单粒级配镍渣石自密实混凝土制造技术

本发明专利技术单粒级配镍渣石自密实混凝土，其原料组成包括，以重量分数计：天然骨料，534‑890重量份；镍渣石，89‑356重量份；河砂，700‑800重量份；水泥，450‑500重量份；减水剂，1‑5重量份；水，150‑250重量份；其中，且镍渣石为颗粒尺寸10mm‑20mm单粒级配镍渣石。本发明专利技术提供一种采用含有镍渣石作为单粒级配粗骨料取代部分天然粗骨料制备自密实混凝土的方法，减少镍渣对环境污染，减小天然粗骨料的使用，有效降低成本。

【技术实现步骤摘要】
单粒级配镍渣石自密实混凝土
本专利技术属于建筑材料
，具体涉及单粒级配镍渣石自密实混凝土。
技术介绍
镍是一种具有战略意义的有色金属，广泛应用于军工国防工业，同时镍也是生产不锈钢的必要成分。然而，镍矿石的含镍量很低，即使选矿后的精品矿也仅能达到6％-12％，冶炼后的产渣量达到原材料质量的80％-90％，目前我国每年新增的镍渣达到3000万吨，已发展成为矿渣、钢渣、赤泥之后第四大冶炼工业废渣。由于镍渣的处理难度高，安定性差，仅有8％应用于制备镍渣混凝土，其余大部分只能堆存或者填埋，不仅浪费资源，还严重污染环境，已成为镍铁冶炼的主要障碍。自密实混凝土是一种新型高性能混凝土，具有较高的流动性，施工时不需要振捣就能充满模板，尤其适用于钢筋密集区混凝土的浇筑，极大提高了施工效率，并保证了混凝土的浇筑质量。目前已有的镍渣混凝土都是将镍渣磨细制备镍渣粉替代水泥，但镍渣粉活性远低于水泥，会影响砂浆的强度；由于镍渣硬度高，粉磨需要大量电量，成本较高；并且由于含有部分游离氧化钙和氧化镁，安定性不能得到保证，存在着安定性不良的问题。
技术实现思路
本专利技术单粒级配镍渣石自密实混凝土通过提供一种采用含有镍渣石作为单粒级配粗骨料取代部分天然粗骨料制备自密实混凝土的方法，减少镍渣对环境污染，减小天然粗骨料的使用，有效降低混凝土建筑用材的应用成本。需要注意的是，本方案中的重量份是指在同一个执行案例中的基准质量单位，可以为国际标准单位中的质量单位，如克、千克、吨等；也可以为其它指定单位，如百克等。本专利技术公开的单粒级配镍渣石自密实混凝土，其原料组成包括，以重量分数计：天然骨料，534-890重量份；镍渣石，89-356重量份；河砂，700-800重量份；水泥，450-500重量份；减水剂，1-3重量份；水，190-210重量份；其中，且镍渣石为颗粒尺寸10mm-20mm单粒级配镍渣石。优选地，本方案的混凝土在调配时还额外地添加13-19重量份的附加水，以获得更好的成型效果和混凝土产品质量。本专利技术公开的单粒级配镍渣石自密实混凝土的一种改进，镍渣石为经过碱激发剂处理的。优选地，镍渣石的处理为碱溶液淋洗搅拌即可。本专利技术公开的单粒级配镍渣石自密实混凝土的一种改进，碱激发剂为KOH或NaOH。本专利技术公开的单粒级配镍渣石自密实混凝土的一种改进，碱激发剂对镍渣石的处理时碱激发剂的用量为占镍渣石总质量4-6％。本专利技术公开的单粒级配镍渣石自密实混凝土的一种改进，减水剂为聚羧酸高效减水剂。本专利技术公开的单粒级配镍渣石自密实混凝土的一种改进，原料中还包括100-150重量份的粉煤灰。本专利技术公开的单粒级配镍渣石自密实混凝土的一种改进，天然骨料为5～20mm连续粒级的碎石。本专利技术公开的单粒级配镍渣石自密实混凝土的一种改进，镍渣石的用量不超过天然骨料与镍渣石总质量的40％。本专利技术公开的单粒级配镍渣石自密实混凝土的一种改进，镍渣石为高炉镍渣经破碎筛分后得到。单粒级配粗骨料：将镍渣经过破碎和筛分，连续经过20mm和10mm圆孔筛，筛除粒径小于10mm和大于20mm的颗粒，制备10mm-20mm单粒级配镍渣石。而常规的连续级配粗骨料，需要经过多次破碎、筛分、称重混合，工艺复杂、效率低、可操作性差。活性和安定性：镍渣中还有方解石和(Ca2CO3)、镁铝尖晶石(MgAl2O4)和硅酸镁等矿物，具有较好的潜在活性；但同时含有游离的氧化钙和氧化镁，若不加处置，后期易膨胀造成安定性问题。本专利通过选用KOH(或NaOH)作为碱激发剂(镍渣石质量的6％)，充分激发镍渣石的活性，提高混凝土强度的同时，消除了镍渣安定性不良的问题。将镍渣简单筛分后获得10mm～20mm的单粒级配镍渣石，利用碱激发消除安定性问题，制备镍渣石自密实混凝土，不但有效坚决了环境污染问题，还解决了我国天然粗骨料稀缺的问题，具有较强经济效益。更确切地讲，本方案的采用有效地克服了如下的问题：1.大于20mm碱溶液进不去镍渣内部，不能激发活性，内部反应很慢，后期的易发生有害膨胀，安定性不好。2.小于10mm，镍渣硬度很大，磨细镍渣消耗大量电量。3.单粒级配，如果像普通粗骨料选择连续级配，需要反复筛分、称重、混合，极大地影响效率。具体实施方式以下将结合各实施方式对本专利技术进行详细描述。但该等实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。以下实施方案的实施，在非特指的情形下，均以如下原料一为例进行举例，而不作为对本专利技术方案的特别的限定，所有原料满足本行业的执行标准即可。原材料一水泥：P·O42.5普通硅酸盐水泥，表观密度为3.12g/cm3。粉煤灰：1级粉煤灰，表观密度2.06g/cm3。河砂:细度模数为2.37的中砂，表观密度为2.66g/cm3，堆积密度为1.47g/cm3，含水率为0.45％。天然粗骨料：5～20mm连续粒级的碎石，表观密度为2.78g/cm3，堆积密度为1.36g/cm3，吸水率为0.44％。镍渣：高炉镍渣，化学成分见表01。外加剂：聚羧酸高效减水剂。水：自来水。表01镍渣主要化学成分(％)CaOMgOAl2O3SiO2Fe2O3SO3K2ONa2OLossTotal32.1412.6217.4826.863.642.470.420.621.6097.85本方案方案中安定性实验的试验方法：将40mm*40mm*160mm的试模放在振动台上，将新拌的镍渣混凝土倒入模具中，振捣至无气泡逸出，放入养护室24h后拆模，测量其初始长度L0，然后将试件放入沸煮箱内煮沸3h，再放入2MPa的蒸压釜内蒸养3h，测其长度L1，试样的压蒸膨胀率为式中：L为试件的有效长度，130mm。对比例组一(本对比例中1重量份为1克为例)表10混凝土配合比1.安定性试验：1)试验方法：将40mm*40mm*160mm的试模放在振动台上，将新拌的镍渣混凝土倒入模具中，振捣至无气泡逸出，放入养护室24h后拆模，测量其初始长度L0，然后将试件放入沸煮箱内煮沸3h，再放入2MPa的蒸压釜内蒸养3h，测其长度L1，试样的压蒸膨胀率为式中：L为试件的有效长度，130mm。2)结果表20镍渣混凝土安定性2.工作性能试验表30不同镍渣石取代率下新拌混凝土工作性能测试结果...

【技术保护点】
1.单粒级配镍渣石自密实混凝土，其原料组成包括，以重量分数计：/n天然骨料，534-890重量份；/n镍渣石，89-356重量份；/n河砂，700-800重量份；/n水泥，450-500重量份；/n减水剂，1-3重量份；/n水，190-210重量份；/n其中，且镍渣石为颗粒尺寸10mm-20mm单粒级配镍渣石。/n

【技术特征摘要】
1.单粒级配镍渣石自密实混凝土，其原料组成包括，以重量分数计：
天然骨料，534-890重量份；
镍渣石，89-356重量份；
河砂，700-800重量份；
水泥，450-500重量份；
减水剂，1-3重量份；
水，190-210重量份；
其中，且镍渣石为颗粒尺寸10mm-20mm单粒级配镍渣石。


2.根据权利要求1所述的单粒级配镍渣石自密实混凝土，其特征在于，所述镍渣石为经过碱激发剂处理的。


3.根据权利要求2所述的单粒级配镍渣石自密实混凝土，其特征在于，所述碱激发剂为KOH或NaOH。


4.根据权利要求1-3任一所述的单粒级配镍渣石自密实混凝土，其特征在于，所述碱激发剂对镍渣石...

【专利技术属性】
技术研发人员：马剑，江飞飞，孔芬，李大旺，卞梁，霍逸飞，徐春玉，
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