一种高掺镍铁渣混凝土的制备方法及系统技术方案

本申请公开了一种高掺镍铁渣混凝土的制备方法及系统，方法包括：计算配置强度；根据配置强度确定水胶比；基于水胶比按塑性混凝土坍落度要求确定混凝土的用水量；根据水胶比、混凝土的用水量及复合镍铁渣掺量确定混凝土的复合镍铁渣和水泥用量；基于复合镍铁渣、水泥用量、粗骨料类型、粒径以及水胶比确定砂率β

【技术实现步骤摘要】
一种高掺镍铁渣混凝土的制备方法及系统


[0001]本申请属于环保混凝土制备
，具体涉及一种高掺镍铁渣混凝土的制备方法及系统。

技术介绍

[0002]现阶段，大量镍铁废渣导致镍铁行业将承受巨大的堆积成本并会造成环境污染等不利于国家高质量发展的后果。此时，由于镍铁废渣的物性具有制备混凝土的潜能，镍铁渣混凝土为实现混凝土行业升级转型指出可深入探索的方向。基于国家2030年前碳达峰行动，为最大程度地利用镍铁废渣，本申请用镍铁渣复合粉和镍铁渣细骨料同时取代普通水泥和天然细骨料，提出高掺镍铁渣混凝凝土以及不同高掺镍铁渣混凝土强度的制备方法，推动环保、低成本的高掺镍铁渣混凝土的实际工程运用。
[0003]现有冶炼镍铁的工艺技术尚不成熟，存在原料适应性差、生产成本高等问题，冶炼后产生大量价值劣化的镍铁渣。冶炼单位镍铁排渣量是普通生铁冶炼排渣量的10～15倍，我国镍铁冶炼渣累计堆存量已超过2亿吨，并仍在以每年约3000万吨的速度快速增加，但目前对镍铁冶炼渣的利用率不足10％。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本申请的目的在于提出一种高掺镍铁渣混凝土的制备方法，方法包括以下步骤：
[0005]步骤一：计算待制备混凝土的配置强度；
[0006]步骤二：根据所述配置强度确定水胶比；
[0007]步骤三：基于所述水胶比按塑性混凝土坍落度要求确定单位体积混凝土的用水量；
[0008]步骤四：根据水胶比、单位体积混凝土的用水量及复合镍铁渣掺量确定单位体积混凝土的复合镍铁渣和水泥用量；
[0009]步骤五：基于所述复合镍铁渣、所述水泥用量、粗骨料类型、粒径以及所述水胶比确定砂率β
s
；
[0010]步骤六：基于所述砂率确定单位体积混凝土中砂、石用量；
[0011]步骤七：根据所述混凝土中砂、石用量确定镍铁渣细骨料的替代率，计算镍铁渣细骨料和天然细骨料的用量；
[0012]步骤八：基于所述镍铁渣细骨料和天然细骨料，采用减水剂调整新拌混凝土坍落度至要求范围；
[0013]步骤九：基于调整后的新拌混凝土判断是否满足强度等级要求；
[0014]步骤十：若不满足强度要求，则微调水胶比，重复步骤四到步骤十。
[0015]可选的，所述步骤一中，计算配置强度的方法包括：
[0016]f
cu,0
≥f
cu,k
+1.645σ
[0017]其中，f
cu,0
为计算配制强度；f
cu,k
为普通混凝土立方体抗压强度标准值；σ为混凝土强度标准差。
[0018]可选的，所述步骤二中的水胶比确定方法为：
[0019][0020]其中，α
a
、α
b
为回归系数，γ
f
为复合水泥强度折减系数；γ
c
为水泥强度等级值的富余系数，即实际水泥强度与水泥强度等级值的比值；f
ce,g
为水泥强度等级值。
[0021]可选的，所述步骤七中，确定镍铁渣细骨料的替代率的方法包括：
[0022]f
cu,r
＝f
cu
×
(
‑
1.341r2+1.905r+0.137+0.067/r)
[0023]其中，f
cu,r
为高掺镍铁渣混凝土立方体抗压强度预测值；f
cu
为不掺镍铁渣时混凝土立方体抗压强度值；r为镍铁渣细骨料替代率，r≠0。
[0024]一种高掺镍铁渣混凝土，所述混凝土采用权利要求1
‑
4所述的混凝土制备方法制取。
[0025]一种高掺镍铁渣混凝土的制备系统，包括：强度配置模块、第一调整模块、用水量确定模块、复合镍铁渣与水泥用量获取模块、砂率确定模块、第一用量确定模块、第二用量确定模块、第二调整模块、判断模块、第三调整模块；
[0026]所述强度配置模块用于计算待制备混凝土的配置强度；
[0027]所述第一调整模块用于根据所述配置强度确定水胶比；
[0028]所述用水量确定模块用于基于所述水胶比按塑性混凝土坍落度要求确定单位面积混凝土的用水量；
[0029]所述复合镍铁渣与水泥用量获取模块用于根据水胶比、单位面积混凝土的用水量及复合镍铁渣掺量确定单位面积混凝土的复合镍铁渣和水泥用量；
[0030]所述砂率确定模块用于基于所述复合镍铁渣、所述水泥用量、粗骨料类型、粒径以及所述水胶比确定砂率β
s
；
[0031]所述第一用量确定模块用于基于所述砂率确定单位面积混凝土中砂、石用量；
[0032]所述第二用量确定模块用于根据所述混凝土中砂、石用量确定镍铁渣细骨料的替代率，计算镍铁渣细骨料和天然细骨料的用量；
[0033]所述第二调整模块用于基于所述镍铁渣细骨料和天然细骨料，采用减水剂调整新拌混凝土坍落度至要求范围；
[0034]所述判断模块用于基于调整后的新拌混凝土判断是否满足强度等级要求；
[0035]所述第三调整模块用于若不满足强度要求，则微调水胶比。
[0036]可选的，计算配置强度的方法包括：
[0037]f
cu,0
≥f
cu,k
+1.645σ
[0038]其中，f
cu,0
为计算配制强度；f
cu,k
为普通混凝土立方体抗压强度标准值；σ为混凝土强度标准差。
[0039]可选的，确定镍铁渣细骨料的替代率的方法包括：
[0040]f
cu,r
＝f
cu
×
(
‑
1.341r2+1.905r+0.137+0.067/r)
[0041]其中，f
cu,r
为高掺镍铁渣混凝土立方体抗压强度预测值；f
cu
为不掺镍铁渣时混凝土立方体抗压强度值；r为镍铁渣细骨料替代率，r≠0。
[0042]与现有技术相比，本申请的有益效果为：
[0043]基于本申请制备的高掺镍铁渣混凝土能够满足预期强度要求及性能要求，推动高掺镍铁渣混凝土的实际应用。高掺镍铁渣混凝土的提出解决现有镍铁废渣长期堆积带来的污染与经济损失等问题，高掺镍铁渣混凝土在满足强度要求的同时也降低了传统混凝土的成本，是一种环保、低成本、性能良好的新型混凝土。
附图说明
[0044]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面对实施例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是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0045]图1为本申请实施例的一种高掺镍铁渣混凝土的制备方法及系统的方法步骤图；
[0046]图2为本申请实施例的一种高掺镍铁渣混凝土的制备方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高掺镍铁渣混凝土的制备方法，其特征在于，方法包括以下步骤：步骤一：计算待制备混凝土的配置强度；步骤二：根据所述配置强度确定水胶比；步骤三：基于所述水胶比按塑性混凝土坍落度要求确定单位体积混凝土的用水量；步骤四：根据水胶比、单位体积混凝土的用水量及复合镍铁渣掺量确定单位体积混凝土的复合镍铁渣和水泥用量；步骤五：基于所述复合镍铁渣、所述水泥用量、粗骨料类型、粒径以及所述水胶比确定砂率β
s
；步骤六：基于所述砂率确定单位体积混凝土中砂、石用量；步骤七：根据所述混凝土中砂、石用量确定镍铁渣细骨料的替代率，计算镍铁渣细骨料和天然细骨料的用量；步骤八：基于所述镍铁渣细骨料和天然细骨料，采用减水剂调整新拌混凝土坍落度至要求范围；步骤九：基于调整后的新拌混凝土判断是否满足强度等级要求；步骤十：若不满足强度要求，则微调水胶比，重复步骤四到步骤十。2.根据权利要求1所述的高掺镍铁渣混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，计算配置强度的方法包括：f
cu,0
≥f
cu,k
+1.645σ其中，f
cu,0
为计算配制强度；f
cu,k
为普通混凝土立方体抗压强度标准值；σ为混凝土强度标准差。3.根据权利要求2所述的高掺镍铁渣混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤二中的水胶比确定方法为：其中，α
a
、α
b
为回归系数，γ
f
为复合水泥强度折减系数；γ
c
为水泥强度等级值的富余系数，即实际水泥强度与水泥强度等级值的比值；f
ce,g
为水泥强度等级值。4.根据权利要求1所述的高掺镍铁渣混凝土的制备方法，其特征在于，所述步骤七中，确定镍铁渣细骨料的替代率的方法包括：f
cu,r
＝f
cu
×
(
‑
1.341r2+1.905r+0.137+0.067/r)其中，f
cu,r
为高掺镍铁渣混凝土立方体抗压强度预测值；f
cu
为不掺镍铁渣时混凝土立方体抗压强度值；r为镍铁渣细骨料替代率，r≠0。...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜学渊，杨永泰，王碧珍，祁皑，沈行建，朱凌，种迅，
申请(专利权)人：福州大学侨智建设有限公司，
类型：发明
国别省市：