本發(fā)明屬于建筑材料混凝土材料領(lǐng)域，具體涉及一種早強高性能復合鋼渣粉摻合料及其在配制混凝土中的應用。
背景技術(shù)：
：隨著我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，鋼渣和高爐礦渣作為煉鋼的副產(chǎn)物，產(chǎn)生量也與日俱增，產(chǎn)出率分別為粗鋼產(chǎn)量的14%和30%。2012年我國的鋼產(chǎn)量約為9.51億噸，產(chǎn)生的鋼渣約為1.33億噸，高爐礦渣約為2.85億噸。經(jīng)過多年的努力，高爐礦渣已廣泛用作混凝土摻合料，綜合利用率約為80%以上。而鋼渣由于存在游離氧化鈣、氧化鎂等物質(zhì)可能導致安定性不良、鋼鐵渣粉早期活性差、易磨性不佳等原因影響了其在水泥和混凝土中的應用，只能簡單用作道路材料、工程回填材料等。根據(jù)有關(guān)文獻，鋼渣的利用率僅為10%，每年有將近1億噸的鋼渣沒有得到有效利用，大量鋼渣的堆放、閑置，不僅占有大量的耕地，而且鋼渣中的重金屬離子、堿金屬離子還會滲入土壤中，造成地下水污染。因而開展鋼渣綜合利用的研究是一個保護生態(tài)環(huán)境、促進資源循環(huán)利用和社會可持續(xù)發(fā)展的課題?，F(xiàn)有的鋼渣粉用于混凝土，可以節(jié)約水泥，降低成本；減少污染環(huán)境，符合混凝土可持續(xù)發(fā)展的思路；更重要一點是它可以改善混凝土的諸多性能。可改善新拌混凝土的工作性能，降低水化熱，增進后期強度，并改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高抗腐蝕能力。但鋼渣粉混凝土特點是早期強度增長較慢，早期活性低，很難滿足對早期強度有要求的混凝土的施工。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種早強高性能復合鋼渣粉摻合料及其在配制混凝土中的應用，在改善混凝土耐久性能和工作性能的同時，能提高早期強度，鋼鐵渣粉由礦粉、鋼渣粉按一定比例復配制成，可發(fā)揮鋼渣粉和礦粉各自的優(yōu)點，既克服了單獨使用鋼渣粉早期強度低的不足，同時又彌補礦粉堿度低、大摻量易抗鋼筋腐蝕能力差和耐磨性差的缺陷，起到性能互補、功能疊加的效果，并提高摻合料的應用范圍。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種早強高性能復合鋼渣粉摻合料，該摻合料包括礦粉和原鋼渣粉，首先，將所述原鋼渣粉進行預處理，然后，將所述礦粉和經(jīng)過預處理后的鋼渣粉進行復配，制得早強高性能復合鋼渣粉摻合料，所制得早強高性能復合鋼渣粉摻合料的密度≥3.0g/cm3、比表面積≥420m2/Kg、三氧化硫≤2.0%、燒失量≤1.5%、氯離子含量≤0.03%，含水率≤0.5%、活性指數(shù)7天≥80%，28天≥102%、流動度比≥103%；其中，所述早強高性能復合鋼渣粉摻合料中礦粉所占的比例為30%-70%、預處理后的鋼渣粉所占的比例為30%-70%；所述礦粉的細度D90≤29μm、氯離子含量≤0.03%、三氧化硫含量≤4.0%，含水率≤0.5%、活性指數(shù)7天≥75%，28天≥95%、流動度比≥95%；所述預處理后的鋼渣粉的比表面積≥400m2/Kg、氯離子含量≤0.03%、含水率≤0.5%、活性指數(shù)7天≥65%，28天≥80%、流動度比≥90%；所述預處理后的鋼渣粉的化學成分及其質(zhì)量百分比分別為CaO：42-45%、SiO2：9.8-11.3%、AL2O3：1.9-2.6%、MgO：9-10.5%、MnO：2.1-2.65%、P2O5：2.1-2.3%、Fe2O3：11.5-13.3%、MFe：0.85-0.98%、FeO：14.5-16.2%、S2O3：0.25-0.04%。所述復配流程為：將所述礦粉運送至礦粉儲存庫中，礦粉儲存庫底設(shè)有密封螺旋閘門和雙管螺旋喂料機喂料，然后通過轉(zhuǎn)子秤進行計量配料，礦粉進入粉體物料混料機，同時將預處理后的鋼渣粉運送至鋼渣粉儲存庫，鋼渣粉儲存庫底設(shè)有密封螺旋閘門和雙管螺旋喂料機喂料，然后通過轉(zhuǎn)子秤進行計量配料，鋼渣粉進入粉體物料混料機與礦粉進行混合，經(jīng)過收塵器混合后的復合粉經(jīng)球磨機球磨24h后，制得早強高性能復合鋼渣粉摻合料，所述早強高性能復合鋼渣粉摻合料經(jīng)斗式提升機、螺旋輸送機輸送至成品庫進行儲存。一種早強高性能復合鋼渣粉摻合料在配制混凝土中的應用，所述復合鋼渣粉摻合料在混凝土中的摻量為20%時，在C30～C60級配中，復合鋼渣粉混凝土強度高于寶田S95礦粉混凝土強度，在坍落度控制一致的情況下，復合鋼渣粉混凝土強度比寶田礦粉混凝土強度高2%～3%。所述復合鋼渣粉在混凝土的摻量在20%時，所述復合鋼渣粉混凝土1d干縮率為純水泥基準混凝土的50%～60%、7d干縮率為純水泥基準混凝土的70%～80%。所述復合鋼渣粉混凝土中氯離子電通量為純水泥基準混凝土75%～85%，耐磨性為純水泥基準混凝土200%～250%。一種早強高性能復合鋼渣粉摻合料在配制混凝土中的應用，所述復合鋼渣粉摻合料在配制混凝土時，等質(zhì)量的取代15～30%的水泥，使復合鋼渣粉摻合料和礦粉的總量不大于配制混凝土膠凝材料總量的30%。一種早強高性能復合鋼渣粉摻合料在配制混凝土中的應用，所述復合鋼渣粉摻合料在配制混凝土時，等質(zhì)量的取代礦粉，使復合鋼渣粉摻合料和礦粉的總量不大于配制混凝土膠凝材料總量的30%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明由于采用工業(yè)廢棄物為主要原料，所以原料具有來源廣泛、成本低，同時降低了工業(yè)廢渣對環(huán)境的污染，提高了工業(yè)廢鋼渣的性能、擴大了應用范圍，有利于廢棄物處理資源再利用，推進我國資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會建設(shè)。附圖說明圖1為本發(fā)明復配的工藝流程圖。具體實施方式下面結(jié)合實施舉例對本發(fā)明作進一步說明，但不應以此限制本發(fā)明的保護范圍。實施例1如圖1所示，本實施例早強高性能復合鋼渣粉摻合料，該摻合料包括礦粉和原鋼渣粉，首先，將所述原鋼渣粉進行預處理，然后，將所述礦粉和經(jīng)過預處理后的鋼渣粉進行復配，制得早強高性能復合鋼渣粉摻合料，所制得早強高性能復合鋼渣粉摻合料的密度≥3.0g/cm3、比表面積≥420m2/Kg、三氧化硫≤2.0%、燒失量≤1.5%、氯離子含量≤0.03%，含水率≤0.5%、活性指數(shù)7天≥80%，28天≥102%、流動度比≥103%；其中，所述早強高性能復合鋼渣粉摻合料中礦粉所占的比例為30%、預處理后的鋼渣粉所占的比例為70%；所述礦粉的細度D90≤29μm、氯離子含量≤0.03%、三氧化硫含量≤4.0%，含水率≤0.5%、活性指數(shù)7天≥75%，28天≥95%、流動度比≥95%；所述預處理后的鋼渣粉的比表面積≥400m2/Kg、氯離子含量≤0.03%、含水率≤0.5%、活性指數(shù)7天≥65%，28天≥80%、流動度比≥90%；所述預處理后的鋼渣粉的化學成分及其質(zhì)量百分比分別為CaO：44.8%、SiO2：11%、AL2O3：1.9%、MgO：10%、MnO：2.1%、P2O5：2.1%、Fe2O3：11.5%、MFe：0.85%、FeO：15.5%、S2O3：0.25%。本實施例中復配流程為：將所述礦粉運送至礦粉儲存庫中，礦粉儲存庫底設(shè)有密封螺旋閘門和雙管螺旋喂料機喂料，然后通過轉(zhuǎn)子秤進行計量配料，礦粉進入粉體物料混料機，同時將預處理后的鋼渣粉運送至鋼渣粉儲存庫，鋼渣粉儲存庫底設(shè)有密封螺旋閘門和雙管螺旋喂料機喂料，然后通過轉(zhuǎn)子秤進行計量配料，鋼渣粉進入粉體物料混料機與礦粉進行混合，經(jīng)過收塵器混合后的復合粉經(jīng)球磨機球磨24h后，制得早強高性能復合鋼渣粉摻合料，所述早強高性能復合鋼渣粉摻合料經(jīng)斗式提升機、螺旋輸送機輸送至成品庫進行儲存。如表1-表8所示，本實施例早強高性能復合鋼渣粉摻合料在配制混凝土中的應用所述復合鋼渣粉摻合料在混凝土中的摻量為20%時，在C30～C60級配中，復合鋼渣粉混凝土強度高于寶田S95礦粉混凝土強度，在坍落度控制一致的情況下，復合鋼渣粉混凝土強度比寶田礦粉混凝土強度高2%～3%，復合鋼渣粉在混凝土的摻量在20%時，所述復合鋼渣粉混凝土1d干縮率為純水泥基準混凝土的50%～60%、7d干縮率為純水泥基準混凝土的70%～80%；所述復合鋼渣粉混凝土中氯離子電通量為純水泥基準混凝土75%～85%，耐磨性為純水泥基準混凝土200%～250%。表1混凝土試驗配合比注：(1)符合K代表礦粉平配制混凝土，G代表鋼鐵渣粉配制混凝土，如C20-K代表礦粉配制的C20混凝土；（2）C20～C35坍落度控制在（120±30）mm，C40坍落度控制在（150±30）mm，C50～C60坍落度控制在（180±30）mm，拌制過程中根據(jù)坍落度控制水和外加劑用量，保證礦粉混凝土和鋼鐵渣粉混凝土坍落度在控制范圍內(nèi)。（3）同等級配混凝土，通過控制坍落度在同等范圍內(nèi)，對比礦粉和鋼鐵渣粉混凝土的工作性能、力學性能，并進行技術(shù)性和經(jīng)濟性分析對比。本實施例中配制混凝土所用的原材料如下：1）水泥采用海門海螺P.O42.5和海門海螺P.Ⅱ52.5，其性能符合GB175-2007的標準要求。水泥的各項物理性能指標見表2。表2海門海螺P.O42.5水泥物理性能表表3海門海螺P.Ⅱ52.5水泥物理性能表2）復合鋼渣粉摻合料表4早強高性能復合鋼渣粉摻合料主要性能表3）礦粉采用上海寶田新型建材有限公司生產(chǎn)的高爐礦渣微粉，并符合《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣》（GB/T18046）。各項性能指標見表4。表5礦粉主要性能表4）細骨料采用正榮提供的中砂，其質(zhì)量符合JGJ52-2006的標準要求，細度模數(shù)2.5～3.0，砂的含泥量小于1%，泥塊含量小于0.5%，各項性能指標見表5。表6黃砂性能指標5）粗骨料采用5-20mm連續(xù)級配的碎石，其質(zhì)量符合JGJ52-2006的標準要求，含泥量小于0.5%，泥塊含量小于0.2%,針片狀含量小于8%，壓碎指標小于7%。各項物理性能指標見表6。表7石子性能指標6）外加劑采用SQ-Ⅱc701和SP-8聚羧酸高效減水劑，其質(zhì)量符合高效外加劑的性能指標，各項指標見表7。表8SQ-Ⅱc701聚羧酸高效減水劑性能指標固體含量密度r(g/ml)pH值水泥砂漿減水率%15.211.0525.616%表9SP-8聚羧酸高效減水劑性能指標固體含量密度r(g/ml)pH值水泥砂漿減水率%20.81.0535.1020%3．試驗結(jié)果表8試驗結(jié)果上述實驗結(jié)果表明，鋼鐵渣粉力學性能與寶田S95礦粉相比，在C30～C60級配中，鋼鐵渣粉混凝土強度比寶田S95礦粉混凝土強度略高，在坍落度控制一致的情況下，鋼鐵渣粉混凝土強度比寶田礦粉混凝土強度高2%～3%。實施例2如圖1所示，本實施例早強高性能復合鋼渣粉摻合料，該摻合料包括礦粉和原鋼渣粉，首先，將所述原鋼渣粉進行預處理，然后，將所述礦粉和經(jīng)過預處理后的鋼渣粉進行復配，制得早強高性能復合鋼渣粉摻合料，所制得早強高性能復合鋼渣粉摻合料的密度≥3.0g/cm3、比表面積≥420m2/Kg、三氧化硫≤2.0%、燒失量≤1.5%、氯離子含量≤0.03%，含水率≤0.5%、活性指數(shù)7天≥80%，28天≥102%、流動度比≥103%；其中，所述早強高性能復合鋼渣粉摻合料中礦粉所占的比例為45%、預處理后的鋼渣粉所占的比例為55%；所述礦粉的細度D90≤29μm、氯離子含量≤0.03%、三氧化硫含量≤4.0%，含水率≤0.5%、活性指數(shù)7天≥75%，28天≥95%、流動度比≥95%；所述預處理后的鋼渣粉的比表面積≥400m2/Kg、氯離子含量≤0.03%、含水率≤0.5%、活性指數(shù)7天≥65%，28天≥80%、流動度比≥90%；所述預處理后的鋼渣粉的化學成分及其質(zhì)量百分比分別為CaO：42%、SiO2：11.3%、AL2O3：2.26%、MgO：10.5%、MnO：2.5%、P2O5：2.3%、Fe2O3：12%、MFe：0.9%、FeO：16.2%、S2O3：0.04%。本實施例所述復配流程為：將所述礦粉運送至礦粉儲存庫中，礦粉儲存庫底設(shè)有密封螺旋閘門和雙管螺旋喂料機喂料，然后通過轉(zhuǎn)子秤進行計量配料，礦粉進入粉體物料混料機，同時將預處理后的鋼渣粉運送至鋼渣粉儲存庫，鋼渣粉儲存庫底設(shè)有密封螺旋閘門和雙管螺旋喂料機喂料，然后通過轉(zhuǎn)子秤進行計量配料，鋼渣粉進入粉體物料混料機與礦粉進行混合，經(jīng)過收塵器混合后的復合粉經(jīng)球磨機球磨24h后，制得早強高性能復合鋼渣粉摻合料，所述早強高性能復合鋼渣粉摻合料經(jīng)斗式提升機、螺旋輸送機輸送至成品庫進行儲存。本實施例早強高性能復合鋼渣粉摻合料在配制混凝土中的應用，所述復合鋼渣粉摻合料在配制混凝土時，等質(zhì)量的取代15～30%的水泥，使復合鋼渣粉摻合料和礦粉的總量不大于配制混凝土膠凝材料總量的30%。實施例3本實施例早強高性能復合鋼渣粉摻合料在配制混凝土中的應用，所述復合鋼渣粉摻合料在配制混凝土時，等質(zhì)量的取代礦粉，使復合鋼渣粉摻合料和礦粉的總量不大于配制混凝土膠凝材料總量的30%。本實施例中早強高性能復合鋼渣粉摻合料中礦粉所占的比例為70%、預處理后的鋼渣粉所占的比例為30%；其余技術(shù)方案同實施例2。盡管上述實施例已對本發(fā)明作出具體描述，但是對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，應該理解為可以在不脫離本發(fā)明的精神以及范圍之內(nèi)基于本發(fā)明公開的內(nèi)容進行修改或改進，這些修改和改進都在本發(fā)明的精神以及范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3