CN1724441A - 一种以钢渣为集料的配重混凝土 - Google Patents

一种以钢渣为集料的配重混凝土 Download PDF

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Abstract

本发明属于配重混凝土技术领域。本发明所述的利用钢渣作为集料的配重混凝土，其组份的重量份数如下：普通硅酸盐水泥1、黄砂0.5～0.9、钢渣2.0～2.8、石子1.5～2.0、水0.4～0.5、外加剂0～0.012。本发明所述的利用钢渣作为集料的配重混凝土尤其适用重载车辆较多的路面使用以及需要承受较大压载的工程部位，其在耐久性、工作性、耐磨性、承载能力等方面相对普通混凝土有明显的优势。由于本发明所用的钢渣价格明显低于黄砂和石子市场价格，更远低于精铁矿石的价格，因此大大降低了配重混凝土的生产成本。

Description

一种以钢渣为集料的配重混凝土
技术领域
本发明属于配重混凝土技术领域。
背景技术
配重混凝土也叫高密度混凝土，目前国内外生产配重混凝土的主要方式是用密度较大(6.0g/cm3左右)的材料如铁矿石部分或全部替代普通商品混凝土中的集料，来提高混凝土的密度，一般密度大于2.8g/cm3。现已广泛用于工程机械、起重机械、船舶、交通、水利水电等需要压载、配重的工程部位，以及家电、健身沙袋等。然而在当今资源紧缺型的经济结构中，能源日趋紧张，价格飞涨，以昂贵的精铁矿石等作为混凝土集料会大大增加配重混凝土的生产成本，降低企业的经济效益。此外把不可再生的铁矿石掺入到混凝土中本身就是一种极大的资源浪费。
随着我国钢铁产量的逐年提高，钢渣的排出量也随之增加，大量积存的钢渣不但对钢铁企业的生产与发展造成巨大的压力，还成为城市的污染源，大量的钢渣每年都需要大面积土地来堆放，给土壤、水体、大气等都带来严重的污染，甚至对人们的健康构成威胁。大量研究实践表明只要加以合适处理利用，钢渣即是一种资源。目前我国钢渣主要用于冶金工业、建材、公路建设、农业等方面，全国平均利用率仅为10％，而发达国家如美国、德国、日本等钢渣综合利用率都达到了70％以上，远远高于我国的利用程度。宝钢钢渣经过十几年的研究开发之后，虽然也实现了100％的综合利用，但其中80％以上都属于低附加值的简单路基填充、填海等粗放型利用。
传统意义上钢渣作为工业废渣存在成份相对不稳定状态，会影响到钢渣制品质量，然而经过一些特殊工艺处理后的钢渣可以有效消缺其中有害成分f.CaO含量，使其具有比重大(约3.6g/cm3)，硬度高，耐磨，稳定性好的特点，在某些工程领域较天然岩更具有特性优势。针对这一特点，就其在重混凝土、超重混凝土中应用进行研究，研制出一种以钢渣作为集料的配重混凝土。
将钢渣作为特殊的掺和材料，替代普通商品混凝土一定比例的石子或黄砂，配置一种具有高强度、耐磨性、耐久性、抗腐蚀等特性的重混凝土和超重混凝土，可以大大提高钢渣综合利用的附加值，真正“变废为宝”，在不影响配重混凝土各种性能的情况下可以大大降低混凝土的生产成本，提高企业的经济效益。
发明内容
本发明的目的就是提供一种利用钢渣作为集料的配重混凝土，使钢渣得到有效利用。
本发明所述的利用钢渣作为集料的配重混凝土，其组份的重量份数如下：
普通硅酸盐水泥1、黄砂0.5～0.9、钢渣2.0～2.8、石子1.5～2.0、水0.4～0.5、外加剂0～0.012。
本发明所述的利用钢渣作为集料的配重混凝土，其组份优选的的重量份数如下：
普通硅酸盐水泥1、黄砂0.5～0.9、钢渣2.0～2.8、石子1.5～2.0、水0.4～0.5、外加剂0.005～0.012。
本发明所述的利用钢渣作为集料的配重混凝土，钢渣原料的密度要达到3.6±0.2g/cm3，粒度在0-10mm之间，优选的性能指标是：0.5-10mm的钢渣含量在80％以上，f.CaO含量≤5％，氧化铁含量大于35％，金属铁含量小于2％，莫式硬度大于8，粉化率≤3％。
符合本发明应用要求的钢渣是炼钢产生的液态钢渣经过急冷、热闷、缺氧状态下处理(5分钟内从1400℃-200℃以下)后，再经过磁选、筛分加工工艺而得。
本发明所述的利用钢渣作为集料的配重混凝土，其所使用的黄砂和石子与普通混凝土的应用要求相同。
本发明所述的利用钢渣作为集料的配重混凝土，其所说的外加剂是指高效减水剂FDN-2或FDN-5。
本发明所述的利用钢渣作为集料的配重混凝土，其制备方法与普通商品混凝土的配置工艺基本一致，只需要在混凝土搅拌站原基础上增加一个原料仓和一计量装置用于钢渣存放及计量即可，搅拌时先按照设计的配比进行准确称量，再用输送小车提升到强制搅拌机里进行搅拌2-3分钟，然后泵进混凝土罐车，运输到现场进行摊铺、捣实、抹平等施工操作。需要主意的是：在添加钢渣原料前，必须事先对钢渣洒水处理，使钢渣得到足够的吸水：混凝土面层施工时，必须以8米为一个单位，采用纤维板或油毛毡进行路面分割(宽度2-4mm，深度8cm)或用涂油模板进行分割。
本发明的有益效果：
1、发明所述的利用钢渣作为集料的配重混凝土尤其适用重载车辆较多的路面使用以及需要承受较大压载的工程部位，其在耐久性、工作性、耐磨性、承载能力等方面相对普通混凝土有明显的优势。
2、具有显著经济性：此类钢渣价格明显低于黄砂和石子市场价格，更远低于精铁矿石的价格，大大降低配重混凝土的生产成本。
3、将此种钢渣应用于超重混凝土配置，既保护黄砂、石子、铁矿石资源，又减少了钢渣弃置对环境的污染。
具体实施方式
实施例1
以配置1m3配重混凝土为例：按如下配比称量各组份：425水泥450kg、黄砂225kg、钢渣1260kg、石子675kg、水225kg、FDN-2高效减水剂2.4kg。制备方法与普通商品混凝土的配置工艺基本一致，只需要在混凝土搅拌站原基础上增加一个原料仓和一计量装置用于钢渣存放及计量即可，搅拌时将上述各组份用输送小车提升到强制搅拌机里进行搅拌2-3分钟，然后泵进混凝土罐车，运输到现场进行摊铺、捣实、抹平等施工操作。
实施例2～4
制备方法同实施例1，各组份的配比见表一。
                                     表一
  材料组分   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   对比例1   对比例2
  425水泥   450   450   450   450   450   450
  黄砂   225   405   315   315   472   702
  钢渣   1260   900   1080   1080   0   0
  石子   675   900   810   900   1003   0
  铁矿石   0   0   0   0   0   391
  水   225   180   202   225   167   189
  FDN-2高效减水剂   2.25   2.25   5.4   0   2.4   4.17
各实施例所制备的超重混凝土的性能参数及成本见表二：
                                     表二
工艺参数 密度(g/cm3)   28d抗压强度(MPa) 成本价(元/吨)
  实施例1   3.01   54.2   228.27
  实施例2   2.87   51.3   227.60
  实施例3   2.98   52.6   233.96
  实施例4   2.92   49.7   227.30
  对比例1   2.38   45.9   189.88
  对比例2   3.32   66.2   301.52
注：以上各原料的单价均为参考价：
425水泥268元/吨、黄砂43元/吨、钢渣50元/吨、石子43元/吨、铁矿石360元/吨、水2元/吨、外加剂2300元/吨。

Claims (5)

1、一种利用钢渣作为集料的配重混凝土，其组份的重量份数如下：普通硅酸盐水泥1、黄砂0.5～0.9、钢渣2.0～2.8、石子1.5～2.0、水0.4～0.5、外加剂0～0.012。
2、如权利要求1所述的利用钢渣作为集料的配重混凝土，其组份的重量份数如下：普通硅酸盐水泥1、黄砂0.5～0.9、钢渣2.0～2.8、石子1.5～2.0、水0.4～0.5、外加剂0.005～0.012。
3、如权利要求1或2所述的利用钢渣作为集料的配重混凝土，其特征在于所说的钢渣密度达到3.6±0.2g/cm3，粒度在0-10mm之间。
4、如权利要求3所述的利用钢渣作为集料的配重混凝土，其特征在于所说的钢渣性能指标是：0.5-10mm的钢渣含量在80％以上，f.CaO含量≤5％，氧化铁含量大于35％，金属铁含量小于2％，莫式硬度大于8，粉化率≤3％。
5、如权利要求1或2所述的利用钢渣作为集料的配重混凝土，其特征在于所说的外加剂是指高效减水剂FDN-2或FDN-5。
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