CN117263602A - 基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料，应用在混凝土材料技术领域，本发明通过设置在混凝土制备过程中加入一定比例的镍渣以及粉煤灰，能充分利用粉煤灰和矿渣中的有益组份，同时，由于大量利用粉煤灰和矿渣这两种工业废料形成的复合掺合料，从而可较好消化工业废料，从而降低了成本，并符合环保理念，另一方面通过外加剂的加入，可以有效增加混凝土的紧实性，并且在保证混凝土其它性能不改变的前提下提升混凝土的抗裂防渗性能，提高抗裂防渗性能的同时不显著增加成本，而且按照镍渣的不同粒径进行混凝土拌合，可有效提高混凝土粘结力，提高混凝土整体的机械强度。
Description
技术领域
本发明属于混凝土材料技术领域，特别涉及基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料。
背景技术
混凝土是应用最普遍、需求量最大的工程建筑材料，被广泛应用于基础建设中，随着工程建筑的质量要求变高，对混凝土性能的要求也越来越高；
随着工业的发展，在冶金领域所产生的废渣也在混凝土领域中被广泛应用，但是在高性能混凝土材料中的研究应用较少，主要原因是高性能混凝土对于强度等性能的要求很高，而加入冶金废渣后容易导致高性能混凝土的强度等性能降低，进而无法满足施工需求。
结合上述问题切入点会发现，目前市场上的现有利用冶金废渣制备的混凝土在进行使用的时候，很难同时去规避以上提出的问题，并且，从而无法达到我们所期望的效果，故而，我们提出了在进行使用的时候，能够增强利用冶金废渣制备混凝土材料的机械强度以及其他性能的基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料，其优点是通过设置在混凝土制备过程中加入一定比例的镍渣以及粉煤灰，能充分利用粉煤灰和矿渣中的有益组份，同时，由于大量利用粉煤灰和矿渣这两种工业废料形成的复合掺合料，从而可较好消化工业废料，从而降低了成本，并符合环保理念，另一方面通过外加剂的加入，可以有效增加混凝土的紧实性，并且在保证混凝土其它性能不改变的前提下提升混凝土的抗裂防渗性能，提高抗裂防渗性能的同时不显著增加成本，而且按照镍渣的不同粒径进行混凝土拌合，可有效提高混凝土粘结力，提高混凝土整体的机械强度。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料，该基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料包括以下质量份的组分：
镍渣18-25％、普通硅酸盐水泥15-25％、粉煤灰8％-10％、外加剂2％-5％、石子15-40％、河砂23-30％、沥青颗粒5-8％以及余量的水。
采用上述技术方案，通过设置在混凝土制备过程中加入一定比例的镍渣以及粉煤灰，能充分利用粉煤灰和矿渣中的有益组份，同时，由于大量利用粉煤灰和矿渣这两种工业废料形成的复合掺合料，从而可较好消化工业废料，从而降低了成本，并符合环保理念，另一方面通过外加剂的加入，可以有效增加混凝土的紧实性，并且在保证混凝土其它性能不改变的前提下提升混凝土的抗裂防渗性能，提高抗裂防渗性能的同时不显著增加成本，而且按照镍渣的不同粒径进行混凝土拌合，可有效提高混凝土粘结力，提高混凝土整体的机械强度。
本发明进一步设置为：所述外加剂包括三乙醇胺、烷基苯磺酸钠、膨胀剂以及亲水胶体。
采用上述技术方案，通过设置外加剂包括三乙醇胺、烷基苯磺酸钠、膨胀剂以及亲水胶体，通过三乙醇胺、烷基苯磺酸钠以及亲水胶体的相互配合协调，可有效增加混凝土的紧实性，而通过膨胀剂的加入，在保证混凝土其它性能不改变的前提下提升混凝土的抗裂防渗性能，提高抗裂防渗性能的同时不显著增加成本。
本发明进一步设置为：所述河砂的粒径为0.2-0.5mm，所述石子的粒径为5-10mm，所述镍渣的粒径为1-10μm，所述沥青颗粒的粒径为0.5-1.5mm。
采用上述技术方案，通过设置砂的粒径为0.2-0.5mm、石子的粒径为5-10mm、镍渣的粒径为1-10μm以及沥青颗粒的粒径为0.5-1.5mm，可以保证制备高性能混凝土时，使高性能混凝土比例配置协调，同时还可使高性能混凝土具有良好的孔隙率。
本发明进一步设置为：所述粉煤灰为一级粉煤灰，SiO2的含量在56wt％以上，平均粒径为2-5μm。
采用上述技术方案，通过设置粉煤灰为一级粉煤灰，SiO2的含量在56wt％以上，平均粒径为2-5μm，能充分利用粉煤灰中的有益组份，保证高性能混凝土的结构强度。
本发明进一步设置为：所述基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料的制备方法包括以下步骤：
S1.按照配比称取各种原料；
S2.将水、普通硅酸盐水泥以及河砂置于搅拌器中进行预先搅拌，在加入石子再次搅拌；
S3.向上述混合物加入镍渣、粉煤灰以及外加剂，再次进行混合搅拌；
S4.对沥青颗粒进行加热使其软化，并置于上述混合物中，持续进行混合搅拌，即得到基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料。
本发明进一步设置为：所述在步骤S2中搅拌器转速为40-60rmp，且搅拌时间为2-3min。
采用上述技术方案，通过设置在步骤S2中搅拌器转速为40-60rmp，且搅拌时间为2-3min，可以使预拌过程中的组分能够充分混合均匀。
本发明进一步设置为：所述在步骤S3中搅拌时间为60-120s。
采用上述技术方案，通过设置在步骤S3中搅拌时间为60-120s，能够保证混凝土制备原料之间的充分混合。
本发明进一步设置为：所述在步骤S4中搅拌时间为120-180s。
采用上述技术方案，通过设置步骤S4中搅拌时间为120-180s，可以提升了高性能混凝土制备材料之间的混合均匀度。
本发明进一步设置为：所述在步骤S4中沥青颗粒加热温度为70-80℃。
采用上述技术方案，通过设置在步骤S4中沥青颗粒加热温度为70-80℃，可以便于将沥青颗粒熔化成膏状，使得沥青颗粒可以附着在孔隙表面以增加高性能混凝土材料的抗渗能力。
本发明进一步设置为：所述在步骤S4中沥青颗粒分为4-6次加入。
采用上述技术方案，通过设置在步骤S4中沥青颗粒分为4-6次加入，可以保证沥青颗粒可以与其他物质的充分混合。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
通过设置在混凝土制备过程中加入一定比例的镍渣以及粉煤灰，能充分利用粉煤灰和矿渣中的有益组份，同时，由于大量利用粉煤灰和矿渣这两种工业废料形成的复合掺合料，从而可较好消化工业废料，从而降低了成本，并符合环保理念，另一方面通过外加剂的加入，可以有效增加混凝土的紧实性，并且在保证混凝土其它性能不改变的前提下提升混凝土的抗裂防渗性能，提高抗裂防渗性能的同时不显著增加成本，而且按照镍渣的不同粒径进行混凝土拌合，可有效提高混凝土粘结力，提高混凝土整体的机械强度。
附图说明
图1是本发明的基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料的制备方法流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参考图1，基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料，包括，通过设置在混凝土制备过程中加入一定比例的镍渣以及粉煤灰，能充分利用粉煤灰和矿渣中的有益组份，同时，由于大量利用粉煤灰和矿渣这两种工业废料形成的复合掺合料，从而可较好消化工业废料，从而降低了成本，并符合环保理念，另一方面通过外加剂的加入，可以有效增加混凝土的紧实性，并且在保证混凝土其它性能不改变的前提下提升混凝土的抗裂防渗性能，提高抗裂防渗性能的同时不显著增加成本，而且按照镍渣的不同粒径进行混凝土拌合，可有效提高混凝土粘结力，提高混凝土整体的机械强度。
如图1所示，外加剂包括三乙醇胺、烷基苯磺酸钠、膨胀剂以及亲水胶体，通过设置外加剂包括三乙醇胺、烷基苯磺酸钠、膨胀剂以及亲水胶体，通过三乙醇胺、烷基苯磺酸钠以及亲水胶体的相互配合协调，可有效增加混凝土的紧实性，而通过膨胀剂的加入，在保证混凝土其它性能不改变的前提下提升混凝土的抗裂防渗性能，提高抗裂防渗性能的同时不显著增加成本。
如图1所示，河砂的粒径为0.2-0.5mm，所述石子的粒径为5-10mm，所述镍渣的粒径为1-10μm，所述沥青颗粒的粒径为0.5-1.5mm，通过设置砂的粒径为0.2-0.5mm、石子的粒径为5-10mm、镍渣的粒径为1-10μm以及沥青颗粒的粒径为0.5-1.5mm，可以保证制备高性能混凝土时，使高性能混凝土比例配置协调，同时还可使高性能混凝土具有良好的孔隙率。
如图1所示，粉煤灰为一级粉煤灰，SiO2的含量在56wt％以上，平均粒径为2-5μm，通过设置粉煤灰为一级粉煤灰，SiO2的含量在56wt％以上，平均粒径为2-5μm，能充分利用粉煤灰中的有益组份，保证高性能混凝土的结构强度。
基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料的制备方法包括以下步骤：
S1.按照配比称取各种原料；
S2.将水、普通硅酸盐水泥以及河砂置于搅拌器中进行预先搅拌，在加入石子再次搅拌；
S3.向上述混合物加入镍渣、粉煤灰以及外加剂，再次进行混合搅拌；
S4.对沥青颗粒进行加热使其软化，并置于上述混合物中，持续进行混合搅拌，即得到基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料。
如图1所示，在步骤S2中搅拌器转速为40-60rmp，且搅拌时间为2-3min，通过设置在步骤S2中搅拌器转速为40-60rmp，且搅拌时间为2-3min，可以使预拌过程中的组分能够充分混合均匀。
如图1所示，在步骤S3中搅拌时间为60-120s，通过设置在步骤S3中搅拌时间为60-120s，能够保证混凝土制备原料之间的充分混合。
如图1所示，在步骤S4中搅拌时间为120-180s，通过设置步骤S4中搅拌时间为120-180s，可以提升了高性能混凝土制备材料之间的混合均匀度。
如图1所示，在步骤S4中沥青颗粒加热温度为70-80℃，通过设置在步骤S4中沥青颗粒加热温度为70-80℃，可以便于将沥青颗粒熔化成膏状，使得沥青颗粒可以附着在孔隙表面以增加高性能混凝土材料的抗渗能力。
如图1所示，在步骤S4中沥青颗粒分为4-6次加入，通过设置在步骤S4中沥青颗粒分为4-6次加入，可以保证沥青颗粒可以与其他物质的充分混合。
使用过程简述：称取18-25％的镍渣、15-25％的普通硅酸盐水泥、8-10％的粉煤灰、2-5％的外加剂、15-40％的石子、23-30％的河砂、5-8％的沥青颗粒以及余量的水，然后将上述的水、普通硅酸盐水泥以及河砂置于搅拌器中进行预先搅拌，在加入石子再次搅拌，随后向上述混合物加入镍渣、粉煤灰以及外加剂，再次进行混合搅拌60-120s，然后在70-80℃条件下降沥青颗粒加热软化，并分为4-6次加入混合物中，在搅拌120-180s，即得到基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料，其特征在于：该基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料包括以下质量份的组分：
镍渣18-25％、普通硅酸盐水泥15-25％、粉煤灰8％-10％、外加剂2％-5％、石子15-40％、河砂23-30％、沥青颗粒5-8％以及余量的水。
2.根据权利要求1所述的基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料，其特征在于：所述外加剂包括三乙醇胺、烷基苯磺酸钠、膨胀剂以及亲水胶体。
3.根据权利要求1所述的基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料，其特征在于：所述河砂的粒径为0.2-0.5mm，所述石子的粒径为5-10mm，所述镍渣的粒径为1-10μm，所述沥青颗粒的粒径为0.5-1.5mm。
4.根据权利要求1所述的基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料，其特征在于：所述粉煤灰为一级粉煤灰，SiO2的含量在56wt％以上，平均粒径为2-5μm。
5.根据权利要求1-4所述的基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料，其特征在于：所述基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料的制备方法包括以下步骤：
S1.按照配比称取各种原料；
S2.将水、普通硅酸盐水泥以及河砂置于搅拌器中进行预先搅拌，在加入石子再次搅拌；
S3.向上述混合物加入镍渣、粉煤灰以及外加剂，再次进行混合搅拌；
S4.对沥青颗粒进行加热使其软化，并置于上述混合物中，持续进行混合搅拌，即得到基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料。
6.根据权利要求5所述的基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料，其特征在于：所述在步骤S2中搅拌器转速为40-60rmp，且搅拌时间为2-3min。
7.根据权利要求5所述的基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料，其特征在于：所述在步骤S3中搅拌时间为60-120s。
8.根据权利要求5所述的基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料，其特征在于：所述在步骤S4中搅拌时间为120-180s。
9.根据权利要求5所述的基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料，其特征在于：所述在步骤S4中沥青颗粒加热温度为70-80℃。
10.如权利要求5所述的基于冶金废渣再利用的高性能混凝土材料，其特征在于：所述在步骤S4中沥青颗粒分为4-6次加入。
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| PB01 | Publication | ||
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