專利名稱:全高鈦重礦渣混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及混凝土及其制備方法。
背景技術(shù):
混凝土是現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)的主要材料,我國每年混凝土用量約10億m3,居世界前列??梢灶A(yù)見,混凝土仍將是我國在今后相當(dāng)長時期內(nèi)的一種重要的工程結(jié)構(gòu)材料。目前,我國生產(chǎn)混凝土的集料大部分均采用天然砂石,不僅破壞環(huán)境,且造成混凝土生產(chǎn)成本偏高。
我國從60年代開始在武鋼、首鋼等單位結(jié)合各自重礦渣的特點,開發(fā)重礦渣作為混凝土及砂漿集料的研究和應(yīng)用,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益,并頒布了YBJ205-84《混凝土用高爐重礦渣碎石技術(shù)條件》。攀鋼于20世紀(jì)70年代末也開展了對高爐渣綜合利用的研究,并結(jié)合攀鋼高爐渣鈦含量高的特點頒布了DB/5104Q13001-88《混凝土用高鈦重礦渣碎石技術(shù)條件》。該標(biāo)準(zhǔn)僅規(guī)定了混凝土用高鈦重礦渣碎石及礦渣混凝土的技術(shù)條件,沒有對高鈦重礦渣砂和全高鈦重礦渣混凝土及其制造方法做出規(guī)定。
申請?zhí)?2104810.6、公告號CN1080625A所公開的粉煤灰全礦渣混凝土所使用的是普通高爐渣,不是本發(fā)明所說的高鈦重礦渣。
高鈦重礦渣具有以下特點1、高鈦重礦渣集料表面粗糙、多孔、吸水率大,2、鈦含量比普通高爐渣高出20%左右,其中含有50%~65%的鈦輝石、10%~25%的鈣鈦礦等多種穩(wěn)定性優(yōu)良的礦物。
3、由于鈦含量高,因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性比普通高爐渣好,松散容重(1300--1350kg/m3)比普通高爐渣(1160--1180kg/m3)高,集料強(qiáng)度比普通高爐渣碎石高50MPa。用此高鈦重礦渣生產(chǎn)的混凝土的耐久性能和力學(xué)性能好。
我國許多地方特別是攀枝花在鋼鐵冶煉中產(chǎn)生有大量的高鈦重礦渣,這些高鈦重礦渣占地面積大,如果不加以利用,將污染河流,破壞環(huán)境。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種完全利用高鈦重礦渣集料配制的混凝土及其制備方法。
本發(fā)明以高鈦重礦渣砂石完全替代天然砂石為混凝土粗細(xì)集料。高鈦重礦渣的礦物組成如下鈦輝石50%~65%,富鈦深綠輝石10%~25%,鈣鈦礦10%~25%,其礦物組成均為體積安定性優(yōu)良的礦物,這說明高鈦重礦渣具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。高爐重礦渣經(jīng)破碎、篩分后可以得到各種粒徑的礦渣碎石、渣砂。
高鈦重礦渣集料表面粗糙、多孔,適量的渣粉(GB/T14685-2001中的石粉)有利于填充這些孔洞,增加混凝土的密實度,并改善混凝土的和易性。實際最佳渣粉含量為10%~18%。
本發(fā)明使用的細(xì)集料渣粉的含量,經(jīng)實驗和工程應(yīng)用表明,在10%~18%之間,混凝土、砂漿的各項性能最好。
全高鈦重礦渣集料在配制混凝土前應(yīng)預(yù)濕水并延長攪拌時間。
本發(fā)明對礦物摻和料不限定為粉煤灰,實際上其它礦物摻和料也能達(dá)到類似效果。多種礦物摻和料復(fù)摻效果更佳,如用30%高爐水渣和70%磷渣復(fù)摻后對混凝土的早期強(qiáng)度和施工性能比單摻粉煤灰更佳。
高鈦重礦渣混凝土由于有效地發(fā)揮了集料特性,經(jīng)合理配制,在復(fù)摻礦物摻和料和外加劑后可廣泛應(yīng)用于商品混凝土、道路混凝土、預(yù)制構(gòu)件、泵送混凝土和水工碾壓混凝土中。根據(jù)DB/5104Q13001-88,高鈦重礦渣集料能配制C38以下的混凝土,但實際應(yīng)用證明能配制強(qiáng)度等級達(dá)C50的混凝土。(已制定相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn))。
按照習(xí)慣做法,混凝土集料為了方便計量而通常采用風(fēng)干狀態(tài)配制混凝土,但由于高鈦重礦渣吸水率大,若采用干狀態(tài),在混凝土拌制后會吸收大量水分,嚴(yán)重影響混凝土的經(jīng)時損失。因此必須提前濕水,保證全高鈦重礦渣混凝土在拌制前高鈦重礦渣碎石含水率在3.0%~5.0%,高鈦重礦渣砂含水率在8.0%~10.0%。濕水礦渣集料對混凝土性能的影響見表1。
表1濕水礦渣集料對混凝土性能的影響
表1中,水泥為渡口水泥廠產(chǎn)P·O42.5R(R28=53.8MPa)水泥,粉煤灰為攀鋼發(fā)電廠產(chǎn)II級粉煤灰;1號高鈦礦渣碎石和高鈦礦渣砂為干狀;2號高鈦礦渣碎石和高鈦礦渣砂為濕狀,含水量分別為3%、10%。
由表1可知在水泥用量相同、坍落度相同時,干全鈦礦渣混凝土用水量比濕水全鈦礦渣混凝土多100kg左右,混凝土拌合物和易性均良好,干全鈦礦渣混凝土0.5h時坍落度已降到5mm,濕水全鈦礦渣混凝土坍落度為25mm,但強(qiáng)度相當(dāng)。
全高鈦重礦渣混凝土的配合比設(shè)計按JGJ55進(jìn)行,由于高鈦重礦渣集料粗糙、多孔,為保證混凝土和易性,實際砂率應(yīng)在按JGJ55設(shè)計量基礎(chǔ)上增加3%~6%,最佳砂率可由試驗確定。
為保證全高鈦重礦渣混凝土的和易性,同時滿足混凝土強(qiáng)度要求,應(yīng)視坍落度要求和混凝土強(qiáng)度要求摻入礦物摻和料或外加劑。礦物摻和料通常采用多種摻和料復(fù)摻(如30%高爐水渣和70%磷渣復(fù)摻),摻量為0~40%,外加劑按國家標(biāo)準(zhǔn)摻入。
根據(jù)上述配比按粗集料,水泥,摻和料,細(xì)集料,水的順序投入攪拌機(jī)中,外加劑為粉劑時與水泥一起加入,外加劑為液劑時與水一起加入。拌和時間在普通混凝土基礎(chǔ)上延長10-30秒。
將攪拌好的高鈦重礦渣混凝土送入現(xiàn)場澆注,振搗。由于高鈦重礦渣碎石松散容重略低于天然碎石,振搗時應(yīng)注意時間,避免造成高鈦重礦渣碎石上浮和泌水等現(xiàn)象。
本發(fā)明的有益效果在于能有效解決固體廢棄物的利用;提高工程質(zhì)量,有效降低建筑材料成本;減少天然砂石的開采,保護(hù)環(huán)境。
說明書附圖為全高鈦重礦渣混凝土制造流程方框圖;具體實施方式
實施例1以南山花園紫竹苑5#素混凝土梁柱為例配制C35混凝土,配合比見表2表2 南山花園紫竹苑5#素混凝土梁柱配合比
使用32.5R環(huán)業(yè)水泥,復(fù)合微粉為30%高爐水渣和70%磷渣復(fù)摻。采用攪拌機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場攪拌,高鈦重礦渣集料提前24h濕水,配制混凝土前測得渣砂含水率為8.2%,礦渣碎石含水率為4.2%。按照粗集料、水泥、摻和料、細(xì)集料、水的順序投料,攪拌時間為90s。采用插入式振搗器振搗,無碎石上浮現(xiàn)象,無泌水。
按照GB50204進(jìn)行質(zhì)量檢測,按GB/T50080和GB/T50081對拌合物和力學(xué)性能進(jìn)行檢測,按GBJ82對耐久性進(jìn)行檢測,測試結(jié)果均達(dá)到普通混凝土標(biāo)準(zhǔn)要求,結(jié)果見表3表3 南山花園紫竹苑5#素混凝土梁柱性能檢測結(jié)果
實施例2以商品混凝土攪拌站為例商品混凝土攪拌站配制C50混凝土,配合比見表4
表4 商品混凝土攪拌站C50混凝土配合比
配制混凝土前測得渣砂含水率為1.5%,礦渣碎石含水率為3.2%。水泥使用42.5R渡口水泥,復(fù)合微粉為30%高爐水渣和70%磷渣復(fù)摻。
測得施工現(xiàn)場坍落度為52mm,28天抗壓強(qiáng)度為68.8MPa,達(dá)到普通混凝土標(biāo)準(zhǔn)要求。
實施例3采用高鈦重礦渣集料配制道路混凝土。
以格福公路配制M5.0混凝土為例,配合比見表5表5 格福公路M5.0混凝土配合比
使用32.5R環(huán)業(yè)水泥,復(fù)合微粉為30%高爐水渣和70%磷渣復(fù)摻。采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場攪拌,高鈦重礦渣集料提前24h濕水,配制混凝土前測得渣砂含水率為3.0%,礦渣碎石含水率為3.0%。按照粗集料,水泥,摻和料,細(xì)集料,水的順序投料,攪拌時間為120s。
測得結(jié)果見表6表6 格福公路M5.0混凝土性能檢測結(jié)果
達(dá)到道路混凝土的要求。
實施例4采用高鈦重礦渣集料配制水工碾壓混凝土。
配制C20水工碾壓混凝土,配合比見表7表7 C20水工碾壓混凝土配合比
使用32.5R環(huán)業(yè)水泥,復(fù)合微粉為30%高爐水渣及70%磷渣復(fù)摻。采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌,高鈦重礦渣集料提前24h濕水,配制混凝土前測得渣砂含水率為6.3%,礦渣碎石含水率為3.5%。按照粗集料,水泥,摻和料,細(xì)集料,水的順序投料。
試驗測得工作度(VC值)為9.0s,90天抗壓強(qiáng)度為31.8MPa。達(dá)到《水工碾壓混凝土施工規(guī)范》(DL/T5112-2000)要求。
權(quán)利要求
1.全高鈦重礦渣混凝土,包括水泥、高鈦重礦渣碎石、高鈦重礦渣砂、礦物摻和料,依據(jù)國家規(guī)范進(jìn)行配合比設(shè)計,其特征在于,該混凝土所配加的高鈦重礦渣砂量在設(shè)計基礎(chǔ)上增加3%~6%,該渣砂中渣粉含量為10%~18%,并在攪拌前將高鈦重礦渣碎石、高鈦重礦渣砂濕水后,按照粗集料、水泥、摻和料、細(xì)集料、水的順序投料到攪拌機(jī)攪拌而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全高鈦重礦渣混凝土,其特征在于,高鈦重礦渣碎石濕水后含水率在3.0%~5.0%,高鈦重礦渣砂濕水后含水率在8.0%~10.0%,攪拌機(jī)攪拌時間在普通混凝土攪拌時間基礎(chǔ)上延遲10-30秒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全高鈦重礦渣混凝土,其特征在于,礦物摻和料不僅可以采用粉煤灰,還可以采用由30%高爐水渣及70%磷渣配制而成的復(fù)合摻和料及其它礦物摻和料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全高鈦重礦渣混凝土,該混凝土包括水泥、高鈦重礦渣碎石、高鈦重礦渣砂、礦物摻和料,依據(jù)國家規(guī)范進(jìn)行配合比設(shè)計,該混凝土所配加的高鈦重礦渣砂量在設(shè)計基礎(chǔ)上增加3%~6%,該渣砂中渣粉含量為10%~18%,并在攪拌前將高鈦重礦渣碎石、高鈦重礦渣砂濕水后,按照粗集料、水泥、摻和料、細(xì)集料、水的順序投料到攪拌機(jī),較普通混凝土延長10-30秒攪拌時間攪拌而成,該混凝土不僅有效地利用了廢棄資源,保護(hù)了環(huán)境,而且具有很好的力學(xué)性能。
文檔編號C04B18/04GK1880258SQ20051002108
公開日2006年12月20日 申請日期2005年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月13日
發(fā)明者周天文, 吳洪祥, 游天才, 婁元濤 申請人:攀枝花環(huán)業(yè)冶金渣開發(fā)有限責(zé)任公司