一种钢渣沥青混凝土及其制备方法技术

本申请涉及沥青混凝土技术领域，具体公开了一种钢渣沥青混凝土及其制备方法。该钢渣沥青混凝土包括如下重量份数的组分：钢渣细集料55

【技术实现步骤摘要】
一种钢渣沥青混凝土及其制备方法


[0001]本申请涉及混凝土
，更具体地说，它涉及一种钢渣沥青混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]钢渣是在转炉炼钢过程中生成的液态熔渣冷却固化后形成的工业废料，其力学性能较好，具有耐磨、颗粒级配形状好，破碎钢渣呈多棱角，具有较高的内摩擦嵌锁力。钢渣与沥青有良好的粘附性，仅稳定处治后的钢渣具有良好的稳定性，可作为沥青混凝土的骨料用于路面工程，拓宽了钢渣综合利用的途径，提高钢渣资源化利用的附加值。
[0003]我国每年都会有大量钢渣产出，大量钢渣堆存既占用了土地资源，又对环境造成了污染，将钢渣用于生产钢渣沥青混合料，以用来铺设钢渣沥青混凝土路面，从而减少环境污染与资源浪费。
[0004]但是，在钢渣沥青混凝土研究如火如荼的同时，钢渣膨胀性的问题成为研究者的难题。由于炼钢出渣时间缩短,投入的石灰过量，钢渣含有极易膨胀的游离氧化钙、自由氧化镁以及多种氧化物和矿物质，具有与硅酸盐相似的物化成分，在一定的环境条件下经过电解水化作用后，使钢渣具有不稳定性。
[0005]相关技术在研究钢渣沥青混凝土时，通过采用钢渣取代石灰石细集料制备密级配混合料研究钢渣沥青混凝土的膨胀性能，结果证明，钢渣细集料部分的膨胀率与其“同源”的粗集料的膨胀率之间有较好的相关性，氧化镁极易与金属氧化物形成固溶体而失去活性，游离氧化钙是造成钢渣体积膨胀的主要因素。由于游离氧化钙的存在，钢渣应用于道路工程中，得到的钢渣沥青混凝土，其性能依然有待提高。

技术实现思路

[0006]为了克服上述问题，本申请提供一种钢渣沥青混凝土及其制备方法。所提供的钢渣沥青混凝土具有稳定度高、强度高、抗冲击能力强的特点。
[0007]第一方面，本申请提供一种钢渣沥青混凝土，采用如下的技术方案：一种钢渣沥青混凝土，其特征在于，包括如下重量份数的组分：钢渣细集料55
‑
85份、沥青10
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15份、粗集料75
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100份、填料5
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10份；氟硅酸镁1
‑
3份、硅烷偶联剂0.5
‑
2份；所述钢渣细集料的级配范围为：筛孔(mm)4.75 2.36 1.18 0.6 0.075透过率(％)100 90
‑
100 50
‑
80 30
‑
40 10
‑
20。
[0008]优选的，所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的一种。
[0009]优选的，所述沥青采用70#沥青或SBS改性沥青。
[0010]通过采用上述技术方案，一般钢渣作为粗集料使用，其公称粒径达到9.5mm，但是
粒径过大，其内部含有的游离氧化钙、游离氧化镁等不安定成分易带来不稳定问题。本申请通过将钢渣的粒径控制在4.75mm以下，采用级配较小的物料颗粒，能够改善大颗粒钢渣中游离氧化钙、游离氧化镁等带来的不稳定问题，从而也可进一步拓宽钢渣中游离氧化钙的含量。
[0011]氟硅酸镁能够与氢氧化钙反应生成二氧化硅凝胶、氟化物和硫酸钙，填充钢渣沥青混凝土孔隙，提高其整体体积稳定性，提高混凝土的冲击强度；硅烷偶联剂能够形成一层牢固的憎水性有机硅网络保护层，与沥青结合后，紧密粘附在钢渣表面，能够阻止水的入侵，降低钢渣的吸水率，提高钢渣体积膨胀稳定性和混凝土的耐久性能。
[0012]进一步优选为，所述钢渣细集料中游离氧化钙的含量小于5.5％。
[0013]通过采用上述技术方案，一般钢渣应用于混凝土中，需要控制其游离氧化钙在2
‑
3％以下，而本申请采用小粒径钢渣，结合氟硅酸镁、硅烷偶联剂使用，减少了钢渣温度差而带来的危害，使得钢种中游离态氧化钙含量范围放宽至5.5％以下，即减少了钢渣刚形成时需要焖渣等一系列去除游离氧化钙的复杂工序，节省了钢渣再处理时间与成本，并且利用这种钢渣形成的沥青混凝土的使用性能优异，大幅满足公路建设用工的质量标准。
[0014]进一步优选为，所述填料采用钢渣粉与氮化硅组成的混合物。
[0015]进一步优选为，所述钢渣粉与氮化硅组成的混合物中，钢渣粉占比≥65％。
[0016]通过采用上述技术方案，目前沥青胶浆均采用矿粉与沥青制作，但是对于游离氧化钙含量较高的钢渣，水分易破坏胶浆层与钢渣接触面，钢渣沥青混凝土体积稳定性较差。本申请采用钢渣粉替代矿粉与沥青搅拌制作沥青胶浆，能够增强沥青胶浆与钢渣集料之间的粘附性能，从而有效的改善钢渣沥青混凝土的体积稳定性。氮化硅主要起到一定的填充作用，减少沥青混凝土的空隙，与钢渣粉复配，可以进一步提高钢渣沥青混凝土的耐久性和强度。
[0017]进一步优选为，所述钢渣粉的级配范围为：筛孔(mm)0.6 0.15 0.075透过率(％)100 95.1 85.7。
[0018]通过采用上述技术方案，本申请所使用钢渣粉由粗钢渣经过磨制得到，经过JTG E20
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2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》和JTG E42
‑
2005《公路工程集料试验规程》测试，基本物理性能指标均符合要求。
[0019]进一步优选为，所述粗集料采用玄武岩集料或石灰岩集料。
[0020]优选的，所述粗集料的级配范围为：筛孔(mm)13.2 9.5 4.75 2.36透过率(％)100 60
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80 10
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24 1
‑
3。
[0021]通过采用上述技术方案，石灰岩具有良好的加工性、磨光性和很好的胶结性能，可以与沥青起到良好的结合效果；玄武岩多为中性，且气孔多、质地坚硬；其在混合使用时，能够起到良好的配合效果，使沥青混凝土整体的结构强度大大提高。玄武岩和石灰岩均选用不同粒径大小的颗粒组成，使其相互之间不易形成较大的空隙，整体较为密实，使橡胶沥青混合料具有良好的稳定的结构强度。
[0022]第二方面，本申请提供一种钢渣沥青混凝土的制备方法，采用如下的技术方案：一种钢渣沥青混凝土的制备方法，包括以下步骤：
加热条件下，将填料与沥青混合，得到沥青胶浆；将钢渣细集料、粗集料混合，得到混合料；加热条件下，将混合料与沥青胶浆混合均匀，降温，加入氟硅酸镁、硅烷偶联剂，继续混合均匀，即得钢渣沥青混凝土。
[0023]通过采用上述技术方案，本申请先采用填料与沥青加热拌和的方式，制成沥青胶浆，再与钢渣细集料等骨料混合，沥青胶浆可紧密包裹粘附在钢渣细集料表面，后期应用时，可避免水分破坏胶浆层与钢渣表面接触，切断游离氧化钙反应必备的条件，达到提高钢渣沥青混凝土体积稳定性的目的。
[0024]综上所述，本申请具有以下有益效果：(1)本申请通过将钢渣的粒径控制在4.75mm以下，采用级配较小的物料颗粒，能够改善大颗粒钢渣中游离氧化钙、游离氧化镁等带来的不稳定问题，从而也可进一步拓宽钢渣中游离氧化钙的含量；(2)本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢渣沥青混凝土，其特征在于，包括如下重量份数的组分：钢渣细集料55
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85份、沥青10
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15份、粗集料75
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100份、填料5
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10份；氟硅酸镁1
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3份、硅烷偶联剂0.5
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2份；所述钢渣细集料的级配范围为：筛孔（mm）4.75 2.36 1.18 0.6 0.075透过率（%）100 90
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100 50
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80 30
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40 10
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20。2.根据权利要求1所述的钢渣沥青混凝土，其特征在于，所述钢渣细集料中游离氧化钙的含量小于5.5%。3.根据权利要求1所述的钢渣沥青混凝土，其特征在于，所述填料采用钢渣粉与氮化硅组成的混合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：林龙杰，
申请(专利权)人：上海宝钢新型建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：