一种具有嵌锁结构的钢渣/石粉高性能混凝土的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有嵌锁结构的钢渣/石粉高性能混凝土，属于混凝土材料技术领域，其所用原料按重量份计包括：水泥1份，钢渣0.1~0.15份，石粉0.1~0.15份，粗骨料2.80~3.30份，细骨料1.70~2.10份，水0.41~0.45份。本发明以粗骨料为嵌锁结构，同时又将工业废弃的钢渣磨细后代替部分水泥、石粉作为填充料，不仅可以减少废弃物的排放，减少水泥用量，从而减少因制造水泥而产生的大量二氧化碳排放，达到保护环境的目的，且制备出的混凝土具有密实度良好、耐磨、抗弯折等多种性能，适于大量推广应用。
【专利说明】
一种具有嵌锁结构的钢渣/石粉高性能混凝土
技术领域
[0001]本发明属于混凝土材料技术领域，具体涉及一种具有嵌锁结构的钢渣/石粉高性能混凝土。
【背景技术】
[0002]混凝土是世界上用途最广、用量最大的建筑材料，其对资源消耗、特别是一次性能源消耗相当大。随着地球环境恶化，能源日趋紧张，环保要求越来越高，以工业废弃物取代部分水泥制造高性能混凝土已成为国内外研究的热点。利用工业废弃物制备混凝土不仅可以减少废弃物的排放，又可以减少水泥用量，从而减少因制造水泥而产生的大量二氧化碳排放。同时，虽然目前已有把钢渣磨细应用于制备混凝土或将石粉填入混凝土的研究，但以粗骨料为嵌锁结构者，同时又利用磨细钢渣代替水泥、石粉作为填充料制备高性能混凝土目前还没有相关报道。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种具有嵌锁结构的钢渣/石粉高性能混凝土，其以粗骨料为嵌锁结构，同时又将工业废弃的钢渣磨细后代替部分水泥、石粉作为填充料制备而成，具有密实度良好、耐磨、抗弯折等多种性能，是一款新型高性能混凝土。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种具有嵌锁结构的钢渣/石粉高性能混凝土，其所用原料按重量份计包括:水泥I份，钢渣0.1?0.15份，石粉0.1?0.15份，粗骨料2.80-3.30份，细骨料I.70-2.1份，水0.41?0.45份。
[0005]所述水泥为娃酸盐水泥或普通娃酸盐水泥，其强度等级为42.5?52.5MPa ；
所述钢渣经热闷、磁选处理，其细度2 400m2/kg，其中f-CaO含量< 3%，活性S12、Al2O3
的含量不低于85%;
所述石粉的细度为200?400目；
所述粗骨料为规格5-30_的碎石，其针片状颗粒含量<5%;其中，不同粒径规格碎石的质量比为 20~30mm: 10~20mm:5~10mm:3~5mm=70.4%: 16.9%:7.0%:5.7%，剩余空隙率为 32.6%，是采用材料振实测试仪器，通过振动填充试验确定的；
所述细骨料为河砂，中砂，细度模数大于2.7;
所述水为能饮用的自来水或pH值不小于4的非酸性水。
[0006]其原料中还含有减水剂，具体为聚羧酸高效减水剂，其掺量为混凝土总重的1.3%。
[0007]本发明的显著优点:
(I)较传统混凝土而言，本发明以5-30mm的碎石作为粗骨料，碎石棱角性明显，内部孔隙较少，孔隙率较低，组成骨料架构易产生干涉，吸水性较小，强度相对较好。更重要的是，本发明利用振实测试仪器通过多级、多层次的振实填充实验确定适宜作为嵌锁结构的粗骨料。其中，一级振动填充为20~30mm和10?20mm，二级为20~30mm、10?20mm和5?10mm，三级为20?30mm、1?20mm、5?I Omm和3?5mm，不同粒径规格碎石的质量比为20?30mm: 10?20mm: 5?1mm: 3?5mm=70.4%: 16.9%:7.0%:5.7%，剩余空隙率小于36%，其可使砂和水泥浆的体积占混凝土总体积36?40%就能够完全包裹粗骨料，并具有较好的流动性，且嵌锁结构可以减少水泥浆用量，节省水泥，提高混凝土的强度。
[0008](2)与中国专利(CN 102807347A)相比，本发明所用钢渣经过热闷、磁选处理，首先去除了 f-CaO，解决了因f-CaO大量存在而带来混凝土硬化后体积安定性不良的问题;其次，磁选后去除了钢渣中含铁成分，使钢渣更易被磨细，钢渣比表面积更高，更有利于混凝土密实度和耐久性等；同时，因钢渣具有活性S12、A1203等成分，使其活性较高，能够参与二次水化反应，在钢渣磨细后代替部分水泥，使混凝土的整体强度不会下降，甚至后期强度(28d以后)比不掺杂的更高。
[0009](3)本发明中采用石粉作为填充料，有足够的细度，在混凝土搅拌成型时，其可增加混凝土流动性，同时也可以填充水泥硬化后微小的孔隙。
[0010](4)本发明中钢渣和石粉不仅可以减少废弃物的排放，减少水泥用量，从而减少因制造水泥而产生的大量二氧化碳排放，达到保护环境的目的，且制备出的混凝土具有密实度良好、耐磨、抗弯折等多种性能，造价低，适于大量推广应用。
【具体实施方式】
[0011]为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合【具体实施方式】对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
[0012]实施例中所用水泥为娃酸盐水泥或普通娃酸盐水泥，其强度等级为42.5?52.5MPa;
所用钢渣经热闷、磁选处理，其细度2 400m2/kg，其中f-CaO含量< 3%，活性S12、Al2O3的含量不低于85%;
所用石粉的细度为200?400目；
所用粗骨料为规格5_30mm的碎石，其针片状颗粒含量<5%;采用材料振实测试仪器(CN202275032U)，经振动填充试验确定的不同粒径规格碎石的质量比为20?30mm: 10?20mm: 5?10mm:3~5mm=70.4%: 16.9%:7.0%:5.7%，剩余空隙率小于 36%;
所用细骨料为河砂，中砂，细度模数大于2.7;
所用水为能饮用的自来水或pH值不小于4的非酸性水；
其原料中还含有减水剂，具体为聚羧酸高效减水剂，其掺量为混凝土总重的1.3%。
[0013]实施例1
一种具有嵌锁结构的钢渣/石粉高性能混凝土，其所用原料按重量份计包括:硅酸盐水泥I份，钢渣0.1份，石粉0.1份，粗骨料2.94份，细骨料1.80份，水0.41份。
[0014]所得混凝土的坍落度为23cm，28天强度为53.5MPa，28天碳化深度值为0.72mm，28天混凝土单位面积的磨耗量为1.05kg/m2。
[0015]实施例2
一种具有嵌锁结构的钢渣/石粉高性能混凝土，其所用原料按重量份计包括:硅酸盐水泥I份，钢渣0.12份，石粉0.13份，粗骨料3.30份，细骨料1.70份，水0.43份。
[00?6] 所得混凝土的i丹落度为16cm，28天强度为48.5MPa，28天碳化深度值为0.63mm,天混凝土单位面积的磨耗量为1.14kg/m2o
[0017]实施例3
一种具有嵌锁结构的钢渣/石粉高性能混凝土，其所用原料按重量份计包括:普通硅酸盐水泥I份，钢渣0.15份，石粉0.15份，粗骨料2.80份，细骨料2.10份，水0.45份。
[00? 8] 所得混凝土的i丹落度为15cm，28天强度为51.8MPa，28天碳化深度值为0.40mm，28天混凝土单位面积的磨耗量为0.80kg/m2o
[0019]本发明提供的高性能混凝土具有良好的耐久性，其28天碳化深度值为0.40?
0.72mm，28天混凝土单位面积的磨耗量为0.80-1.14 kg/m2，远小于目前普通混凝土相关规范中对碳化深度和磨耗量要求值。
[0020]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【主权项】
1.一种具有嵌锁结构的钢渣/石粉高性能混凝土，其特征在于:其所用原料按重量份计包括:水泥I份，钢渣0.1?0.15份，石粉0.1?0.15份，粗骨料2.80-3.30份，细骨料1.70-2.10份，水0.41?0.45份。2.根据权利要求1所述具有嵌锁结构的钢渣/石粉高性能混凝土，其特征在于:所述水泥为娃酸盐水泥或普通娃酸盐水泥，其强度等级为42.5?52.5MPa ； 所述钢渣经热闷、磁选处理，其细度2 400m2/kg，其中f-CaO含量<3%，活性Si02、Al203的含量不低于85%; 所述石粉的细度为200?400目； 所述粗骨料为规格5_30mm的碎石，其针片状颗粒含量<5%;其中，不同粒径规格碎石的质量比为 20~30mm: 10?20mm: 5?1mm: 3?5mm=70.4%: 16.9%:7.0%:5.7%，剩余空隙率为 32.6%； 所述细骨料为河砂，中砂，细度模数大于2.7; 所述水为能饮用的自来水或pH值不小于4的非酸性水。3.根据权利要求1所述具有嵌锁结构的钢渣/石粉高性能混凝土，其特征在于:其原料中还含有减水剂，具体为聚羧酸高效减水剂，其掺量为混凝土总重的1.3%。
【文档编号】C04B14/04GK105859215SQ201610210498
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】田尔布, 王逢朝, 连跃宗, 康海鑫
【申请人】三明学院