本发明专利技术的钢渣砂‑秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥5‑30份；河砂20‑50份；钢渣砂20‑60份；秸秆灰1‑20份；纤维1‑20份；砂浆外加剂0‑5份。本发明专利技术的钢渣砂‑秸秆灰复掺砂浆，高附加值地利用钢渣和秸秆灰两种工业废料，利用秸秆灰作为碱激发剂激发钢渣早期活性，以及秸秆纤维的保温隔热功能，得到的钢渣砂‑秸秆灰复掺砂浆，在高强度、低收缩、微膨胀、安全稳定、保温环保上均取得了良好的效果。
Steel slag sand straw ash mixed mortar and preparation method thereof
The steel slag sand and straw ash mixed mortar of the invention comprises the following raw materials of weight: cement 5 30, river sand 20 50, steel slag sand 20 60, straw ash 1 20, fiber 1 20, and mortar admixture 0 5. The steel slag sand and straw ash are mixed with mortar, the steel slag sand and straw ash are used as two kinds of industrial wastes with high added value, the straw ash is used as alkali activator to stimulate the early activity of steel slag, and the thermal insulation function of the straw fiber, the steel slag sand and straw ash are mixed with mortar, and the steel slag sand and straw ash are obtained, which are mixed with mortar with high strength, low shrinkage, micro expansion and safety. All stability, heat preservation and environmental protection have achieved good results.
【技术实现步骤摘要】
一种钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆及其制备方法
本专利技术属于保温砂浆领域，具体涉及一种钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆及其制备方法。
技术介绍
砂浆是建筑上砌砖使用的黏结物质，通常由一定比例的沙子和胶结材料加水和成。随着城市的快速发展，河砂作为砂浆中常用的材料之一越来越紧缺，而出于环境保护的需要，许多地区已经禁止开采河砂，这使得寻找河砂替代品成为了当务之急。在当前配制建筑砂浆的过程当中，一些工业废渣如粉煤灰、矿渣等已经得到广泛应用，不仅在一定程度上降低了砂浆的生产成本，而且使砂浆的工作性能、耐久性能等都得到了改善。即便如此，采用粉煤灰、矿渣等替代物质得到的砂浆的性能仍有待提高。随着我国钢铁工业的飞速发展，炼钢过程中产生的废弃物钢渣的排放量日益增加，从而需要占用大量的土地资源来存放钢渣，这不仅造成了土地资源的巨大浪费，而且还会造成空气、水体和土质的二次污染，使我们的生存环境受到了极大的威胁。据统计，2017年我国粗钢产量达到8.32亿吨，钢渣排放量大约为1.31亿吨。旧渣无法消耗，新渣却还在不断增加。这个问题不仅成为影响我国乃至世界钢铁产业可持续发展的一道难题，而且严重污染环境，给人类的生存带来极大地威胁。为解决上述问题，目前市面上出现添加钢渣的砂浆，例如，中国专利文献CN101104551A中公开的钢渣保温抹面砂浆，砂浆组成按质量百分比为：钢渣55～67.5％、水泥20～30％、矿物掺合料2～10％、高分子聚合物2.5～8％、其它添加剂0.2～0.6％。该砂浆虽然具有保温功能，存在如下缺陷：该砂浆对钢渣原料的要求为“陈化钢渣一年，使游离CaO小于3％”，这种做法不但耗时过长，生产效率低，浪费堆放土地资源，随机不确定性强；并且，钢渣在放置一年后凝胶活性已基本消失，得到的砂浆强度仅能达到0.18MPa。中国专利文献CN1966453A中公开的建筑用钢渣砂浆，其组成按重量百分比为：钢渣65-85％、水泥6-18％、矿物掺合料6-18％、化学外加剂0-0.1％。该砂浆虽然强度可达11.9MPa，但是同样要求陈化钢渣砂一年，使游离CaO小于3％，使用的钢渣原料的胶凝活性基本消失。中国专利文献CN105585284A中公开的一种环保节能型的保温抹面砂浆，其组分按以下重量份配比：钢渣砂20-30％、粉煤灰20-30％、水泥10-20％、矿渣粉10-15％、羟丙基甲基纤维素醚0.5-2％、抗裂纤维0.1-1％、可分散性乳胶粉0.3-2％。上述砂浆虽然采用了工业废弃物钢渣砂，减少了钢渣对环境的污染，且制得的砂浆具有保温功能，但是仍存在如下问题：由于钢渣中含有一定量的游离氧化钙和游离氧化镁，因此，能够与水和二氧化碳发生化学反应从而产生体积膨胀。但在自然条件下，其水化活性很低，甚至需要十多年时间才能完全水化，严重影响砂浆或混凝土的体积安定性。另一方面，当前我国以秸秆为燃料的电厂发展较快，秸秆灰的去向，也就成为亟待解决的问题，处理不当会造成严重环境污染，因此，如何高效利用秸秆灰成为当前环保领域的重点问题。目前出现了添加秸秆灰的砂浆，例如，中国专利文献CN103382094A中公开的一种防腐抗侵蚀保温砂浆，由下述重量份的原料制得：聚丙烯纤维4-6、普通硅酸盐水泥300-400、膨胀珍珠岩粉80-100、白乳胶5-7、环氧大豆油1-2、改性秸秆灰烬5-7、糖钙1-2、河砂8-15、有机硅0.05-0.2、甲基丙烯酸1-2、硬脂酸铝0.1-0.3、硬脂酸钡0.1-0.3、苯甲酸特丁0.1-0.2,氢氧化钠3.8-5、壳聚糖1-2、羟乙基纤维素0.04-0.06、过硫酸钾0.04-0.06、硅酸钙0.2-0.4、苯甲酸钠0.1-0.2、适量水。上述技术方案以秸秆灰作为砂浆的成分之一，秸秆灰具有较大的比表面积(50-100m2/g)和较高的火山灰活性，其含有的活性SiO2与水化生产的Ca(OH)2反应，可生成C-S-H凝胶。因此，秸秆灰能加速水泥水化，且C-S-H凝胶具有较高强度，能提高砂浆的早期强度；但秸秆灰的有效活性含量远少于水泥时，会造成其后期强度降低，而秸秆灰掺量过大时，则会造成大量的钾盐和镁盐溶于水分散在胶凝材料中，随龄期增长会结晶而产生“盐析”现象，严重影响混凝土耐久性。因此，为避免混凝土耐久性过差，秸秆灰需要严格控制其掺量，导致该技术方案中秸秆灰的用量仅为水泥的1.67％—1.75％，达不到“利废”的效果。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种强度高、耐久性好、生产效率高、能较好地实现钢渣砂与秸秆灰回收利用的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆。本专利技术还提供了所述钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法。本专利技术的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥5-30份；河砂20-50份；钢渣砂20-60份；秸秆灰1-20份；纤维1-20份；砂浆外加剂0-5份。优选地，所述的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括如下重量份的原料：水泥14-18份；河砂32-36份；钢渣砂36-40份；秸秆灰6-10份；纤维4-6份；砂浆外加剂1-3份。优选地，所述钢渣砂的粒径为0-5mm，表观密度为3500-3800Kg/m3，细度模数为2-5，含泥粉量为0-8％。优选地，所述秸秆灰的成分包括SiO2、K2O、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、P2O5、SO3。优选地，所述纤维为秸秆纤维中的一种或多种。所述秸秆纤维包括但不限于小麦秸秆纤维、水稻秸秆纤维、玉米秸秆纤维。进一步优选地，所述纤维为秸秆纤维，所述秸秆纤维的长度为5-12mm，通过将秸秆浸泡于浓度为1-10％的NaOH溶液中1-10h后干燥得到。优选地，所述砂浆外加剂为乳胶粉、纤维素酶中的一种或多种。进一步优选地，所述乳胶粉为醋酸乙烯酯与乙烯共聚胶粉、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉和乙烯与氯乙烯及月硅酸乙烯酯三元共聚胶粉中的一种或多种。优选地，所述钢渣砂与所述秸秆灰的重量比为(5-6)：1。本专利技术所述的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆的制备方法，包括如下步骤：按重量份取水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂，混合均匀，即得。需要说明的是，本专利技术的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆在制备过程中可能会含有微量的不可避免的杂质，但不影响本专利技术的实施及技术效果的实现。本专利技术的上述技术方案，相比现有技术具有以下优点：(1)本专利技术的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，包括水泥、河砂、钢渣砂、秸秆灰、纤维、砂浆外加剂。本专利技术的砂浆高效利用了钢渣和秸秆灰两种工业废料，对环境保护、钢渣与秸秆工程化利用的实现具有重要意义。钢渣是炼钢产生的废弃物，其矿物组成和水泥熟料相似，但由于其易磨性差，很难磨细到水泥细度，故用来替代水泥可能性不大；但其硬度大，可作为细集料，代替河砂。本专利技术以钢渣砂替代部分河砂，可节约砂浆的成本，且对于颗粒状钢渣而言，其颗粒级配、压碎值和磨耗率等各项物理力学性能指标优于普通河砂，是天然砂的理想替代品。并且，钢渣自身就具有一定的潜在胶凝能力，在砂浆的水化过程中，具有一定活性的钢渣砂，特别是颗粒较细的钢渣砂，会参与水泥的水化反应，这使得钢渣在理论上比本身并不具备胶凝性的矿渣粉、粉煤灰等混合材有更好的利用前景。(2)本专利技术的砂浆中复掺秸秆灰和钢渣，具有低收缩、微膨胀的技术效果。由于钢渣中含有一定量的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钢渣砂‑秸秆灰复掺砂浆，其特征在于，包括如下重量份的原料：水泥5‑30份；河砂20‑50份；钢渣砂20‑60份；秸秆灰1‑20份；纤维1‑20份；砂浆外加剂0‑5份。
【技术特征摘要】
1.一种钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，其特征在于，包括如下重量份的原料：水泥5-30份；河砂20-50份；钢渣砂20-60份；秸秆灰1-20份；纤维1-20份；砂浆外加剂0-5份。2.根据权利要求1所述的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，其特征在于，包括如下重量份的原料：水泥14-18份；河砂32-36份；钢渣砂36-40份；秸秆灰6-10份；纤维4-6份；砂浆外加剂1-3份。3.根据权利要求1或2所述的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，其特征在于，所述钢渣砂的粒径为0-5mm，表观密度为3500-3800Kg/m3，细度模数为2-5，含泥粉量为0-8％。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，其特征在于，所述秸秆灰的成分包括SiO2、K2O、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、P2O5、SO3中的两种或者两种以上。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的钢渣砂-秸秆灰复掺砂浆，其特征在于，所述纤维为秸秆纤维中的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：江飞飞，马剑，王静芳，孙杰，
申请(专利权)人：张家港江苏科技大学产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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