掺微粉全高钛重矿渣混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术属于混凝土领域，具体涉及一种掺微粉全高钛重矿渣混凝土及其制备方法。按每立方米混凝土计，该混凝土的原料组成为：水泥281.74～402kg，高钛重矿渣渣砂522～566kg，高钛重矿渣碎石1245～1293kg，高钛重矿渣微粉40.2～120.6kg，水185～195kg。本发明专利技术将高钛重矿渣微粉替代部分水泥，再通过控制适当的原料配比，制备得到的混凝土具有早强效应，其7d强度就能达到28d强度的68％以上，使得其在混凝土早强要求的工程应用中能够发挥显著作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于混凝土领域，具体涉及一种掺微粉全高钛重矿渣混凝土及其制备方法。
技术介绍
高钛型高炉渣是攀钢普通高炉冶炼钒钛磁铁矿时，产生的熔融矿渣在空气中自然冷却或水冷形成的一种具有一定强度的致密矿渣。与普通高炉渣比，攀钢高炉渣中二氧化钛(TiO2)含量高达20％～24％(由于高钛型高炉渣含钛量高，也称为高钛重矿渣)，氧化钙含量较低，即该原料生产的水渣属于非活性材料，因此，攀钢至今有5500多万吨的高钛型高炉渣未被利用，它占地数千亩，而且每年还以300万吨的排渣量增加，攀钢已面临着无处排渣的局面。另一方面，攀枝花市每年需消耗大量碎石、砂，过度地开发破坏了自然植被，造成水土流失。高钛型高炉渣经破碎、筛分后，粒度大于4.75mm的通常称为高钛型高炉渣渣石，粒度在0.16～4.75mm的通常称为高钛型高炉渣渣砂，小于0.16mm的即为渣粉。高钛型高炉渣能否被综合利用，不仅影响到攀钢、攀枝花社会经济的可持续发展，而且对节约自然资源，降低工程成本，保护长江上游生态环境等均具有重要的意义。对于高钛重矿渣的开发利用，有两种不同的技术路线，既提钛利用和不提钛利用。对于提钛利用，虽然是实现高钛重矿渣价值的最理想目标，但由于目前技术制约，利用成本高昂，对高炉渣的消耗也极为有限，提钛后仍然剩余绝大部分渣，因此要解决目前攀钢矿渣大量堆积，占用土地、污染环境的现实问题，当务之急还必须走不提钛利用高钛重矿渣作建筑材料的途径。目前，利用高钛重矿渣作为粗细骨料制作混凝土的研究已比较普遍，但仅限于粗、细骨料，尚未涉及微粉部分替代胶凝材料，本专利技术相关工作的开展，对于高钛重矿渣最大化利用制作混凝土的广泛应用具有一定的理论意义和经济意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种掺微粉全高钛重矿渣混凝土，按每立方米混凝土计，原料组成为：水泥281.74～402kg，高钛重矿渣渣砂522～566kg，高钛重矿渣碎石1245～1293kg，高钛重矿渣微粉40.2～120.6kg，水185～195kg。其中，上述掺微粉全高钛重矿渣混凝土中，所述高钛重矿渣渣砂的粒度小于4.75mm，细度模数为2.3～3.0。其中，上述掺微粉全高钛重矿渣混凝土中，所述高钛重矿渣碎石粒度为5～31.5mm，含水率小于3％。其中，上述掺微粉全高钛重矿渣混凝土中，所述高钛重矿渣微粉的粒度为0.016～75um。本专利技术还提供了上述掺微粉全高钛重矿渣混凝土的制备方法，按上述原料组成，将高钛重矿渣渣砂和高钛重矿渣碎石混合搅拌45～75s后，加入混合均匀的水泥和高钛重矿渣微粉的混合料，搅拌105～135s，之后边搅拌边加水，加水结束后继续搅拌105～135s。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的掺微粉全高钛重矿渣混凝土，用高钛重矿渣微粉替代部分水泥，无需加入早强剂，就具有早强效应，其7d强度可达28d强度的68％以上，该混凝土在混凝土早强要求的工程应用中发挥作用显著；2、本专利技术用高钛重矿渣微粉替代部分水泥，在降低生产成本的同时，又避免了高钛重矿渣对环境的污染。具体实施方式本专利技术是采用攀钢冶炼钒钛磁铁矿产生的特有的高钛重矿渣作为粗、细骨料，将高钛重矿渣磨细得到高钛重矿渣微粉，将其替代部分水泥，得到一种掺微粉全高钛重矿渣混凝土。本专利技术提供的掺微粉全高钛重矿渣混凝土，按每立方米混凝土计，原料组成为：水泥281.74～402kg，高钛重矿渣渣砂522～566kg，高钛重矿渣碎石1245～1293kg，高钛重矿渣微粉40.2～120.6kg，水185～195kg。高钛重矿渣矿物组成如下：钛辉石50～65％，富钛深绿辉石10～25％，钙钛矿10～25％，其矿物组成均为体积安定性优良的矿物，这表明高钛重矿渣具有良好的稳定性。高炉重矿渣经破碎、筛分、磨细后可以得到各种粒径的矿渣碎石、渣砂、微粉。其中，上述掺微粉全高钛重矿渣混凝土中，所述高钛重矿渣碎石的粒度为5～31.5mm，含水率小于3％。其中，上述掺微粉全高钛重矿渣混凝土中，所述高钛重矿渣微粉的粒度为0.016～75um。本专利技术中，专利技术人经试验发现，由于高钛重矿渣微粉的粒度比水泥颗粒更细，在混凝土中能够起到更细颗粒的作用；而高钛重矿渣渣砂和碎石表面粗糙、多孔，适量的高钛重矿渣微粉的掺入利于填充这些孔洞，从而改善混凝土的孔结构，使混凝土形成密实充填结构和细观层次的自紧密堆积体系。另外，混凝土中水泥作为胶凝材料，本专利技术中加入高钛重矿渣微粉替代部分水泥，而高钛重矿渣微粉由于粒度小，亦具有胶凝性，从而加速水泥水化反应的进程，使得原料在更短时间充分发生反应，产生强度。本专利技术还提供了上述掺微粉全高钛重矿渣混凝土的制备方法，按上述原料组成，将高钛重矿渣砂和高钛重矿渣碎石混合搅拌45～75s，再加入混合均匀的水泥和高钛重矿渣微粉混合料，搅拌约105～135s，之后边搅拌边加水，加水结束后继续搅拌约105～135s。其中，上述掺微粉全高钛重矿渣混凝土的制备方法中，在搅拌时注意使各种原料在混凝土拌物中分布均匀，这样水泥和高钛重矿渣微粉才能得到一定程度的活化。下面通过实施例对本专利技术的具体实施方式做进一步的说明，但并不因此将本专利技术的保护范围限制在实施例之中。实施例1-3采用表1所述的原料配比得到掺微粉全高钛重矿渣混凝土，实施例1-3得到的掺微粉全高钛重矿渣混凝土的制备均按照以下方法制得：按照原料相应配比称量出需要的水泥、水、高钛重矿渣渣砂、高钛重矿渣碎石以及高钛重矿渣微粉，首先将高钛重矿渣渣砂和高钛重矿渣碎石加入搅拌机中，搅拌60s，将拌合均匀的水泥和高钛重矿渣微粉混合料加入搅拌机内，搅拌120s，使水泥、高钛重矿渣渣砂、高钛重矿渣碎石以及高钛重矿渣微粉四者混合均匀，之后边搅拌边加水，加水结束后持续搅拌120s，至混凝土和易性良好。按标准要求浇筑、振捣、养护。实施例1-3中，高钛重矿渣渣砂的粒度为3.75mm，细度模数为2.3；高钛重矿渣碎石粒度为18.5mm，天然风干状态其含水率为2.6％；高钛重矿渣微粉的粒度为45um。经测试，实施例1-3制备得到的掺微粉全高钛重矿渣混凝土的性能见表2，掺微粉全高钛重矿渣混凝土的早强效应见表3。表1 掺微粉全高钛重矿渣混凝土配比表2.掺微粉全高钛重矿渣混凝土的性能实施例7d强度/MPa14d强度/MPa28d强度/MPa实施例131.8535.7746.46实施例224.7931.9435.54实施例326.6832.9135.96对比例26.8834.9344.1表3.掺微粉全高钛重矿渣混凝土的早强效应实施例7d强度/28d强度14d强度/28d强度实施例168.55％76.99％实施例269.75％89.87％实施例374.19％91.51％对比例60.95％79.2％从表1和表2中数据可看出，当高钛重矿渣微粉替代水泥比例为10％时，混凝土强度较对比例有所提高；当高钛重矿渣微粉替代水泥比例在20～30％之间时，混凝土强度较对比例有所降低，但在此区间强度变化不大。这表明，在不降低混凝土强度的前提下，可用高钛重矿渣微粉部分替代水泥，降低生产成本。表3中将实施例1-3及对比例混凝土试样的7d强度、14d强度分别与对应的28d强度相比较，可看出，实施例1-3中由于用高钛重矿渣微粉替代了部分水泥，使得掺高钛重矿渣本文档来自技高网...

【技术保护点】
掺微粉全高钛重矿渣混凝土，其特征在于，按每立方米混凝土计，原料组成为：水泥281.74～402kg，高钛重矿渣渣砂522～566kg，高钛重矿渣碎石1245～1293kg，高钛重矿渣微粉40.2～120.6kg，水185～195kg。

【技术特征摘要】
1.掺微粉全高钛重矿渣混凝土，其特征在于，按每立方米混凝土计，原料组成为：水泥281.74～402kg，高钛重矿渣渣砂522～566kg，高钛重矿渣碎石1245～1293kg，高钛重矿渣微粉40.2～120.6kg，水185～195kg。2.根据权利要求1所述的掺微粉全高钛重矿渣混凝土，其特征在于，所述高钛重矿渣渣砂的粒度小于4.75mm，细度模数为2.3～3.0。3.根据权利要求1或2所述的掺微粉全高钛重矿渣混凝土，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄双华，汪杰，梁月华，孙金坤，周传兴，崔朝晖，胥悦，段寒风，
申请(专利权)人：攀枝花学院，
类型：发明
国别省市：四川;51