保的优点。
Description
技术领域
本发明涉及工业废渣综合利用的技术领域，特别涉及一种复掺炉底渣与钢渣粉的混凝土及其制备方法。
背景技术
钢渣是钢铁精炼过程中产生的典型冶金副产品，其中含有大量的CaO、SiO2和少量的Al2O3和MgO。据估计，2020年全球钢渣产量约为1.9亿至2.9亿吨。在中国，每年的钢渣排放量超过1亿吨，而利用率却不到30％。由于水化活性相对较差，潜在的体积不稳定性和低可磨性的问题，大多数钢渣没有得到充分利用，因此探索能消耗大量钢渣的更多应用途径对于钢渣的回收利用至关重要。电厂炉底渣是燃煤经锅炉燃烧后从底部排出的煤渣，由于其温度高，通常用水冷却后再由捞渣系统排出，含水率在30％左右，长期以来作为固体废弃物被填埋，不仅占用大量的农田，而且还会污染环境。炉底渣因其含有较高的水分，烧失量大，不同电厂炉底渣耐磨性和化学成分波动大，导致市场价值利用率较低，价格便宜。
随着绿色可持续发展的不断推进，矿物掺合料在建材行业中的应用越来越广泛。要实现节能减排的目标，发展循环经济，必须充分发展工业废弃物制备水泥混合材的研究。经过近些年不断的研究，发现单掺一种矿物掺(粉煤灰、矿渣粉以及钢渣粉等)虽然能改善混凝土的一些关键性能，比如提高混凝土的工作性能及后期的强度，但是只加入一种矿物掺合料也会对制备的混凝土带来一些问题，尤其是在掺量较大的时候。如果混凝土中大量掺入粉煤灰会降低早期强度，而且混凝土内部碱含量较低造成抗碳化能力下降；混凝土中加入较多矿渣粉会导致和易性不良，而且容易引入气体导致强度降低，体积收缩率高，容易导致开裂；钢渣粉的大量掺入会导致混凝土较差的体积稳定性以及较低的早期强度。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种复掺炉底渣与钢渣粉的混凝土及其制备方法，不仅能够使炉底渣得到更加高效的利用，而且改善混凝土早期强度，有效地解决掺钢渣粉混凝土流动性差及坍损大的问题。本发明具备制备工艺简单、工业固废利用率高、成本低、生产低碳环保的优点。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种复掺炉底渣与钢渣粉的混凝土，包括：
210-230份的水泥，90-100份的矿粉，30-40份的炉底渣，30-40份的钢渣粉，130-140份的水，740-750份的机制砂，940-960份的碎石，5-6份的外加剂；
其中，炉底渣细度≤12.0％，需水量比≤95，烧失量≤5％，28d活性指数≥70％；
钢渣粉细度≤5％，比表面积280m2/kg，7d活性指数≥50％,28d活性指数≥65％。
优选的，水泥为普通硅酸盐水泥，28d抗压强度≥52.5MPa，真密度为3050kg/m3，堆积密度为1253kg/m3，比表面积为455m2/kg。
优选的，矿粉级别为S95，比表面积为420kg/m3，7d活性指数大于75％，28d活性指数大于95％。
优选的，机制砂细度模数为3.0，平均粒径为0.45-0.6mm，堆积密度为1450kg/m3。
优选的，外加剂为减水剂，且减水剂为PCA型聚羧酸减水剂，其减水率＞30％，密度为1050-1110kg/m3。
一种复掺炉底渣与钢渣粉的混凝土的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照重量份数称取各原料组分，通过卧式搅拌机挂浆；
S2、将称好的水泥、矿粉、炉底渣、钢渣粉、碎石、机制砂砂加入搅拌机，干拌2-4min；
S3、干料混合均匀后，倒入减水剂和拌合水，继续搅拌3-5min，至流态即可得到混凝土浆体。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：
(1)工业固废炉底渣经过磨细后能够代替粉煤灰在混凝土中得到大量使用，有效提高工业固废的利用效率。
(2)工业固废钢渣粉解决了以往在使用过程中钢渣体积安定性问题，并作为矿物掺合料提高混凝土后期强度。
(3)将两种工业固废炉底渣与钢渣粉混合使用制备混凝土，不仅大幅提高工业固废在混凝土中的利用效率，而且改善混凝土早期强度，有效地解决掺钢渣粉混凝土流动性差及坍损大的问题。
具体实施方式
下面将结合实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种复掺炉底渣与钢渣粉的混凝土，包括：210-230份的水泥，90-100份的矿粉，30-40份的炉底渣，30-40份的钢渣粉，130-140份的水，740-750份的机制砂，940-960份的碎石，5-6份的外加剂；
其中，炉底渣细度≤12.0％，需水量比≤95，烧失量≤5％，28d活性指数≥70％；
钢渣粉细度≤5％，比表面积280m2/kg，7d活性指数≥50％,28d活性指数≥65％。
实施例1
(1)按照重量份数水泥221份、矿粉96份、炉底渣32份、钢渣粉32份、水135份、机制砂750份、碎石960份、外加剂5.6份称取各原料组分，然后卧式搅拌机挂浆；
(2)将称好的水泥、矿粉、炉底渣、钢渣粉、碎石、机制砂砂加入搅拌机，干拌2-4min；
(3)干料混合均匀后，倒入减水剂和拌合水，继续搅拌3-5min，至流态即可得到混凝土浆体。
实施例2
(1)按照重量份数水泥221份、矿粉80份、炉底渣40份、钢渣粉40份、水135份、机制砂750份、碎石960份、外加剂5.6份称取各原料组分，然后卧式搅拌机挂浆；
(2)将称好的水泥、矿粉、炉底渣、钢渣粉、碎石、机制砂砂加入搅拌机，干拌2-4min；
(3)干料混合均匀后，倒入减水剂和拌合水，继续搅拌3-5min，至流态即可得到混凝土浆体。
实施例3
(1)按照重量份数水泥221份、矿粉64份、炉底渣48份、钢渣粉48份、水135份、机制砂750份、碎石960份、外加剂5.6份称取各原料组分，然后卧式搅拌机挂浆；
(2)将称好的水泥、矿粉、炉底渣、钢渣粉、碎石、机制砂砂加入搅拌机，干拌2-4min；
(3)干料混合均匀后，倒入减水剂和拌合水，继续搅拌3-5min，至流态即可得到混凝土浆体。
性能检验测试
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的，对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (6)
1.一种复掺炉底渣与钢渣粉的混凝土，其特征在于，包括以下重量份的原材料：
210-230份的水泥，90-100份的矿粉，30-40份的炉底渣，30-40份的钢渣粉，130-140份的水，740-750份的机制砂，940-960份的碎石，5-6份的外加剂；
其中，炉底渣细度≤12.0％，需水量比≤95，烧失量≤5％，28d活性指数≥70％；
钢渣粉细度≤5％，比表面积280m2/kg，7d活性指数≥50％,28d活性指数≥65％。
2.如权利要求1所述的一种复掺炉底渣与钢渣粉的混凝土，其特征在于，水泥为普通硅酸盐水泥，28d抗压强度≥52.5MPa，真密度为3050kg/m3，堆积密度为1253kg/m3，比表面积为455m2/kg。
3.如权利要求1所述的一种复掺炉底渣与钢渣粉的混凝土，其特征在于，矿粉级别为S95，比表面积为420kg/m3，7d活性指数大于75％，28d活性指数大于95％。
4.如权利要求1所述的一种复掺炉底渣与钢渣粉的混凝土，其特征在于，机制砂细度模数为3.0，平均粒径为0.45-0.6mm，堆积密度为1450kg/m3。
5.如权利要求1所述的一种复掺炉底渣与钢渣粉的混凝土，其特征在于，外加剂为减水剂，且减水剂为PCA型聚羧酸减水剂，其减水率＞30％，密度为1050-1110kg/m3。
6.如权利要求1-5所述的任一一种复掺炉底渣与钢渣粉的混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照重量份数称取各原料组分，通过卧式搅拌机挂浆；
S2、将称好的水泥、矿粉、炉底渣、钢渣粉、碎石、机制砂砂加入搅拌机，干拌2-4min；
S3、干料混合均匀后，倒入减水剂和拌合水，继续搅拌3-5min，至流态即可得到混凝土浆体。
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