CN103723975B

CN103723975B - 一种可喷射施工的速凝钢渣砂浆

Info

Publication number: CN103723975B
Application number: CN201310749865.3A
Authority: CN
Inventors: 宋岩; 孙绪东; 蒋路; 张昭祥
Original assignee: BAOSTEEL BUILDING SYSTEM INTEGRATION Co Ltd
Current assignee: Shanghai Baosteel Construction Engineering Technology Co ltd
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2033-12-31
Also published as: CN103723975A

Abstract

一种可喷射施工的速凝钢渣砂浆，其成分质量百分比为：钢渣40%～70%；普通硅酸盐水泥10%～30%；天然砂0～30%；3‑7mm短切聚丙烯纤维0.02%～0.1%；保水剂外加剂0.02%～0.2%，以与普通硅酸盐水泥相比计；可再分散乳胶粉外加剂1%～10%，以与普通硅酸盐水泥相比计；速凝剂外加剂2%～5%，以与普通硅酸盐水泥相比计；而且，砂浆的水灰比0.1～0.3。本发明速凝钢渣砂浆具有高抗裂性和快速的施工速度等特点。

Description

一种可喷射施工的速凝钢渣砂浆

技术领域

本发明属于一种建筑材料，特别涉及一种可喷射施工的速凝钢渣砂浆，可应用于钢丝网架水泥聚苯乙烯夹心墙的面层材料，亦可用于有类似功能要求的薄抹灰外墙外保温***的抗裂砂浆等领域。

背景技术

目前，硅酸盐水泥混凝土作为廉价的建筑材料，被大规模用于基础设施建设。然而，每生产1吨硅酸盐水泥需要约1.5吨石灰石和大量的煤、石油等燃料或电能；同时，每生产1吨水泥熟料要释放约1吨二氧化碳，硅酸盐水泥工业已被认为是高耗能和污染环境严重的工业之一，因而日益受到关注。全球二氧化碳的排放大约有7%来自水泥工业。与此同时，全世界混凝土除了每年要用16亿吨水泥以外，还要消耗近100亿吨砂石和10亿吨水，是世界上最大的自然资源用户。

此外，钢渣是钢铁工业主要废渣之一，主要来自于金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物，被侵蚀的炉衬料和炉材料、金属炉料带入的杂质和为调整钢材性质而加入的造渣材料。其排放量约占钢产量的15%～20%。由于钢渣种类多、处理难度大、牵涉面广，所以绝大部分钢渣弃置于江河或堆占农田，造成环境的污染和资源的浪费。欧洲65%的钢渣已得到高效率的利用，美国的钢渣己达到排用平衡。我国的钢渣实际有效的利用率较低，约为44%，目前我国积存的钢渣已有3亿吨以上。我国的钢产量约占全世界钢产量总量的1/5，因此我国的钢渣排放量也是很巨大的，2009年我国排放的钢渣约6000万吨；2010年钢渣的产生量约8147万吨综合利用率为21%，和“十一五”规划要求的指标仍有一定差距。

因此，采用工业废弃物钢渣代替部分骨料的使用量，不仅降低了资源的浪费，更有利于良好环境的形成。目前对于钢渣砂浆的研究，大多数还是基础研究，对实际应用的需求和施工状况的研究少之又少，同时兼具可喷射性和速凝性特征的钢渣砂浆尚无研究报道可循。中国专利200510114991.7公开了一种用于建筑物砌筑、抹灰和地面的建筑用钢渣砂浆，并没有可喷射性和速凝性特点。

钢渣的化学成分是由炼钢的原材料及冶炼工艺决定的，尽管钢渣的具体化学成分波动较大，但主要化学成分却基本相同。国内外的研究结果显示：钢渣主要由CaO、SiO₂、Al₂O₃、F₂O₃、MgO及少量MnO、FeO、P₂O₅、金属Fe组成。水泥熟料、钢渣和粉煤灰三者的主要化学组成如表1所示。

表1水泥熟料、钢渣和粉煤灰化学组成的对比

CaO

SiO₂

Al₂O₃

F₂O₃

MgO

FeO

P₂O₅

水泥

62～68

20～24

4～7

2.5～6.5

1～2

—

微量

钢渣

30～35

8～20

1～6

3～9

3～13

7～20

1～4

粉煤灰

2～7

40～60

15～40

4～20

0.2～5

—

国内外的研究表明，转炉钢渣的主要矿物组成是硅酸二钙(C₂S)、硅酸三钙(C₃S)、RO相(MgO、FeO和MnO的固溶体)及少量游离氧化钙(f-CaO)、铁铝酸钙(C₄AF)。可以看出，钢渣中含有一定数量的水泥熟料主要矿物C₂S、C₃S等，具有一定的水化活性。并有研究表明，钢渣与水泥的水化过程相似，但钢渣的水化速率非常慢。提高钢渣的细度、提高钢渣水化环境的碱性和水化温度都能够激发钢渣早期的活性，相对而言，提高水化温度的效果最明显。钢渣掺量越大，对水泥后期水化的促进作用越明显；龄期越长，对水泥水化的促进作用越明显。

采用普通硅酸盐水泥，由于其硅酸三钙和硅酸二钙的含量高，水化反应速度快，因此，水化热较大，能够有效提高水化温度，促进钢渣的水化活性和水化速度。并且普通硅酸盐水泥硬化时干缩小，不易产生干缩裂缝，可用于干燥环境工程，有利于施工质量和施工效果。普通硅酸盐水泥在水化后，水泥石中含有较多的氢氧化钙，碳化时水泥的碱度下降少，对钢筋的保护作用强，有利于保护内部钢丝网架不受锈蚀侵害。

现有的钢丝网架水泥聚苯乙烯墙体主要分为两种：一种是在工厂预制好后养护到一定强度运到施工现场进行安装。该种方法现场湿作业少，施工速度快，但受运距影响较大，运输过程中易受到损坏，且价格较贵。另一种是在工厂只将钢丝网架聚苯乙烯板制备完成，在现场进行施工，该种方法运输方便，成本低，但是现场湿作业多，且养护时间长，施工效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可喷射施工的速凝钢渣砂浆，具有高抗裂性和快速的施工速度等特点。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种可喷射施工的速凝钢渣砂浆，其成分质量百分比为：钢渣40%～70%；普通硅酸盐水泥10%～30%；天然砂0～30%；3-7mm长短切聚丙烯纤维0～0.1%；保水剂外加剂0.02%～0.2%，以与普通硅酸盐水泥相比计；可再分散乳胶粉外加剂1%～10%，以与普通硅酸盐水泥相比计；速凝剂外加剂2%～5%，以与普通硅酸盐水泥相比计；而且，砂浆的水灰比0.1～0.3。

进一步，还包括减水剂外加剂0～0.2%，与普通硅酸盐水泥相比，以质量百分比计。

所述的减水剂为聚羧酸系减水剂，减水率为30%。

又，所述的普通硅酸盐水泥为42.5普通硅酸盐水泥。

所述的保水剂为羟丙基甲级纤维素醚。

所述的速凝剂为硅酸钠、硅酸钾。

另外，本发明速凝钢渣砂浆的稠度范围需控制在90～110的范围之内。

本发明利用钢渣的微膨胀额特性，精心控制其粒度范围，使其体积变形控制在可接受的范围内，并与水泥的收缩特性相互补偿，同时加入了长度范围在3-7mm的短切聚丙乙烯纤维，增强钢渣砂浆的抗折性能，形成一种抗裂特性非常好的钢渣砂浆。

加入了羟丙基甲级纤维素醚（HPMC），有利于施工方便。HPMC既起到保水作用，又起到调节砂浆稠度的作用，使其可以喷射施工。

为了提高施工效率，经过反复试验，最终选择以硅酸钠为主要成分的速凝剂，喷射施工后砂浆在5-10min强度发展到设计强度的70%，方便后续施工快速进入施工状态。

天然砂作为细集料，由于天然砂在一种细度模数情况下，有多种级配，可以良好的填充于砂浆中，降低孔隙率，砂浆密度性高，强度高。

聚羧酸系减水剂减水率高，对钢渣砂浆的工作性能有明显改善。

本发明的有益效果

本发明利用钢渣的微膨胀额特性，精心控制其粒度范围，使其体积变形控制与水泥的收缩特性相互补偿，再配合短切聚丙乙烯纤维，增强钢渣砂浆的抗折性能，具有高抗裂性和快速的施工速度等优点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

表2为本发明实施例的成分配比，试样经过测试，结果如表3所示。

表2配合比设计（质量百分比）

表3钢渣砂浆性能

Claims

1.一种可喷射施工的速凝钢渣砂浆，其成分质量百分比为：

钢渣粒度范围为1.18～4.75mm，40％～70％；

普通硅酸盐水泥 10％～30％；

天然砂 0～30％；

3-7mm短切聚丙烯纤维 0.02％～0.1％；

保水剂外加剂采用羟丙基甲基纤维素醚 0.02％～0.2％，以与普通硅酸盐水泥相比计；

可再分散乳胶粉外加剂 1％～10％，以与普通硅酸盐水泥相比计；

速凝剂外加剂 2％～5％，以与普通硅酸盐水泥相比计，其采用硅酸钠、硅酸钾；而且，砂浆的水灰比0.1～0.3。

2.如权利要求1所述的可喷射施工的速凝钢渣砂浆，其特征是，还包括减水剂外加剂 0～0.2％，与普通硅酸盐水泥相比，以质量百分比计。

3.如权利要求2所述的可喷射施工的速凝钢渣砂浆，其特征是，所述的减水剂为聚羧酸系减水剂，减水率为30％。

4.如权利要求1所述的可喷射施工的速凝钢渣砂浆，其特征是，所述的普通硅酸盐水泥为42.5普通硅酸盐水泥。

5.如权利要求1所述的可喷射施工的速凝钢渣砂浆，其特征是，其稠度范围控制在90～110的范围之内。