一种掺杂金属骨料的高密度混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了本发明专利技术所述的一种掺杂金属骨料的高密度混凝土，包括以下重量份数的原料：钢渣300～450重量份数；煤矸石碎块100～140重量份数；粉煤灰120～140重量份数；水泥200～300重量份数，可选用625、625R硅酸盐水泥；细骨料50～85重量份数；粗骨料24～29重量份数，硼玻璃砂20～25重量份数；S105矿渣粉10～20重量份数；外加剂0.5～1重量份数；水200～250重量份数；黄砂280～350重量份数；镍渣5～12重量份数；发泡剂2～10重量份数；偏硅酸钠55～60重量份数；熟石灰38～43重量份数；硫酸锰15～25重量份数；再生硅藻土碎块30～45重量份数，还公开了其制备方法。本发明专利技术的掺杂金属骨料的高密度混凝土，耐久性能和工作性能均有很大的提高，达到了节能减排和降低成本的效果。

A High Density Concrete Doped with Metal Aggregate and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种掺杂金属骨料的高密度混凝土及其制备方法
本专利技术涉及一种高密度混凝土，具体涉及一种高密度混凝土及其制备方法。
技术介绍
钢渣是炼钢过程中产生的副产品，如今的产能非常壮观，包括炼钢过程中产生的煤渣也数量巨大，但是其利用率仅为10％，绝大部分钢渣仍然弃置，不仅占用农田，而且污染环境，钢渣大规模资源化的主要出路就是作为水泥原料和混凝土集料，目前钢渣利用率低的主要原因是由于钢渣稳定性不好，影响了其在工程建筑上的正常使用，影响钢渣稳定性的因素很多，主要是由于在炼钢过程中为了脱除杂质，常加入高钙、高镁材料作造渣剂，转炉炼钢采用溅渣护炉技术后，造渣剂中镁质成分增加，渣的粘度变大，因此随着冶炼时间缩短，钢渣中的氧化钙和氧化镁不能和二氧化硅等成分充分反应，形成了游离氧化钙和游离氧化镁存在于钢渣中，在作建材或工程材料使用时遇水会发生体积膨胀，随着我国环保意识增强和循环经济理念的树立，我国学者和技术人员不断尝试用磷渣、钢渣、粉煤灰等二次资源来作为碾压混凝土的掺合料，依靠金属粗骨料之间的嵌锁作用获得强度的，用水数量少、稠度低、能节约大量水泥，并且施工速度快、养护时间短，主要用于道路路面工程和水工坝体工程等。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提一种掺杂金属骨料的高密度混凝土及其制备方法，方便使用。技术方案：本专利技术所述的一种掺杂金属骨料的高密度混凝土，包括以下重量份数的原料：钢渣300～450重量份数；煤矸石碎块100～140重量份数；粉煤灰120～140重量份数；水泥200～300重量份数，可选用625、625R硅酸盐水泥；细骨料50～85重量份数，粒径为2.5～6.5mm的赤铁矿渣、和或细度模数为1.8～2.4之间的河砂；粗骨料24～29重量份数，粒径为8.5～18.5mm的赤铁矿渣、和或抗压强度不低于200MP，粒径为5～10mm；硼玻璃砂20～25重量份数；S105矿渣粉10～20重量份数；外加剂0.5～1重量份数；水200～250重量份数；黄砂280～350重量份数；镍渣5～12重量份数；发泡剂2～10重量份数；偏硅酸钠55～60重量份数；熟石灰38～43重量份数；硫酸锰15～25重量份数；再生硅藻土碎块30～45重量份数。所述再生硅藻土碎块为浆状废弃硅藻土40～60重量份数与5～10重量份数表面改性剂制成。所述表面改性剂由重量比为4～4.5：2～2.5：3～3.5的氢氧化钠固体、半水硫酸钙、甲基硅酸钾制成。在混凝土中添加聚羧酸系混凝土超塑化剂，其减水率为45～75％。所述钢渣的含铁量≤5％、f～CaO≤3％、表观密度≥3000kg/m3、松散体积密度≥2200kg/m3。所述粉煤灰采用优质Ⅰ级特细粉煤灰，其比表面积大于1000m2/kg。所述钢渣含铁量优选为0.01％～0.5％、f～CaO含量为0.05％～2％。所述钢渣包括粉状钢渣以及针状钢渣，所述针状钢渣长度为1～5mm，其直径为0.1～0.2mm，粉状钢渣的粒径为20～30μm，其中，粉状钢渣占比不高于30％，针状钢渣占比为不低于70％。一种掺杂金属骨料的高密度混凝土的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将水泥、细骨料、粗骨料、硼玻璃砂、S105矿渣粉、水、镍渣、黄砂、熟石灰、再生硅藻土碎块用搅拌机混合均匀，得到第一混合料；步骤2：向得到的第一混合料中加入外加剂、发泡剂、偏硅酸钠、硫酸锰混合均匀，得到第二混合料；步骤3：钢渣选自工厂废弃的粒径小于45μm的粉末状钢渣，以及车床废弃的针状钢渣；步骤4：钢渣投入到激发剂溶液中，用震荡机进行搅拌，使其成悬浮液状态，辅加以超声波对其振动，保持其悬浮液状态，并向该悬浮液中加入2～3％稀盐酸溶液，此过程的温度控制在75～85℃，至该悬浮液酸碱度为中性，使用分离机分离出粉状钢渣、针状钢渣；步骤5：将步骤4中的悬浮液静止至粉状钢渣沉淀于底部，滤掉水分后将粉状钢渣放入清水池中清洗4～6次，将洗净的粉状钢渣进行研磨，研磨后的粉状钢渣放入离心机内并加入酒精溶液，使用离心机筛选出粒径为20～30μm的粉状钢渣，将30～45μm粉状钢渣分离出并再次研磨、离心，直至粉状钢渣达到粒径20～30μm的标准；步骤6：将烘干的钢屑与偏硼酸钠混合后在1200℃下煅烧10min，然后每隔15min分别降温至1000℃、800℃、700℃，在700℃保温0.5～2h，后放入水中急冷淬处理；步骤7：将热处理后的钢渣加入步骤2得到的第二混合料中混合均匀，得到所要制备的混凝土浆料；步骤8：将步骤7中制备的混凝土浆料导入料槽中注模，经蒸汽预养护，以20℃/h的速度升温，温度控制在55℃～65℃，于静养室预养10～12h；步骤9：脱除模具，放入养护室，通入蒸汽，以25℃/h的速度升温，直至温度达到60～75℃，养护20～24h后取出，于室温下冷却，得到掺杂金属骨料的高密度混凝土。步骤6中冷淬处理前，将钢渣加热到100～150℃，保温5～20h时效处理。有益效果：本专利技术的一种掺杂金属骨料的高密度混凝土及其制备方法，制备出的纳米级的粉末状钢渣、以及微小尺寸的针状钢渣作为掺合料，解决了工业钢质废渣对环境的危害，而且粉末状钢渣的胶凝活性大、耐磨性好，针状钢渣作为骨架支撑性好，镍渣与煤矸石碎块、粗砂、细砂、矿渣粉、再生硅藻土碎块之间形成嵌挤形态，提高了钢渣、以及粗细骨料颗粒间的内摩擦阻力和结合力，增大了钢渣、以及粗细骨料的自密度，提高了骨料的耐老化性、耐候性，以及使用寿命，致密的结构可以扩展到骨料表面，使得混凝土的耐久性能和工作性能均有很大的提高，达到了节能减排和降低成本的效果。具体实施方式下面对本专利技术技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。本专利技术的一种掺杂金属骨料的高密度混凝土，包括以下重量份数的原料：钢渣300～450重量份数；煤矸石碎块100～140重量份数；粉煤灰120～140重量份数；水泥200～300重量份数，可选用625、625R硅酸盐水泥；细骨料50～85重量份数，粒径为2.5～6.5mm的赤铁矿渣、和或细度模数为1.8～2.4之间的河砂；粗骨料24～29重量份数，粒径为8.5～18.5mm的赤铁矿渣、和或抗压强度不低于200MP，粒径为5～10mm；硼玻璃砂20～25重量份数；S105矿渣粉10～20重量份数；外加剂0.5～1重量份数；水200～250重量份数；黄砂280～350重量份数；镍渣5～12重量份数；发泡剂2～10重量份数；偏硅酸钠55～60重量份数；熟石灰38～43重量份数；硫酸锰15～25重量份数；再生硅藻土碎块30～45重量份数。再生硅藻土碎块为浆状废弃硅藻土40～60重量份数与5～10重量份数表面改性剂制成。表面改性剂由重量比为4～4.5：2～2.5：3～3.5的氢氧化钠固体、半水硫酸钙、甲基硅酸钾制成。在混凝土中添加聚羧酸系混凝土超塑化剂，其减水率为45～75％。钢渣的含铁量≤5％、f～CaO≤3％、表观密度≥3000kg/m3、松散体积密度≥2200kg/m3。粉煤灰采用优质Ⅰ级特细粉煤灰，其比表面积大于1000m2/kg。钢渣含铁量优选为0.01％～0.5％、f～CaO含量为0.05％～2％。钢渣包括粉状钢渣以及针状钢渣，针状钢渣长度为1～5mm，其直径为0.1～0.2mm，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掺杂金属骨料的高密度混凝土，其特征在于：包括以下重量份数的原料：钢渣300～450重量份数；煤矸石碎块100～140重量份数；粉煤灰120～140重量份数；水泥200～300重量份数，可选用625、625R硅酸盐水泥；细骨料50～85重量份数，粒径为2.5～6.5mm的赤铁矿渣、和或细度模数为1.8～2.4之间的河砂；粗骨料24～29重量份数，粒径为8.5～18.5mm的赤铁矿渣、和或抗压强度不低于200MP，粒径为5～10mm；硼玻璃砂20～25重量份数；S105矿渣粉10～20重量份数；外加剂0.5～1重量份数；水200～250重量份数；黄砂280～350重量份数；镍渣5～12重量份数；发泡剂2～10重量份数；偏硅酸钠55～60重量份数；熟石灰38～43重量份数；硫酸锰15～25重量份数；再生硅藻土碎块30～45重量份数。

【技术特征摘要】
1.一种掺杂金属骨料的高密度混凝土，其特征在于：包括以下重量份数的原料：钢渣300～450重量份数；煤矸石碎块100～140重量份数；粉煤灰120～140重量份数；水泥200～300重量份数，可选用625、625R硅酸盐水泥；细骨料50～85重量份数，粒径为2.5～6.5mm的赤铁矿渣、和或细度模数为1.8～2.4之间的河砂；粗骨料24～29重量份数，粒径为8.5～18.5mm的赤铁矿渣、和或抗压强度不低于200MP，粒径为5～10mm；硼玻璃砂20～25重量份数；S105矿渣粉10～20重量份数；外加剂0.5～1重量份数；水200～250重量份数；黄砂280～350重量份数；镍渣5～12重量份数；发泡剂2～10重量份数；偏硅酸钠55～60重量份数；熟石灰38～43重量份数；硫酸锰15～25重量份数；再生硅藻土碎块30～45重量份数。2.根据权利要求1所述的掺杂金属骨料的高密度混凝土，其特征在于：所述再生硅藻土碎块为浆状废弃硅藻土40～60重量份数与5～10重量份数表面改性剂制成。3.根据权利要求2所述的掺杂金属骨料的高密度混凝土，其特征在于：所述表面改性剂由重量比为4～4.5：2～2.5：3～3.5的氢氧化钠固体、半水硫酸钙、甲基硅酸钾制成。4.根据权利要求1所述的掺杂金属骨料的高密度混凝土，其特征在于：在混凝土中添加聚羧酸系混凝土超塑化剂，其减水率为45～75％。5.根据权利要求1所述的掺杂金属骨料的高密度混凝土，其特征在于：所述钢渣的含铁量≤5％、f～CaO≤3％、表观密度≥3000kg/m3、松散体积密度≥2200kg/m3。6.根据权利要求1所述的掺杂金属骨料的高密度混凝土，其特征在于：所述粉煤灰采用优质Ⅰ级特细粉煤灰，其比表面积大于1000m2/kg。7.根据权利要求5所述的掺杂金属骨料的高密度混凝土，其特征在于：所述钢渣含铁量优选为0.01％～0.5％、f～CaO含量为0.05％～2％。8.根据权利要求1所述的掺杂金属骨料的高密度混凝土，其特征在于：所述钢渣包括粉状钢渣以及针状钢渣，所述针状钢渣长度为1～5m...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅杰，王超，
申请(专利权)人：南通昆腾新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32