一种全级配钢渣混凝土钢渣安定性的检测方法
【专利摘要】本发明涉及工业环境保护的冶金行业固体废弃物资源再生利用的钢渣检测领域，特别涉及一种在高温蒸养环境下全级配钢渣混凝土钢渣安定性的检测方法领域。将钢渣原渣除铁磁选处理后选取钢渣微粉，其比表面积大于400m2/kg，钢渣细集料，细度模数小于3.5；钢渣粗集料，粒径为5-20mm；然后再将硅酸盐水泥、水、细集料、粗集料、外加剂按照一定配比制成混凝土棱柱体试件或砂浆试件，在高温蒸养环境下养护，检测试件膨胀率，评定钢渣微粉、钢渣细集料和钢渣粗集料的安定性。本测试方法准确、快速、有效地检测钢渣的安定性，减少钢渣混凝土维护检修成本，确保工程安全、高效、低成本运行，保证钢渣混凝土有一个比较长期的安全使用寿命。
【专利说明】一种全级配钢渣混凝土钢渣安定性的检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工业环境保护的冶金行业固体废弃物资源再生利用的钢渣检测领域， 特别涉及一种在高温蒸养环境下全级配钢渣混凝土钢渣安定性的检测方法。
【背景技术】
[0002] 钢铁产品是人类社会非常重要的结构材料，也是产量最大、覆盖面最广的功能材 料。近年来，随着我国经济建设的快速增长，特别是建筑业转型和绿色建筑的发展需求，钢 铁工业得到了较好的发展，2010年我国粗钢产量已突破6亿吨，其中绝大部分来自高炉一 转炉流程。高炉炼铁工艺历经数百年的发展，工艺已日趋成熟。固体废弃物资源化既减少 对环境的直接破坏，又降低了自然资源的消耗。在钢铁工业中，高炉矿渣已实现零排放，成 为混凝土工业重要的替代水泥基材料，然而钢渣的利用率并不高，且大部分用于筑路和回 填。钢渣可以作为集料替代传统的砂石制备强度高、耐磨性和耐久性好的混凝土，但是由于 我国许多钢厂钢渣的化学组成、矿物组成波动较大及可能存在安定性不良的问题，制约了 钢渣在混凝土中应用。
[0003] 目前GB/T24175-2009《钢渣稳定性检测方法》和GB/T24764-2009《外墙外保温抹 面砂浆和粘接砂浆用钢渣砂》分别采用在2. OMPa的饱和水蒸气中压蒸3h后钢渣颗粒的压 蒸粉化率和钢渣砂浆试件膨胀率的方法来评价钢渣的安定性，并规定钢渣砂浆试件完整且 压蒸膨胀率不大于〇. 80%时为体积安定性合格。目前的养护介质均为2. OMPa的饱和水蒸 气（216°C)，与实际工况相差甚远。基于压蒸处理的实验条件不同于实际工程中钢渣在混 凝土的情况，不能准确反映实际条件下的混凝土中钢渣的安定性问题，影响了钢渣的合理 使用。
[0004] 因此，合理检测钢渣混凝土中的钢渣安定性，更加严格规范混凝土工程使用有安 全风险的集料，是确保钢渣混凝土工程全生命周期安全、高效、低成本运行的基础，这将有 助于推动钢渣在混凝土中的更加广泛的应用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种全级配钢渣混凝土钢渣安定性的检测方法，该方法能根 据实际工程中的混凝土中的钢渣情况，准确检测出混凝土中的不同粒径钢渣的安定性，为 钢渣在混凝土中的合理应用提供了可靠、准确的依据。
[0006] 发明的目的可以通过以下方案来实现：
[0007] -种全级配钢渣混凝土钢渣安定性的检测方法，其步骤包括：
[0008] (1)选取除铁磁选处理的钢渣原渔，分别选取钢渣微粉，其比表面积大于400m2/ kg，钢渣细集料，其细度模数小于3. 5 ;钢渣粗集料，其粒径为5-20mm ;
[0009] (2)将硅酸盐水泥、水、细集料、粗集料、外加剂按照重量比为 1:0. 5:1. 9-2. 2:3. 5-4:0. 007的比例制成混凝土棱柱体试件，并养护60-90天，检测试件的 膨胀率，评定钢渣粗集料和钢渣细集料的安定性；
[0010] 所述细集料为钢渣细集料和天然黄砂按照重量比为0.4-2. 5:1的比例混合的混 合细集料；所述粗集料为钢渣粗集料和天然碎石按照重量比为〇. 4-2. 5:1的比例混合的混 合粗集料；
[0011] 所述细集料和粗集料中的钢渣集料所占重量比小于等于50%时，混凝土棱柱体试 件的体积为75mmX 75mmX 285mm，并在试件侧面预埋钉头，振动成型，采用比长仪测量膨胀 率；试件膨胀率小于等于0. 040%，则判定钢渣混凝土试件中的钢渣安定性合格；
[0012] 所述细集料和粗集料中的钢渣集料所占重量比大于50%时，混凝土棱柱体试件 的体积为300mmX300mmX500mm，并在混凝土试件内部埋入应变传感器，分层烧筑、振捣成 型，3天后脱模，养护，采用混凝土变形自动测量系统测量其膨胀率；试件膨胀率小于等于 0.040%，且外观无明显剥落、裂纹变形，则判定钢渣混凝土中的钢渣安定性合格。
[0013] (3)将凝胶材料、水、细集料按照重量比为1:0. 5:3. 0制成40mmX40mmX 160mm的 砂浆棱柱体试件，在砂浆棱柱体试件两端中心预埋钉头，振动成型，养护80-90天，采用比 长仪测量试件的膨胀率，试件膨胀率小于等于〇. 040%，且外观无明显剥落、裂纹变形，则试 件中的钢渣微粉安定性合格；
[0014] 所述凝胶材料为钢渣微粉和硅酸盐水泥按照0. 4-2. 5:1的重量比混合的混合料。
[0015] 所述步骤（2)中的外加剂为减水率20%以上的聚羧酸。
[0016] 所述天然黄砂细度模数为1. 8-3. 0。
[0017] 所述混凝土棱柱体试件或砂浆棱柱体试件的养护条件为80±2°C的水中养护或者 水蒸汽养护。
[0018] 所述钢渣原料为滚筒渣、热泼渣或热闷渣中的一种。
[0019] 本发明是在水养护条件下提高养护介质的温度使混凝土胶凝材料和钢渣中的方 镁石和游离氧化钙在较短时间内绝大部分水化，用膨胀率和外观观察来综合评定掺钢渣混 凝土体积安定性，从而来判断混凝土钢渣的安定性。
[0020] 试件膨胀率计算方法：
[0021] 试件膨胀率按式（1)计算（准确至0· 01% ):
[0022]
【权利要求】
1. 一种全级配钢渣混凝土钢渣安定性的检测方法，其步骤包括： (1) 选取除铁磁选处理的钢渣原渣，分别选取钢渣微粉，其比表面积大于400m2/kg，钢 渣细集料，其细度模数小于3. 5 ;钢渣粗集料，其粒径为5-20_ ; (2) 将硅酸盐水泥、水、细集料、粗集料、外加剂按照重量比为 1:0. 5:1. 9-2. 2:3. 5-4:0. 007的比例制成混凝土棱柱体试件，并养护60-90天，检测试件的 膨胀率，评定钢渣粗集料和钢渣细集料的安定性； 所述细集料为钢渣细集料和天然黄砂按照重量比为〇. 4-2. 5:1的比例混合的混合细 集料；所述粗集料为钢渣粗集料和天然碎石按照重量比为〇. 4-2. 5:1的比例混合的混合粗 集料； 所述细集料和粗集料中的钢渣集料所占重量比小于等于50%时，混凝土棱柱体试件 的体积为75mmX 75mmX 285mm，并在试件侧面预埋钉头，振动成型，采用比长仪测量膨胀率； 试件膨胀率小于等于〇. 040%，则判定钢渣混凝土中的钢渣安定性合格； 所述细集料和粗集料中的钢渣集料所占重量比大于50%时，混凝土棱柱体试件的 体积为300mmX300mmX500mm，并在混凝土试件内部埋入应变传感器，分层烧筑、振捣成 型，3天后脱模，养护，采用混凝土变形自动测量系统测量其膨胀率；试件膨胀率小于等于 0. 040%，且外观无明显剥落、裂纹变形，则判定钢渣混凝土中的钢渣安定性合格； (3) 将凝胶材料、水、细集料按照重量比为1:0. 5:3. 0制成40mmX40mmX 160mm的砂浆 棱柱体试件，在砂浆棱柱体试件两端中心预埋钉头，振动成型，养护80-90天，采用比长仪 测量试件的膨胀率，试件膨胀率小于等于〇. 040 %，且外观无明显剥落、裂纹变形，则试件中 的钢渣微粉安定性合格； 所述凝胶材料为钢渣微粉和硅酸盐水泥按照0. 4-2. 5:1的重量比混合的混合料。
2. 根据权利要求1所述的全级配钢渣混凝土钢渣安定性的检测方法，其特征在于：所 述步骤（2)中的外加剂为减水率20%以上的聚羧酸。
3. 根据权利要求1所述的全级配钢渣混凝土钢渣安定性的检测方法，其特征在于：所 述天然黄砂细度模数为1. 8-3. 0。
4. 根据权利要求1所述的全级配钢渣混凝土钢渣安定性的检测方法，其特征在于：所 述混凝土棱柱体试件或砂浆棱柱体试件的养护条件为80±2°C的水中养护或者水蒸汽养 护。
5. 根据权利要求1所述的全级配钢渣混凝土钢渣安定性的检测方法，其特征在于：所 述钢渣原料为滚筒渣、热泼渣或热闷渣中的一种。
【文档编号】G01N33/38GK104090091SQ201410354098
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】林长农, 邓敏, 康明, 刘迪, 张红, 阳勇福, 严志平, 莫立武, 张亚妮, 姚翔, 徐兵, 曹黎颖 申请人:上海宝田新型建材有限公司, 南京工业大学