专利名称：一种corex炉渣配制的绿色混凝土的制作方法
技术领域：
本发明属于土木工程的混凝土技术领域，涉及一种新型的绿色混凝土的配制技术，特别涉及到采用COREX熔融还原法非高炉炼铁炉渣制备混凝土材料的技术。
背景技术：
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-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。即使如此，高炉工艺也存在一些问题工艺流程复杂、能耗高、环境污染严重与投资庞大等。另外高炉炼铁工艺对冶金焦有很强的依赖性，然而从已探明的世界煤炭储量来看，焦煤仅占总储煤量的5%，而且分布很不均匀，因此高炉炼铁的发展面临着焦煤缺乏的困难。为解决这一困难，非高炉炼铁技术就应运而生了，而且得到了较快的发展。非高炉炼铁技术可以分为熔融还原和直接还原两大类。熔融还原法是以非焦煤为能源，在高温熔态下进行铁氧化物还原，渣铁能完全分离，得到类似高炉的含碳铁水。 熔融还原法是20世纪20年代开始提出的，其中最具重要意义的COREX法是由KORF和 V0EST-ALPINE在奥地利和德国政府的财政支持下联合开发的。COREX法工艺流程为矿石的还原和熔融分别在两个炉子中进行，采用预还原竖炉及熔融气化炉分别对铁矿石进行还原和熔化。COREX法的优点是以非焦煤为能源，摆脱了高炉炼铁对优质冶金焦的依赖；对原、燃料适应性较强，生产的铁水可用于氧气转炉炼钢；生产灵活，必要时可生产高热值煤气以解决钢铁企业的煤气平衡问题；直接使用煤和氧，不需要焦炉及热风炉等设备，减少污染，降低了基建投资，生产费用比高炉减少30%以上。但是，COREX熔融还原法非高炉炼铁工艺产生的炉渣与高炉炼铁工艺产生的炉渣存在以下差别1)质量系数不同，造成COREX炉渣质量系数差的主要原因是其中的非活性成分(氧化硅)的含量相对较高，活性成分(氧化钙)的成分相对较低；2)容重不同；3)渣中铁含量不同-前者单质铁含量相当不稳定，最高含量达到7%左右，最低含量为O. 3%;氧化铁含量波动也比较大，波动范围在I. 2% 11% ;而后者渣中的单质铁含量波动范围在
O.6% 3%，氧化铁含量一般在I. 78%左右。正是由于COREX熔融还原法非高炉炼铁工艺产生的炉渣与传统的高炉炼铁工艺产生的炉渣存在很大差异，所以现有的关于炼铁炉渣的回收利用技术不能用于对COREX炉渣的回收处理，但是如果COREX炉渣不处理，将造成大量资源的浪费和环境污染问题，所以如何回收处理COREX熔融还原法非高炉炼铁工艺产生的大量炉渣，已成为本行业急需解决的一个重要技术课题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术所存在的缺陷，以及发展绿色混凝土技术要求，提供一种采用COREX熔融还原法非高炉炼铁炉渣配制的绿色混凝土，不仅实现COREX炉渣回收再利用，避免产生资源浪费和环境污染问题，而且开辟并且丰富了冶金固体废弃物的综合利用途径。为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下本发明所提供的采用COREX熔融还原法非高炉炼铁炉渣配制的混凝土，混凝土容重2300 2450kg/m3，其组分和含量为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥5wt% 9wt%，矿禮:微粉2wt % 6wt %,粉煤灰2wt % 5wt %, COREX炉禮:9wt % 36wt %,黄砂Owt % 32wt%,碎石45wt% 48wt%,奈系中效外加剂O. IOwt % O. 15wt%,余量为拌合水。所述硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥包括强度等级为42. 5及其以上的水泥；具体强度等级根据混凝土强度等级选用。所述COREX炉渣为COREX熔融还原法非高炉炼铁所产生的炉渣，细度模数(uf)为
2.4 3. 4，质量系数彡I. 3。所述黄砂细度模数为I. 8 2. 5。所述碎石粒径为5 25mm。本发明全部采用COREX炉渣或者部分采用COREX炉渣配制的绿色混凝土，一方面大量节约了冶金资源性材料，不用或少用天然资源性材料，降低了混凝土生产成本，另一方面又保证了所配制的混凝土具备良好的工作性、耐磨性能和持续增长的强度，配制的C30 及其以下强度等级的混凝土，具备良好的和易性、可泵性、强度和耐久性，无放射性危害。混凝土制备工艺简单，同时解决了 COREX炉渣的回收再利用问题，避免了资源浪费和环境污染，具有明显的社会、经济和环保效益。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步详细、完整地说明下列各实施例中的碎石的粒径在5 25mm之间。采用COREX炉渣配制的绿色混凝土，应用于某大型重载集装箱车辆通行的道路混凝土工程。实施例I本实施例采用COREX炉渣配制的混凝土，其组分和重量百分比含量如下
P042.5水泥7.4wt%矿渣微粉5.2 wt %粉煤灰2.2 wt %COREX 炉渣(uf=2.4)16.4 wt %黄砂(uf=2.0)16.4 wt %碎石45.0 wt %奈系中效外加剂0.15wt %拌合水余量 上述各组成的重量百分比之和为100%。
其具体配制过程如下首先将水泥、粉煤灰、矿渣微粉、黄砂、COREX熔融还原法非高炉炼铁炉渣、外加剂等各种原材料按标准进行性能检测；将检验验收的原材料送入相应料仓；将设计验证后配合比输入生产自动控制系统；按照碎石-COREX熔融还原法非高炉炼铁炉渣-黄砂-胶凝材料(水泥、粉煤灰、矿渣微粉)-拌合水-外加剂的投料顺序依次投料，搅拌30 70秒钟，控制混凝土塌落度100 140_，若混凝土塌落度不能满足要求，则通过增加外加剂或胶凝材料或少量拌合水进行调整。按照GB/T 50080《普通混凝土拌和物性能试验方法》、GB/T 50081《普通混凝土力学性能试验方法》和GB/T 50082《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》对采用COREX 熔融还原法非高炉炼铁炉渣配制的混凝土进行检验和验收。实际配制的混凝土 28天强度达到设计强度127%。实施例2本实施例的采用COREX炉渣配制的混凝土，其组分和重量百分比含量如下
P042.5水泥8.6wt%矿渣微粉3.Owt %粉煤灰3.8 wt %COREX 炉渣(uf=3.4)22.Owt %黄砂(uf=2.0)9.4 wt %碎石45.2wt %奈系中效外加剂0.15wt %拌合水余量上述各组成的重量百分比之和为100%。其具体配制过程如下首先将水泥、粉煤灰、矿渣微粉、黄砂、COREX熔融还原法非高炉炼铁炉渣、外加剂等各种原材料按标准进行性能检测；将检验验收的原材料送入相应料仓；将设计验证后配合比输入生产自动控制系统；按照碎石-COREX熔融还原法非高炉炼铁炉渣-黄砂-胶凝材料(水泥、粉煤灰、矿渣微粉)-拌合水-外加剂的投料顺序依次投料，搅拌50 70秒钟，控制混凝土塌落度100 140_，若混凝土塌落度不能满足要求，则通过增加外加剂或胶凝材料或少量拌合水进行调整。按照GB/T 50080《普通混凝土拌和物性能试验方法》、GB/T 50081《普通混凝土力学性能试验方法》和GB/T 50082《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》对采用COREX 熔融还原法非高炉炼铁炉渣配制的混凝土进行检验和验收。实际配制的混凝土 28天强度达到设计强度128%。实施例3本实施例的采用COREX炉渣配制的混凝土，其组分和重量百分比含量如下P042.5水泥5.8wt%矿渣微粉3.2wt %粉煤灰3.6 wt %COREX 炉渣(uf=2.4)32.2wt%碎石47.8wt %奈系中效外加剂O.lOwt %拌合水余量上述各组成的重量百分比之和为100%。其具体配制过程如下首先将水泥、粉煤灰、矿渣微粉、黄砂、COREX熔融还原法非高炉炼铁炉渣、外加剂等各种原材料按标准进行性能检测；将检验验收的原材料送入相应料仓；将设计验证后配合比输入生产自动控制系统；按照碎石-COREX熔融还原法非高炉炼铁炉渣-黄砂-胶凝材料(水泥、粉煤灰、矿渣微粉)-拌合水-外加剂的投料顺序依次投料，搅拌60 90秒钟，控制混凝土塌落度100 120_，若混凝土塌落度不能满足要求，则通过增加外加剂或胶凝材料或少量拌合水进行调整。按照GB/T 50080《普通混凝土拌和物性能试验方法》、GB/T 50081《普通混凝土力学性能试验方法》和GB/T 50082《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》对采用COREX 熔融还原法非高炉炼铁炉渣配制的混凝土进行检验和验收。实际配制的混凝土 28天强度可以达到设计强度的114%，60天强度可以达到设计值的135%，1370天强度可以达到设计值的160%。实施例4本实施例的采用COREX炉渣配制的混凝土，其组分和重量百分比含量如下
P042.5水泥
矿渣微粉粉煤灰
COREX 炉渣(uf=2.4)
碎石奈系中效外加剂拌合水上述各组成的重量百分比之和为100%。其具体配制过程如下首先将水泥、粉煤灰、矿渣微粉、黄砂、COREX熔融还原法非高炉炼铁炉渣、外加剂等各种原材料按标准进行性能检测；将检验验收的原材料送入相应料仓；将设计验证后配合比输入生产自动控制系统；按照碎石-COREX熔融还原法非高炉炼铁炉渣-黄砂-胶凝材料(水泥、粉煤灰、矿渣微粉)-拌合水-外加剂的投料顺序依次投料，搅拌60 80秒钟，控制混凝土塌落度100 120_，若混凝土塌落度不能满足要求，则
6.4wt% 1.9wt% 3.0 wt %
35.3wt % 46.Owt % O.lOwt %
余量
6通过增加外加剂或胶凝材料或少量拌合水进行调整。按照GB/T 50080《普通混凝土拌和物性能试验方法》、GB/T 50081《普通混凝土力学性能试验方法》和GB/T 50082《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》对采用COREX 熔融还原法非高炉炼铁炉渣配制的混凝土进行检验和验收。实际配制的混凝土 28天强度可以达到设计强度的118%，60天强度可以达到设计强度的135%，1370天强度可以达到设计强度的168%。上述实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
权利要求
1.一种COREX炉渣配制的绿色混凝土，其特征在于，采用COREX熔融还原法非高炉炼铁炉渣配制混凝土，容重2300 2450kg/m3，其组分和含量为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥5wt % 9wt %，矿渣微粉2wt % 6wt %，粉煤灰2wt % 5wt %，COREX炉渣 9wt % 36wt %,黄砂Owt % 32wt %,碎石45wt % 48wt %,奈系中效外加剂O. IOwt % O.15wt%，余量为拌合水。
2.根据权利要求I所述的COREX炉渣配制的绿色混凝土，其特征在于，所述硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥包括强度等级为42. 5及其以上的水泥；具体强度等级根据混凝土强度等级选用。
3.根据权利要求I所述的COREX炉渣配制的绿色混凝土，其特征在于，所述COREX炉渣细度模数为2. 4 3. 4，质量系数彡I. 3。
4.根据权利要求I所述的COREX炉渣配制的绿色混凝土，其特征在于，所述黄砂细度模数为I. 8 2. 5。
5.根据权利要求I所述的COREX炉渣配制的绿色混凝土，其特征在于，所述碎石粒径为 5 25mm。
全文摘要
本发明属于土木工程的混凝土技术领域，涉及一种新型的绿色混凝土的配制技术，采用COREX熔融还原法非高炉炼铁炉渣配制的混凝土，混凝土容重2300～2450kg/m3，其组分和含量为水泥6wt％～9wt％，矿渣微粉2wt％～6wt％，粉煤灰2wt％～4wt％，COREX炉渣9wt％～35wt％，黄砂0wt％～32wt％，碎石45wt％～48wt％，余量为拌合水和外加剂。本发明的混凝土具备良好的工作性、耐磨性能和持续增长的强度，无放射性危害。本发明解决了COREX炉渣的回收再利用问题，既避免了资源性材料的浪费又少用了天然资源材料，而且能显著降低混凝土的生产成本，具有明显的社会、经济和环保效益。
文档编号C04B28/04GK102584145SQ20121004718
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者张倩, 张红, 徐莉, 曹黎颖, 林长农, 沈燕华, 王彩英, 王林, 谢苑华, 赵玉静, 顾惠平 申请人:宝钢发展有限公司