CN108975743A - 包含钢渣和秸秆灰的混凝土外掺料及其制备方法 - Google Patents

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谢海舰
江飞飞
王静芳
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Abstract

本发明公开了一种包含钢渣和秸秆灰的混凝土外掺料及其制备方法，所述混凝土外掺料按质量份数包括：钢渣300～500份；秸秆灰100～200份；减水剂10～20份；硬脂酸10～25份；粉煤灰30～50份；煤渣20～40份。本发明通过钢渣、秸秆灰及其他添加剂能够制备高性能的混凝土外掺料，秸秆灰中大量的无定形二氧化硅与钢渣等材料中的成分有机结合，能够激发钢渣的活性，该混凝土外掺料能够显著提高混凝土的抗折强度和抗压强度。

Description

包含钢渣和秸秆灰的混凝土外掺料及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别是涉及一种包含钢渣和秸秆灰的混凝土外掺料及其制备方法。
背景技术
钢渣是炼钢过程中的一种副产品，它由生铁中的硅、锰、磷、硫等杂质在熔炼过程中氧化而成的各种氧化物以及这些氧化物与溶剂反应生成的盐类所组成。钢渣含有多种有用成分：金属铁2％～8％，氧化钙40％～60％，氧化镁3％～10％，氧化锰1％～8％，故可作为钢铁冶金原料使用。钢渣的矿物组成以硅酸三钙为主，其次是硅酸二钙、RO相、铁酸二钙和游离氧化钙。
钢渣作为二次资源综合利用有两个主要途径：一个是作为冶炼溶剂在本厂循环利用，不但可以代替石灰石，且可以从中回收大量的金属铁和其他有用元素；另一个是作为制造筑路材料、建筑材料或农业肥料的原材料。
秸秆是成熟农作物茎叶部分的总称，我国是一个农业大国，据最新资料统计，全国农作物秸秆每年有7亿t，居世界首位。每年夏、秋时节，在我国的广大农村尤其是在以旱作农业为主的北方地区，常常可以见到焚烧农作物秸秆的大火和浓烟，无论是村庄还是城市上空都会弥漫着污浊的空气，有证据表明大量秸秆的无序露天燃烧是造成雾霾的重要原因之一，严重污染空气环境，既影响人们的健康，同时又给人们日常交通出行带来极大的不便。秸秆的焚烧会导致土壤表面的温度升高，将土壤中的有益微生物烧死，对农田作物的质量和产量产生直接影响，降低农业收益。缓解因秸秆焚烧而产生的生态资源浪费以及环境污染、社会危害的现状迫在眉睫。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种包含钢渣和秸秆灰的混凝土外掺料及其制备方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种包含钢渣和秸秆灰的混凝土外掺料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：
一种包含钢渣和秸秆灰的混凝土外掺料，所述混凝土外掺料按质量份数包括：
钢渣300～500份；秸秆灰100～200份；减水剂10～20份；硬脂酸10～25份；粉煤灰30～50份；煤渣20～40份。
作为本发明的进一步改进，所述混凝土外掺料按质量份数包括：
钢渣400～450份；秸秆灰150～200份；减水剂15～20份；硬脂酸15～25份；粉煤灰40～50份；煤渣20～30份。
作为本发明的进一步改进，所述混凝土外掺料中，钢渣和硬脂酸的质量份数之比为25:1。
作为本发明的进一步改进，所述混凝土外掺料中，秸秆灰和减水剂的质量份数之比为10:1。
作为本发明的进一步改进，所述钢渣的平均粒径小于或等于50μm。
作为本发明的进一步改进，所述减水剂为氨基高效减水剂或聚羧酸高性能减水剂。
本发明一实施例提供的技术方案如下：
一种包含钢渣和秸秆灰的混凝土外掺料的制备方法，所述制备方法包括：
按质量份数将钢渣300～500份和硬脂酸5～10份混合后研磨，得到第一混合物；
按质量份数将秸秆灰100～200份和减水剂10～20份混合后搅拌均匀，得到第二混合物；
将第一混合物、第二混合物及粉煤灰40～50份和煤渣20～30份混合后搅拌均匀，得到混凝土外掺料。
作为本发明的进一步改进，所述第一混合物的研磨时间25min～30min。
作为本发明的进一步改进，所述制备方法还包括：
将第二混合物在20℃～30℃温度下静置3h～5h。
本发明的有益效果是：
本发明通过钢渣、秸秆灰及其他添加剂能够制备高性能的混凝土外掺料，秸秆灰中大量的无定形二氧化硅与钢渣等材料中的成分有机结合，能够激发钢渣的活性，该混凝土外掺料能够显著提高混凝土的抗折强度和抗压强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中包含钢渣和秸秆灰的混凝土外掺料制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种包含钢渣和秸秆灰的混凝土外掺料，该混凝土外掺料按质量份数包括：
钢渣300～500份；秸秆灰100～200份；减水剂10～20份；硬脂酸10～25份；粉煤灰30～50份；煤渣20～40份。
优选地，混凝土外掺料按质量份数包括：
钢渣400～450份；秸秆灰150～200份；减水剂15～20份；硬脂酸15～25份；粉煤灰40～50份；煤渣20～30份。
进一步地，混凝土外掺料中，钢渣和硬脂酸的质量份数之比为25:1。硬脂酸能够对钢渣进行改性，提高钢渣的活化指数。
进一步地，混凝土外掺料中，秸秆灰和减水剂的质量份数之比为10:1。
优选地，钢渣的平均粒径小于或等于50μm，能够大大提高混凝土的抗渗性、抗化学侵蚀性能，改善混凝土的耐久性性能。
本发明中的减水剂为氨基高效减水剂或聚羧酸高性能减水剂。减水剂具有分散作用，能改善工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性。
参图1所示，本发明还公开了一种包含钢渣和秸秆灰的混凝土外掺料的制备方法，包括：
按质量份数将钢渣300～500份和硬脂酸5～10份混合后研磨，研磨时间10min～30min，得到第一混合物。在研磨时，硬脂酸能够起到助磨的作用，进一步降低钢渣的平均粒径；
按质量份数将秸秆灰100～200份和减水剂10～20份混合后搅拌均匀，在20℃～30℃温度下静置1h～5h，得到第二混合物；
将第一混合物、第二混合物及粉煤灰40～50份和煤渣20～30份混合后搅拌均匀，得到混凝土外掺料。
以下结合具体实施例对本发明作详细说明。
实施例1：
本实施例中的混凝土外掺料按质量份数包括：
钢渣500份；秸秆灰180份；减水剂15份；硬脂酸16份；粉煤灰40份；煤渣30份。
其中，钢渣的平均粒径小于或等于50μm。
本实施例中混凝土外掺料的制备方法包括：
按质量份数将钢渣500份和硬脂酸15份混合后研磨，研磨时间25min，得到第一混合物；
按质量份数将秸秆灰180份和减水剂18份混合后搅拌均匀，在25℃温度下静置4h，得到第二混合物；
将第一混合物、第二混合物及粉煤灰40份和煤渣30份混合后搅拌均匀，得到混凝土外掺料。
实施例2：
本实施例中的混凝土外掺料按质量份数包括：
钢渣400份；秸秆灰180份；减水剂18份；硬脂酸16份；粉煤灰40份；煤渣30份。
其中，钢渣的平均粒径小于或等于50μm。
本实施例中混凝土外掺料的制备方法包括：
按质量份数将钢渣400份和硬脂酸16份混合后研磨，研磨时间30min，得到第一混合物；
按质量份数将秸秆灰180份和减水剂18份混合后搅拌均匀，在25℃温度下静置4h，得到第二混合物；
将第一混合物、第二混合物及粉煤灰40份和煤渣30份混合后搅拌均匀，得到混凝土外掺料。
实施例3：
本实施例中的混凝土外掺料按质量份数包括：
钢渣400份；秸秆灰200份；减水剂10份；硬脂酸16份；粉煤灰40份；煤渣30份。
其中，钢渣的平均粒径小于或等于50μm。
本实施例中混凝土外掺料的制备方法包括：
按质量份数将钢渣400份和硬脂酸16份混合后研磨，研磨时间30min，得到第一混合物；
按质量份数将秸秆灰200份和减水剂10份混合后搅拌均匀，在30℃温度下静置3h，得到第二混合物；
将第一混合物、第二混合物及粉煤灰40份和煤渣30份混合后搅拌均匀，得到混凝土外掺料。
经过测试，实施例1中得到的混凝土外掺料进行抗渗性能、抗化学侵蚀性能、耐久性性能最佳，参表1所示，通过实施例1中的混凝土外掺料制备的混凝土的抗折强度、抗压强度最佳。
表1：混凝土外掺料制备混凝土的性能测试
由以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
本发明通过钢渣、秸秆灰及其他添加剂能够制备高性能的混凝土外掺料，秸秆灰中大量的无定形二氧化硅与钢渣等材料中的成分有机结合，能够激发钢渣的活性，该混凝土外掺料能够显著提高混凝土的抗折强度和抗压强度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种包含钢渣和秸秆灰的混凝土外掺料，其特征在于，所述混凝土外掺料按质量份数包括：
钢渣300～500份；秸秆灰100～200份；减水剂10～20份；硬脂酸10～25份；粉煤灰30～50份；煤渣20～40份。
2.根据权利要求1所述的混凝土外掺料，其特征在于，所述混凝土外掺料按质量份数包括：
钢渣400～450份；秸秆灰150～200份；减水剂15～20份；硬脂酸15～25份；粉煤灰40～50份；煤渣20～30份。
3.根据权利要求2所述的混凝土外掺料，其特征在于，所述混凝土外掺料中，钢渣和硬脂酸的质量份数之比为25:1。
4.根据权利要求2所述的混凝土外掺料，其特征在于，所述混凝土外掺料中，秸秆灰和减水剂的质量份数之比为10:1。
5.根据权利要求1所述的混凝土外掺料，其特征在于，所述钢渣的平均粒径小于或等于50μm。
6.根据权利要求1所述的混凝土外掺料，其特征在于，所述减水剂为氨基高效减水剂或聚羧酸高性能减水剂。
7.一种如权利要求1至6中任一项所述的包含钢渣和秸秆灰的混凝土外掺料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
按质量份数将钢渣300～500份和硬脂酸5～10份混合后研磨，得到第一混合物；
按质量份数将秸秆灰100～200份和减水剂10～20份混合后搅拌均匀，得到第二混合物；
将第一混合物、第二混合物及粉煤灰40～50份和煤渣20～30份混合后搅拌均匀，得到混凝土外掺料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合物的研磨时间25min～30min。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
将第二混合物在20℃～30℃温度下静置3h～5h。
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