CN117326819A - 一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料及其制备方法 - Google Patents

一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及装配式建筑材料技术领域，具体公开一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料及其制备方法。本发明提供的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料包括脱硫铅锌冶金渣40～60份、矿粉20～40份、硅烷偶联剂改性菱苦土3～6份和氢氧化钠2～4份。铅锌冶金渣存在大量的玻璃体，可在碱环境中分解，提高复合掺合料的活性，脱硫铅锌冶金渣保证了混凝土的强度和耐久性；矿粉可参与混凝土的二次水化，降低水化热，改善和易性；菱苦土可在水泥浆体中水化生成氢氧化镁产生膨胀，有效防止混凝土的收缩开裂；利用硅烷偶联剂对菱苦土表面进行改性，可提高材料的斥水性和耐久性。本发明通过特定配比的不同原料，可以提高装配式建筑混凝土的早期强度。

Description

一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料及其制备方法
技术领域
本发明涉及装配式建筑材料技术领域，尤其涉及一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料及其制备方法。
背景技术
冶金渣是冶金工业在金属矿石冶炼过程中产生的固体废弃物，其综合利用率不足40％，这些固体废弃物占用土地堆存，不仅带来了环境、安全等多方面问题，还给企业造成了极大的经济压力。因此，固体废弃物的有效利用可以解决工业固废不当处置或堆存所带来的各种问题，对实现产业结构升级、节能减排具有重要的意义。
随着装配式建筑在建筑工业中得到重视，高性能装配式建筑混凝土的需求量日益增加。现有混凝土技术中，掺合料已经成为高性能混凝土的重要组分。目前，为了满足混凝土的早期强度、减少养护和脱模时间，用于装配式建筑的混凝土往往采取低掺合料掺量、高水泥用量的方式来加快模具周转。虽然水泥水化速度快，但是剧烈的水化反应产生的水化热导致大体积混凝土内部升温过快，极大增加了混凝土开裂的风险。因此，在满足装配式建筑混凝土后期强度和耐久性的前提下，制备一种提高混凝土的早期强度、降低水化热、补偿早期水化反应收缩，并提高混凝土和钢筋的粘结力的高性能掺合料，在装配式建筑混凝土领域具有较大的应用前景。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料及其制备方法。本发明提供的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料可以替代部分水泥，在保证装配式建筑混凝土后期强度和耐久性的前提下，提高混凝土的早期强度、降低水化热、补偿早期水化反应收缩，并提高混凝土和钢筋的粘结力。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，包括以下重量份数的原料：脱硫铅锌冶金渣40～60份、矿粉20～40份、硅烷偶联剂改性菱苦土3～6份和氢氧化钠2～4份。
相对于现有技术，本发明提供的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，铅锌冶金渣的主要化学组成与天然矿石类似，并且，铅锌冶金渣的矿物相中存在大量的玻璃体，这些玻璃体可以在碱环境中分解，以提高复合掺合料的活性；但铅锌冶金渣中SO3含量较高，用于混凝土后对水泥具有侵蚀作用，同时会产生较多的膨胀相产物，影响混凝土的强度和耐久性，脱硫后的铅锌冶金渣保证了混凝土的强度和耐久性；矿粉具有火山灰作用，可以参与混凝土的二次水化，并显著降低混凝土水化热，改善混凝土的和易性；菱苦土的主要成分为氧化镁，氧化镁可以在水泥浆体中水化生成氢氧化镁产生膨胀，进而可以抵消混凝土凝结硬化过程中，由于胶凝材料水化、温度变化以及失水产生的体积收缩，有效防止混凝土收缩开裂，且温度稳定性好，价格低廉；利用硅烷偶联剂对菱苦土表面进行改性，可以在无机粉体表面生成有机分子层，使无机粉体由亲水性变成亲有机性，使填料分散均匀，并提高材料的斥水性，提高混凝土的耐久性；氢氧化钠属于碱类激发剂，溶解在水中电离出OH-，矿粉和脱硫铅锌冶金渣中的铝硅酸盐玻璃体在OH-作用下，Si-O键和Al-O键断裂，形成硅、铝低聚体，再脱水得到硅铝酸盐凝胶，提高了装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的活性。
本发明中不同原料的配合使用，使装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料在混凝土中具有填充效益、形貌效应和界面耦合效应等，当脱硫铅锌冶金渣、矿粉和硅烷偶联剂改性菱苦土复合使用时，通过颗粒级配、颗粒形态和矿物组成的差异相互填充、相互作用，降低了装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的孔隙率，提高了密实度的正效应；同时，不同原料的比表面积和结构差异会增加用水量的负效应。本发明通过特定配比的不同原料，可以将装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的正效应达到最优，并有效控制装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的负效应。此外，装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料实现了铅锌冶金渣的二次利用，降低了工程成本，减少了建筑碳排放。
优选的，所述脱硫铅锌冶金渣的比表面积为500～550m2/kg。
本发明优选的脱硫铅锌冶金渣中含有大量的球状颗粒，能够以微集料的形式填充在水泥表面，增加了混凝土的密实性。在混凝土拌合过程中，这些球状颗粒可以起到类似于粉煤灰的微珠效应，降低了铅锌冶金渣的需水量，在不改变混凝土配比的情况下，可以有效提高混凝土的和易性。
优选的，所述脱硫铅锌冶金渣中SO3的质量含量为4％～5％。
本发明中，脱硫铅锌冶金渣所含的SO3可与水反应生成硫酸根离子，并与早期的水泥水化产物水化铝酸钙(C-A-H)结合生成结晶物水化硫铝酸钙(AFt)，弥补混凝土在硬化前由于失水导致的塑性收缩，使钢筋混凝土结构更为致密，从而进一步提高混凝土的早期强度以及混凝土和钢筋的粘结力。
优选的，所述脱硫铅锌冶金渣的制备过程包括以下步骤：
将铅锌冶金渣与石灰石粉混合均匀，于750～800℃煅烧，得脱硫铅锌冶金渣。
值得注意的是，若装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料中的SO3含量较高，用于混凝土后对水泥具有侵蚀作用，同时会产生较多的膨胀相产物，影响混凝土的强度和耐久性。本发明以石灰石粉作为脱硫剂，其作用主要是吸收烟气中释出的硫氧化物或促进含硫物质的分解，同时，可以降低脱硫温度，减少能耗。本发明在750～800℃的温度下进行煅烧，脱硫率可达75％～80％，在确保控制冶金渣中的SO3含量的情况下，将能耗降到了最低。
示例的，所述煅烧后，还包括冷却和球磨。球磨至45μm方孔筛筛余小于20％，比表面积大于500m2/kg。
进一步优选的，所述铅锌冶金渣由以下质量百分含量的组分组成：SO314％～18％，Fe2O3 20％～25％，SiO2 20％～25％，CaO 12％～15％，Al2O38％～10％，ZnO 4％～6％，MnO 1％～2％和其他组分4％～5％。
示例的，上述其他组分包括PbO、BaO、P2O5、Cr2O3等。
进一步优选的，所述石灰石粉的比表面积为200～210m2/kg。
进一步优选的，所述铅锌冶金渣与所述石灰石粉的质量比为(8～12):1。
本发明通过限定铅锌冶金渣与石灰石粉的质量比，可以最大限度地提高脱硫效果。
进一步优选的，所述煅烧的时间为20～30min。
优选的，所述矿粉的比表面积为420～480m2/kg。
进一步优选的，所述矿粉为S95级矿粉，比表面积为450～480m2/kg。
本发明矿粉中存在大量球形玻璃状颗粒，优选的矿粉的细度小于水泥，能够填充于水泥颗粒的空隙，以微集料的形式存在于混凝土中，构成最密堆积，进而优化混凝土的微观孔隙结构。
优选的，所述硅烷偶联剂改性菱苦土的比表面积为300～340m2/kg。
优选的，所述硅烷偶联剂改性菱苦土中硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
优选的，所述硅烷偶联剂改性菱苦土的制备过程包括以下步骤：
步骤a，将硅烷偶联剂溶于醇类溶剂，得改性剂醇溶液；
步骤b，将所述改性剂醇溶液均匀喷洒在菱苦土表面，搅拌，于100～110℃焙烧，得硅烷偶联剂改性菱苦土。
进一步优选的，所述醇类溶剂为醇的水溶液，水与醇的体积比为1:(8～9)。
进一步优选的，所述醇类溶剂包括异丙醇水溶液或乙醇水溶液。
进一步优选的，所述改性剂醇溶液中硅烷偶联剂的浓度为22wt％～28wt％。
进一步优选的，所述硅烷偶联剂与所述菱苦土的质量比为1:(60～70)。
进一步优选的，所述搅拌的速率为1300～1400r/min，时间为20～30min。
进一步优选的，所述焙烧的时间为4～5h。
本发明通过限定硅烷偶联剂改性菱苦土的制备条件，可以使填料分散得更均匀，进一步提高材料的斥水性和混凝土的耐久性。
优选的，所述氢氧化钠的比表面积为210～230m2/kg。
本发明提供一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的制备方法，包括以下步骤：
S1，分别制备脱硫铅锌冶金渣和硅烷偶联剂改性菱苦土；
S2，按照设计配比称取各原料，将所述脱硫铅锌冶金渣、矿粉、所述硅烷偶联剂改性菱苦土和氢氧化钠混合均匀，得装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料。
本发明还提供一种装配式建筑混凝土，包括上述装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料。
优选的，所述装配式建筑混凝土包括以下质量份数的原料：水泥270～300份，装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料180～200份，砂830～870份，石830～870份，水140～160份和减水剂1～3份。
本发明提供的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料混凝土具有更好的工作性能，可使混凝土的各项物理力学性能和耐久性能达到要求，早期强度更高，减少了装配式混凝土的拆模时间，加快了模具的周转速度，提高了工作效率。本发明采用装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料替代部分水泥可以降低水化热，减少了混凝土水化反应收缩和温度应力产生的裂缝，提高了装配式建筑构件的可靠性。装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料中的脱硫铅锌冶金渣和矿粉在混凝土中能够起到微集料的作用，提高了混凝土的密实性以及混凝土和钢筋的粘结力。
进一步优选的，所述水泥为P.O.42.5以上的普通硅酸盐水泥。
进一步优选的，所述砂为表观密度2.2～3.0g/cm3的机制砂，含泥量1.2％～2.2％。
进一步优选的，所述石为粒径5.0～26.5mm的连续级配碎石。
进一步优选的，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂或萘系减水剂中的至少一种，含固量≥35％，减水率≥25％。
本发明还提供一种装配式建筑混凝土的制备方法，包括以下步骤：
按照设计配比称取各原料，将水泥、装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料、砂、石、水和减水剂混合均匀，填充至模具中，18～24h后脱模成型，标准养护27～29d，得装配式建筑混凝土。
优选的，所述标准养护的温度为18～22℃，相对湿度为90％～100％。
附图说明
图1为本发明实施例1中脱硫铅锌冶金渣的XRD图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明第一方面提供一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，包括以下重量份数的原料：脱硫铅锌冶金渣40～60份、矿粉20～40份、硅烷偶联剂改性菱苦土3～6份和氢氧化钠2～4份。
本发明中特定份数的脱硫铅锌冶金渣和矿粉的协同作用，可以将装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的正效应达到最优，并有效控制装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的负效应；硅烷偶联剂改性菱苦土的用量限定为3～6份，掺量增加容易导致混凝土膨胀开裂，掺量减少将导致膨胀效果变差；适当添加氢氧化钠可以促进玻璃体的溶解，激发装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的活性，但是掺量过高会导致混凝土内部发生有害的碱集料反应，导致混凝土开裂剥落。
本发明第二方面提供一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的制备方法，包括以下步骤：
S1，分别制备脱硫铅锌冶金渣和硅烷偶联剂改性菱苦土；
S2，按照设计配比称取各原料，将所述脱硫铅锌冶金渣、矿粉、所述硅烷偶联剂改性菱苦土和氢氧化钠混合均匀，得装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料。
本发明第三方面提供一种装配式建筑混凝土，包括以下质量份数的原料：水泥270～300份，装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料180～200份，砂830～870份，石830～870份，水140～160份和减水剂1～3份。
本发明实施例和对比例中，水泥为P.O.42.5普通硅酸盐水泥，28d胶砂抗压强度为52.4MPa；砂为表观密度2.5～2.8g/cm3的机制砂，含泥量1.5％～2.0％；石为粒径5.0～26.5mm的连续级配碎石；减水剂为聚羧酸高效减水剂或萘系减水剂，含固量≥35％，减水率≥25％。
本发明第四方面提供一种装配式建筑混凝土的制备方法，包括以下步骤：
按照设计配比称取各原料，将水泥、装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料、砂、石、水和减水剂混合均匀，填充至模具中，18～24h后脱模成型，标准养护27～29d，得装配式建筑混凝土。
为了更好地说明本发明，下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1
本实施例提供一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，由以下重量份数的原料组成：脱硫铅锌冶金渣40份、矿粉20份、硅烷偶联剂改性菱苦土3份和氢氧化钠2份。
上述装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将40份铅锌冶金渣与5份比表面积为200m2/kg的石灰石粉混合均匀，放入马弗炉内，于750℃煅烧30min，冷却至室温；放入球磨机内，球磨至45μm方孔筛筛余大于20％，得比表面积为505m2/kg的脱硫铅锌冶金渣。其中，铅锌冶金渣由以下质量百分含量的组分组成：SO3 14％，Fe2O3 25％，SiO2 25％，CaO 15％，Al2O3 10％，ZnO 5％，MnO 2％和其他组分4％。
S2，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶于异丙醇水溶液(水与异丙醇的体积比为1:8)，得浓度为22wt％的改性剂醇溶液；
将上述改性剂醇溶液均匀喷洒在菱苦土表面(其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷与菱苦土的质量比为1:60)，以1300r/min的速率搅拌30min，于100℃焙烧5h，得比表面积为300m2/kg的硅烷偶联剂改性菱苦土。
值得注意的是，步骤S1和S2没有先后顺序。
S3，按照设计配比称取各原料，将上述脱硫铅锌冶金渣、比表面积为430m2/kg的S95级矿粉、上述硅烷偶联剂改性菱苦土和比表面积为210m2/kg的氢氧化钠混合均匀，得装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料。
实施例2
本实施例提供一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，由以下重量份数的原料组成：脱硫铅锌冶金渣50份、矿粉30份、硅烷偶联剂改性菱苦土4份和氢氧化钠3份。
上述装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将50份铅锌冶金渣与5份比表面积为210m2/kg的石灰石粉混合均匀，放入马弗炉内，于780℃煅烧25min，冷却至室温；放入球磨机内，球磨至45μm方孔筛筛余大于20％，得比表面积为525m2/kg的脱硫铅锌冶金渣。其中，铅锌冶金渣由以下质量百分含量的组分组成：SO3 16％，Fe2O3 24％，SiO2 24％，CaO 14％，Al2O3 9％，ZnO 6％，MnO 2％和其他组分5％。
S2，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶于乙醇水溶液(水与乙醇的体积比为1:9)，得浓度为25wt％的改性剂醇溶液；
将上述改性剂醇溶液均匀喷洒在菱苦土表面(其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷与菱苦土的质量比为1:65)，以1350r/min的速率搅拌25min，于105℃焙烧4.5h，得比表面积为320m2/kg的硅烷偶联剂改性菱苦土。
值得注意的是，步骤S1和S2没有先后顺序。
S3，按照设计配比称取各原料，将上述脱硫铅锌冶金渣、比表面积为450m2/kg的S95级矿粉、上述硅烷偶联剂改性菱苦土和比表面积为220m2/kg的氢氧化钠混合均匀，得装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料。
实施例3
本实施例提供一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，由以下重量份数的原料组成：脱硫铅锌冶金渣60份、矿粉40份、硅烷偶联剂改性菱苦土6份和氢氧化钠4份。
上述装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将60份铅锌冶金渣与5份比表面积为210m2/kg的石灰石粉混合均匀，放入马弗炉内，于800℃煅烧20min，冷却至室温；放入球磨机内，球磨至45μm方孔筛筛余大于20％，得比表面积为550m2/kg的脱硫铅锌冶金渣。其中，铅锌冶金渣由以下质量百分含量的组分组成：SO3 18％，Fe2O3 25％，SiO2 22％，CaO 15％，Al2O3 10％，ZnO 4％，MnO 1％和其他组分5％。
S2，将γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶于乙醇水溶液(水与乙醇的体积比为1:8)，得浓度为28wt％的改性剂醇溶液；
将上述改性剂醇溶液均匀喷洒在菱苦土表面(其中，γ-氨丙基三乙氧基硅烷与菱苦土的质量比为1:70)，以1400r/min的速率搅拌20min，于110℃焙烧4h，得比表面积为340m2/kg的硅烷偶联剂改性菱苦土。
值得注意的是，步骤S1和S2没有先后顺序。
S3，按照设计配比称取各原料，将上述脱硫铅锌冶金渣、比表面积为480m2/kg的S95级矿粉、上述硅烷偶联剂改性菱苦土和比表面积为230m2/kg的氢氧化钠混合均匀，得装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料。
实施例4
本实施例提供一种装配式建筑混凝土，由以下质量份数的原料组成：P.O.42.5普通硅酸盐水泥270份，实施例1的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料180份，砂830份，石830份，水140份和减水剂1份。
上述装配式建筑混凝土的制备方法，包括以下步骤：
按照设计配比称取各原料，将水泥、装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料、砂、石、水和减水剂放入混凝土搅拌机中搅拌均匀，填充至模具中，1d后脱模成型，在标准养护条件(20±2℃，95％±5％相对湿度)下进行养护28d，得装配式建筑混凝土。
实施例5
本实施例提供一种装配式建筑混凝土，由以下质量份数的原料组成：P.O.42.5普通硅酸盐水泥290份，实施例2的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料190份，砂850份，石850份，水150份和减水剂2份。
上述装配式建筑混凝土的制备方法与实施例4相同，不同的仅是按照本实施例的设计配比称取各原料。
实施例6
本实施例提供一种装配式建筑混凝土，由以下质量份数的原料组成：P.O.42.5普通硅酸盐水泥300份，实施例3的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料200份，砂870份，石870份，水160份和减水剂3份。
上述装配式建筑混凝土的制备方法与实施例4相同，不同的仅是按照本实施例的设计配比称取各原料。
对比例1
本对比例提供一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，由以下重量份数的原料组成：脱硫铅锌冶金渣50份、矿粉30份、菱苦土4份和氢氧化钠3份。
上述装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的制备方法与实施例2相似，不同的仅是未对菱苦土进行硅烷偶联剂改性，具体步骤如下：
S1，同实施例2。
S2，按照设计配比称取各原料，将上述脱硫铅锌冶金渣、比表面积为450m2/kg的S95级矿粉、比表面积为320m2/kg的菱苦土和比表面积为220m2/kg的氢氧化钠混合均匀，得装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料。
对比例2
本对比例提供一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，由以下重量份数的原料组成：脱硫铅锌冶金渣50份、矿粉30份、锂渣4份和氢氧化钠3份。
上述装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的制备方法与实施例2相似，不同的仅是将菱苦土替换为锂渣，且不进行硅烷偶联剂改性，具体步骤如下：
S1，同实施例2。
S2，按照设计配比称取各原料，将上述脱硫铅锌冶金渣、比表面积为450m2/kg的S95级矿粉、比表面积为320m2/kg的锂渣和比表面积为220m2/kg的氢氧化钠混合均匀，得装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料。
对比例3
本对比例提供一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，由以下重量份数的原料组成：铅锌冶金渣50份、矿粉30份、硅烷偶联剂改性菱苦土4份和氢氧化钠3份。
上述装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的制备方法与实施例2相似，不同的仅是未对铅锌冶金渣进行脱硫处理，具体步骤如下：
S1，同实施例2的步骤S2。
S2，按照设计配比称取各原料，将比表面积为525m2/kg的铅锌冶金渣(质量组分同实施例2)、比表面积为450m2/kg的S95级矿粉、上述硅烷偶联剂改性菱苦土和比表面积为220m2/kg的氢氧化钠混合均匀，得装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料。
对比例4
本对比例提供一种装配式建筑混凝土，由以下质量份数的原料组成：P.O.42.5普通硅酸盐水泥290份，对比例1的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料190份，砂850份，石850份，水150份和减水剂2份。
上述装配式建筑混凝土的制备方法与实施例4相同，不同的仅是按照本对比例的设计配比称取各原料。
对比例5
本对比例提供一种装配式建筑混凝土，由以下质量份数的原料组成：P.O.42.5普通硅酸盐水泥290份，对比例2的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料190份，砂850份，石850份，水150份和减水剂2份。
上述装配式建筑混凝土的制备方法与实施例4相同，不同的仅是按照本对比例的设计配比称取各原料。
对比例6
本对比例提供一种装配式建筑混凝土，由以下质量份数的原料组成：P.O.42.5普通硅酸盐水泥290份，对比例3的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料190份，砂850份，石850份，水150份和减水剂2份。
上述装配式建筑混凝土的制备方法与实施例4相同，不同的仅是按照本对比例的设计配比称取各原料。
对比例7
本对比例提供一种装配式建筑混凝土，由以下质量份数的原料组成：P.O.42.5普通硅酸盐水泥290份，混凝土矿物掺合料190份，砂850份，石850份，水150份和减水剂2份。其中，混凝土矿物掺合料为市售的符合JG/T486-2015的Ⅱ级复合掺合料，由以下质量份数的原料组成：粉煤灰65份，矿粉125份。
上述装配式建筑混凝土的制备方法与实施例4相同，不同的仅是按照本对比例的设计配比称取各原料。
对比例8
本对比例提供一种装配式建筑混凝土，由以下质量份数的原料组成：P.O.42.5普通硅酸盐水泥480份，砂850份，石850份，水150份和减水剂2份。
上述装配式建筑混凝土的制备方法与实施例4相同，不同的仅是按照本对比例的设计配比称取各原料。
效果例
对实施例1～3和对比例1～3提供的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料进行质量检测，其中，流动度比按照《水泥胶砂流动度测定方法》(GB/T 2419-2016)进行测定，活性指数按照《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GB/T 17671-2020)进行测定，三氧化硫含量、烧失量和氯离子含量按照《水泥化学分析方法》(GB/T 176-2017)进行测定，比表面积按照《水泥比表面积测定方法勃氏法》(GB/T 8074-2008)进行测定，其结果如表1所示。从表1中可以看出，本发明提供的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的流动度、三氧化硫含量及活性指数等均符合标准GB/T1003-2014中矿物掺合料应用技术规范的各项技术指标，可用于绿色高性能混凝土。
表1实施例1～3和对比例1～3的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的质量检测结果
对实施例4～6和对比例4～8提供的装配式建筑混凝土进行性能检测，其中，混凝土抗压强度按照《混凝土强度检验评定标准》(GB/T 50107-2010)进行测定，粘结强度按照《混凝土物理力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2019)进行测定，7d自收缩按照《混凝土物理力学性能试验方法标准》(GB/T 50082-2019)进行测定，结果如表2所示。从表2中可以看出，将本发明提供的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料应用于装配式建筑混凝土，各项物理力学性能和耐久性能均能满足要求，具有良好的工作性能，早期强度更高，18h拆模后的抗压强度达到了对比例8中24h拆模后的抗压强度，极大缩短了拆模时间；7d自收缩率显著优于对比例，且28d与钢筋的粘结强度达到了17.19MPa。可直接取代部分水泥用于不同等级的装配式建筑混凝土的生产，且综合性能明显优于对比例7中的混凝土复合掺合料和对比例8的普通硅酸盐水泥。
表2实施例4～6和对比例4～8的装配式建筑混凝土的性能检测结果
综上可知，本发明提供的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料可直接取代部分水泥用于不同等级的装配式建筑混凝土的生产，且综合性能明显优于对比例。本发明利用铅锌冶金渣作为原材料，不仅节约了生产成本，而且实现了冶金渣的二次利用，达到了利益最大化，对实现产业结构升级、保护生态环境都具有重要意义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：脱硫铅锌冶金渣40～60份、矿粉20～40份、硅烷偶联剂改性菱苦土3～6份和氢氧化钠2～4份。
2.如权利要求1所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在于，所述脱硫铅锌冶金渣中SO3的质量含量为4％～5％；和/或
所述硅烷偶联剂改性菱苦土中硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
3.如权利要求1所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在于，所述脱硫铅锌冶金渣的比表面积为500～550m2/kg；和/或
所述矿粉的比表面积为420～480m2/kg；和/或
所述硅烷偶联剂改性菱苦土的比表面积为300～340m2/kg；和/或
所述氢氧化钠的比表面积为210～230m2/kg。
4.如权利要求1～3任一项所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在于，所述脱硫铅锌冶金渣的制备过程包括以下步骤：
将铅锌冶金渣与石灰石粉混合均匀，于750～800℃煅烧，得脱硫铅锌冶金渣。
5.如权利要求4所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在于，所述铅锌冶金渣由以下质量百分含量的组分组成：SO3 14％～18％，Fe2O320％～25％，SiO2 20％～25％，CaO 12％～15％，Al2O3 8％～10％，ZnO 4％～6％，MnO 1％～2％和其他组分4％～5％；和/或
所述石灰石粉的比表面积为200～210m2/kg；和/或
所述铅锌冶金渣与所述石灰石粉的质量比为(8～12):1；和/或
所述煅烧的时间为20～30min。
6.如权利要求1～3任一项所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在于，所述硅烷偶联剂改性菱苦土的制备过程包括以下步骤：
步骤a，将硅烷偶联剂溶于醇类溶剂中，得改性剂醇溶液；
步骤b，将所述改性剂醇溶液均匀喷洒在菱苦土表面，搅拌，于100～110℃焙烧，得硅烷偶联剂改性菱苦土。
7.如权利要求6所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料，其特征在于，所述醇类溶剂为醇的水溶液，水与醇的体积比为1:(8～9)；和/或
所述改性剂醇溶液中硅烷偶联剂的浓度为22wt％～28wt％；和/或
所述硅烷偶联剂与所述菱苦土的质量比为1:(60～70)；和/或
所述搅拌的速率为1300～1400r/min，时间为20～30min；和/或
所述焙烧的时间为4～5h。
8.权利要求1～7任一项所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，分别制备脱硫铅锌冶金渣和硅烷偶联剂改性菱苦土；
S2，按照设计配比称取各原料，将所述脱硫铅锌冶金渣、矿粉、所述硅烷偶联剂改性菱苦土和氢氧化钠混合均匀，得装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料。
9.一种装配式建筑混凝土，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料。
10.如权利要求9所述的装配式建筑混凝土，其特征在于，所述装配式建筑混凝土包括以下质量份数的原料：水泥270～300份，装配式建筑用铅锌冶金渣复合掺合料180～200份，砂830～870份，石830～870份，水140～160份和减水剂1～3份。
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