利用工业废渣钢渣替代天然砂制备混凝土的方法技术

本发明专利技术公开了利用工业废渣钢渣替代天然砂制备混凝土的方法，将钢铁企业排出的废渣钢渣通过机械60‑80目筛的处理，游离氧化钙在5%，氧化镁在6%的材料，与天然石子、425水泥、水材料混合的重量比按每立方米混凝土为800‑825:1050‑1080:320‑330:175kg，制备成的钢渣混凝土产品；本发明专利技术单独用100%钢渣替代天然砂材料制备的钢渣混凝土产品，可以提高混凝土水化强度，并且适当能缩短混凝土的凝结时间，缩小碳化深度，提高抗冻性能，提高坍落度，损失小，抗氯离子渗透能力强，大量节约了天然砂资源，开发了废渣钢渣资源化利用，保护了生态环境不受污染和破坏，为建筑业提供了一种新的技术产品。

【技术实现步骤摘要】
利用工业废渣钢渣替代天然砂制备混凝土的方法
本专利技术属于资源化利用高效节能减排或新型建筑材料新技术产品领域，具体涉及一种资源化利用工业废渣钢渣替代天然河砂、矿山开采砂制备混凝土的处理方法。
技术介绍
我国是钢铁生产大国，每年有近几亿吨的工业废渣钢渣从钢铁企业排出，利用率不到8%，其余只能利用大量土地资源填埋和长期堆放，严重污染生态环境和给人类造成潜在的长期的危害。用工业废渣钢渣替代天然砂制备混凝土，变废为宝，资源化利用具有现实意义。现有技术关于钢渣配重混凝土的研究中，张海霞等人在“钢渣作为配重混凝土集料的研究”(《2l世纪建筑材料》2011年第2期90—92页)中试验了用钢渣代替石子作为粗集料配制’钢渣混凝土，研究了该混凝土的工作性能、力学性能及耐久性。通过试验及工程应用证明钢渣混凝土容重在3000kg／m3以上，抗压强度、抗渗性及抗冻性均符合普通混凝土的要求，可作为配重混凝土使用。该混凝土节约了石子等不可再生资源、降低生产成本、变废为宝、具有良好的经济与社会效益。但其当中使用水泥和粉煤灰的量较大，且需要使用高品质的砂作为原料，强度较低，经济性较差。涂文懋等人在“钢渣显微构造和特性及其在混凝土中的应用研究”(《混凝土》2007年11期)指出目前我国钢铁工业中钢渣的排放量较大，但是钢渣的利用率却远远低于其它国家。为更好地利用钢渣，必须充分了解钢渣的显微构造及特性。利用光学显微镜研究了钢渣及钢渣混凝土的显微构造特征，借助显微硬度测试仪研究了钢渣自身及钢渣混凝土的显微硬度，为钢渣代替砂石集料在混凝土中应用提供显微构造方面的研究基础。该文作者还提出钢渣中粉化区是影响钢渣强度的薄弱点，如何发挥好混凝土的粘合作用提高层面的薄弱环节是提高钢渣混凝土应用强度亟需解决的难题。中国专利CNl038l9148A公开了一种钢渣混凝土，由：320～330重量份的水泥、175～185重量份的水、1060～1070重量份的重晶砂、500～510重量份的石子、795～805重量份的烧结球、15～25重量份的奈系高效减水剂、32～40重量份的膨胀剂、85～95重量份的粉煤灰制成。其制备的钢渣混凝土具有较好的强度，实用性好，但是其中使用的重晶砂等比例难以进一步提高，钢渣利用率受到限制，尤其对于某些工程地缺少重晶砂的地区，此类钢渣混凝土施工将会受到严重的限制。中国专利CN106145785B公开了一种钢渣混凝土，包括体积份以下原料制成；钢渣石1100-1500份、矿粉80-120份、铁尾矿砂1000-1400份、水泥200-250份、水150-190份、粉煤灰10-50份、减水剂1-12份。其代替石子制备的钢渣混凝土具有较好的强度，实用性虽好，但是其只能作普通型混凝土使用，因其本身作为钢渣石子用，颗粒比较大，毛细孔比较少，表面光滑，流动性差，其吸呼能力不如天然石子吸呼能力强，难以进一步提高混凝土的7天、28天抗压强度和坍落度，又增加了减水剂使用量，严重制约了钢渣混凝土的可应用范围，也不利于大型和重点工程的使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的钢渣混凝土颗粒结构不合理、强度不高、坍落度差、配料中要用大量矿渣粉/粉煤灰/减水剂材料等性能不足，提供一种利用工业废渣钢渣100％替代天然砂制备混凝土的工艺处理及应用方法，使钢铁企业炼钢排出的废渣钢渣变废为宝，资源化利用，成为对建筑材料有用的混凝土资源。本专利技术提供的技术方案如下：利用工业废渣钢渣替代天然砂制备混凝土的方法，将钢铁企业炼钢铁后排出的废渣钢渣通过处理后与天然石子、水泥、水混合搅拌均匀后即得钢渣混凝土。优选地，废渣钢渣的处理方法是将废渣钢渣用机械通过60-80目的筛。优选地，按每立米混凝土计，混凝土中各组分的用量如下，废渣钢渣800-825kg、天然石子1050-1080kg、425水泥320-330kg、水175kg。优选地，天然石子的粒径为10-20mm。优选地，所述废渣钢渣中的游离氧化钙含量在5%以内，氧化镁含量在6%以内。优选地，所述钢渣混凝土质量技术指标为：凝结时间初凝300-400分钟；终凝480-600分钟；碳化深度7天5.0-6.0mm、28天20.0-22.0mm；抗冻性相对模量60-85；质量损失0-0.3；坍落度260-330mm；1h损失值80-120mm；氯离子渗透1500-1800mm；抗压强度7天36.0-45.0mpa、28天50.0-60.0mpa。优选地，废渣钢渣可100%替代天然砂，用于混凝土产品的生产。优选地，所制得的钢渣混凝土可应用在工业及民用道路、桥梁、遂道、地铁、高速公路、水下、大坝或防腐蚀建筑工程建设中。与现有技术相比，本专利技术具有以下技术优势：（1）由本专利技术中的具体实施例得到的性能测定数据可知，本专利技术使用废渣钢渣替代天然砂制备混凝土，不需要添加矿渣粉、粉煤灰、减水剂等材料，效果显著，同样生产条件下，不论与用纯天然砂制备混凝土的测试比较，还是与钢渣和纯天然砂混合制备混凝土的结果比较，本专利技术中的钢渣混凝土凝结时间一切正常，抗碳化性能、抗氯离子渗透性、抗冻性能都很强；坍落度损失小；抗压强度高，从而说明本专利技术处理得到的钢渣粒径纯正均质，颗粒结构合理，可加速钢渣在混凝土中水化，水化速度的加快，便能促进钢渣颗粒对混凝土强度较快增长，因此，在具体实施例表1中比较同一水化期的样品中，从用处理钢渣作为制备混凝土的检测样，各项质量技术指标最高，水化速度加快，在混凝土中显示的原因，便是构成混凝土的粒径纯正均质合理，通过水的作用，分散溶解，聚合结晶，沉淀凝结的速度加快，在此过程中，就会极大的减少溶液中的离子浓度，从而使相应的粒径分散溶解速度加快。与天然砂或者一些有水硬性材料相比，处理钢渣用作制备混凝土产品具有较快的溶解速度，溶解后，在溶液中形成饱和状态的离子团，要比由天然砂制备混凝土产品和其他成分，在溶液中形成离子团要有超前性，因此，利用钢渣废渣制备出来的混凝土产品和一些有水硬性材料，溶解形成的离子团结合成结晶水化物沉淀，不仅如此，还能形成较为理想的结晶水化物沉淀，能加快混凝土水化速度，提高混凝土水化强度，改善混凝土其他等性能。（2）本专利技术采用钢渣制得的混凝土，具有优良的混凝土性能，经滨海混凝土有限公司使用，配制得商品混凝土用于工程建设，各项质量技术指标都比用天然砂配制的混凝土性能好，还具有较好的环境效益，钢渣的合理应用解决了有关钢铁企业因填埋和堆放废渣钢渣占用大量土地资源费用和污染环境的问题。（3）本专利技术中的钢渣可100%替代天然砂资源，减少生态环境的污染和天然砂资源的开采，节约了矿渣粉、粉煤灰、减水剂等材料使用，提高了废渣钢渣的附加值，降低生产成本，提高了经济效益，同时也为建筑业提供了一种新的技术产品，可规模化生产使用。具体实施例现结合具体实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1本专利技术公开了利用工业废渣钢渣替代天然砂制备混凝土的方法：将钢铁企业炼钢铁后排出的废渣钢渣用机械通过60-80目的筛本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用工业废渣钢渣替代天然砂制备混凝土的方法，其特征在于：将钢铁企业炼钢铁后排出的废渣钢渣通过处理后与天然石子、水泥、水混合搅拌均匀后即得钢渣混凝土。/n

【技术特征摘要】
1.利用工业废渣钢渣替代天然砂制备混凝土的方法，其特征在于：将钢铁企业炼钢铁后排出的废渣钢渣通过处理后与天然石子、水泥、水混合搅拌均匀后即得钢渣混凝土。


2.根据要求1所述的利用工业废渣钢渣替代天然砂制备混凝土的方法，其特征在于：废渣钢渣的处理方法是将废渣钢渣用机械通过60-80目的筛。


3.根据要求1所述的利用工业废渣钢渣替代天然砂制备混凝土的方法，其特征在于：按每立米混凝土计，混凝土中各组分的用量如下，废渣钢渣800-825kg、天然石子1050-1080kg、425水泥320-330kg、水175kg。


4.根据权利要求1所述的利用工业废渣钢渣替代天然砂制备混凝土的方法，其特征在于：天然石子的粒径为10-20mm。


5.根据权利要求1所述的利用工业废渣钢渣替代天然砂制备混凝土的方法，其特征在于：所述废渣钢渣中的游离氧化钙含量为5%，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭纪林，张松，谭伟，谭羽涵，
申请(专利权)人：江苏启坤循环经济产业技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32