CN102701670A - 一种资源利用型钢渣混凝土 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种资源利用型钢渣混凝土,其特征在于,容重为2400~2600kg/m3,其原料组份及各组分的重量份数按与水泥质量分数比如下:水泥1.000,矿粉0.300~0.350,粉煤灰0.350~0.400,钢渣微粉0.100~0.150,钢渣细骨料1.300~1.650,钢渣粗骨料1.400~1.900,砂2.000~2.200,碎石3.200~3.450,水0.700~0.900,外加剂0.015~0.025。本发明所述的资源利用型钢渣混凝土相较于普通混凝土,钢渣、粉煤灰等固体废弃物总含量达到30%以上,这些工业固体废渣的利用既提高了其附加值,降低了生产成本,同时还解决了环境问题;所制备的混凝土密实性好,具有良好的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域,具体涉及一种资源利用型钢渣混凝土,是一种掺入了钢渣微粉、粒径为0~5mm的钢渣细骨料和粒径为5~25mm钢渣粗骨料的混凝土。
背景技术
十二五规划中要求大力推进循环经济发展,提高钢渣等大宗工业固体废弃物利用率。钢渣是炼钢过程中的固体废渣,其吨钢排放量达0.15~0.20吨。我国钢铁产量位居世界第一,经过几十年探索,我国在钢渣处理和利用技术上形成了自己的特色,钢渣已成功用于烧结配料、生产水泥、工程回填材料、道路路基料等方面。
但是由于冶炼工艺和钢渣处理工艺的不同,钢渣的成份复杂、波动大,特别是转炉钢渣的稳定性问题制约了钢渣的有效利用。将钢渣微粉应用于混凝土的研究较为广泛,而将钢渣细骨料、钢渣粗骨料应用于混凝土中,尤其是粒径较大的钢渣粗骨料应用于混凝土,目前研究的很少。
发明内容
本发明的目的是提供一种能大掺量地将钢渣微粉、钢渣粗细骨料应用于混凝土的配置技术,提高钢渣有效利用水平,增加钢渣的附加值。
为达到上述目标,本发明采用如下技术方案:
一种资源利用型钢渣混凝土,其特征在于容重为2400~2600kg/m3,其原料组份及各组分的重量份数按与水泥质量分数比如下:水泥1.000,矿粉0.300~0.350,粉煤灰0.350~0.400,钢渣微粉0.100~0.150,钢渣细骨料1.300~1.650,钢渣粗骨料1.400~1.900,砂2.000~2.200,碎石3.200~3.450,水0.750~0.900,外加剂0.015~0.025。
所述水泥包括强度等级42.5及以上的普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥。
所述矿粉为符合GB/T 18046《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》要求的S95级矿粉。
所述粉煤灰为符合GB/T 1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》要求且安定性合格的二级粉煤灰。
所述钢渣微粉由转炉钢渣或电炉钢渣经筛选、磁选、干燥、粉磨制成,比表面积≥400m2/kg,密度≥3.2g/cm3,活性指数符合GB/T 20491-2006《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》技术要求中一级指标。
所述钢渣细骨料由转炉钢渣或电炉钢渣经磁选、破碎、筛分所得,粒径在0~5mm,金属铁含量≤0.5%,表观密度为3500~3800kg/m3。
所述钢渣粗骨料由转炉钢渣或电炉钢渣经磁选、破碎、筛分所得,粒径在5~25mm,针片状含量为≤2%,金属铁含量≤1%,表观密度为3500~3800kg/m3。
所述碎石的粒径为5~25mm。
所述砂的粒径为0~5mm。
本发明的混凝土依据JGJ55《普通混凝土配合比设计规程》,为满足混凝土配合比设计的等体积原则,对使用钢渣配制混凝土的配合比进行优化设计。
钢渣骨料多棱角、强度高、耐磨,当钢渣粗骨料、普通碎石与钢渣细骨料、天然砂之间搭配成合理的整体级配时,混凝土的密实性最好,解决了钢渣的安定性问题。
本发明所述的资源利用型钢渣混凝土相较于普通混凝土,钢渣、粉煤灰等固体废弃物总含量达到30%以上,具有良好的力学性能,早期和后期抗压强度均有一定程度的提高,其抗渗性也有明显的优势,抗氯离子渗透性良好。钢渣微粉、钢渣粗细骨料的大量使用提高了其附加值,同时解决了环境问题,促进了循环经济发展,解决了我国自然资源匮乏的问题;又可以降低生产成本,享受国家免税政策,具有重要的社会效益和良好的经济效益。本发明所述的资源利用型钢渣混凝土可用于道路地坪工程、防汛墙等水利保滩工程,也适用于隔离墩、侧石、防浪块等混凝土制品。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
下列各实施例中的水泥为强度等级42.5的普通硅酸盐水泥,矿粉为S95级矿粉,粉煤灰为二级粉煤灰,钢渣微粉比表面积≥400m2/kg,钢渣粗骨料粒径在5~25mm,钢渣细骨料粒径在0~5mm,砂的粒径在0~5mm,碎石的粒径在5~25mm,外加剂为聚羧酸类减水剂。
实施例1:
制备强度等级C30的钢渣混凝土,各原料及其重量份数比如下:
实施例2:
制备强度等级C40的钢渣混凝土,各原料及其重量份比如下:
对比例:
制备强度等级C30的混凝土,各原料及其重量份如下:
以上各实施例及对比例的混凝土制备方法依据GB 14902《预拌混凝土》和DG/TJ08-2013-2007《钢渣粉混凝土应用技术规程》,只需要在搅拌站原基础上增加1个原料仓和2个原料库及相关计量装置用于存放和计量钢渣微粉、钢渣粗骨料和细骨料。
实施例1和实施例2以及对比例的混凝土原料配比如表1:
表1
实施例1和实施例2以及对比例的混凝土的性能对比结果如表2:
表2
从对比结果可以看出,实施例1和实施例2中钢渣等固废掺比均达30%以上,且都满足混凝土强度设计要求。
掺加钢渣的实施例1与未掺加钢渣的对比例相比,由于钢渣粗细骨料密度大于砂和碎石,因此当按同体积比掺入钢渣粗细骨料后,混凝土拌合物容重有一定提高,7d和28d抗压强度分别提高4.4%和5.5%。抗水渗透性等级提高1个等级。
按实施例1和实施例2中钢渣替代砂石比例参照YB/T 4228-2010《混凝土多孔砖和路面砖用钢渣》,将钢渣按比例替代集料制样,在1.95~2.05Mpa压力下压蒸3h后测试压蒸膨胀率,检测结果见表3。
表3
编号 | 压蒸膨胀率 | 判定 |
实施例1 | 0.05 | 合格 |
实施例2 | 0.07 | 合格 |
从表3可以看出,实施例1和实施例2大掺量钢渣情况下,体积稳定性良好。
上述实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
Claims (9)
1.一种资源利用型钢渣混凝土,其特征在于容重为2400~2600kg/m3,其原料组份及各组分的重量份数按与水泥质量分数比如下:水泥1.000,矿粉0.300~0.350,粉煤灰0.350~0.400,钢渣微粉0.100~0.150,钢渣细骨料1.300~1.650,钢渣粗骨料1.400~1.900,砂2.000~2.200,碎石3.200~3.450,水0.700~0.900,外加剂0.015~0.025。
2.权利要求1所述的资源利用型钢渣混凝土,其特征在于,所述水泥包括强度等级42.5及以上的普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥。
3.权利要求1所述的资源利用型钢渣混凝土,其特征在于,所述矿粉为符合GB/T 18046《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》要求的S95级矿粉。
4.权利要求1所述的资源利用型钢渣混凝土,其特征在于,所述粉煤灰为符合GB/T 1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》要求且安定性合格的二级粉煤灰。
5.权利要求1所述的资源利用型钢渣混凝土,其特征在于,所述钢渣微粉由转炉钢渣或电炉钢渣经筛选、磁选、干燥、粉磨制成,比表面积≥400m2/kg,密度≥3.2g/cm3,活性指数符合GB/T 20491-2006《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》技术要求中一级指标。
6.权利要求1所述的资源利用型钢渣混凝土,其特征在于,所述钢渣细骨料由转炉滚筒渣或电炉钢渣经磁选、破碎、筛分所得,粒径在0~5mm,金属铁含量≤0.5%,表观密度为3500~3800kg/m3。
7.权利要求1所述的资源利用型钢渣混凝土,其特征在于,所述钢渣粗骨料由转炉或电炉钢渣经磁选、破碎、筛分所得,粒径在5~25mm,针片状含量为≤2%,金属铁含量≤1%,表观密度为3500~3800kg/m3。
8.权利要求1所述的资源利用型钢渣混凝土,其特征在于,所述碎石的粒径为5~25mm。
9.权利要求1所述的资源利用型钢渣混凝土,其特征在于,所述砂的粒径为0~5mm。
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