一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法和用途，以质量份计，所述灌浆材料包括：钢渣粉40

【技术实现步骤摘要】
一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]灌浆材料指在压力作用下注入地层、岩石或构筑物的缝隙、孔洞中，达到增加承载能力、防止渗漏及提高构筑物整体性能等效果的流体材料。灌浆材料是一种以胶凝材料为基材，与减水剂、消泡剂等外加剂及细集料等混合而成的材料，具有大流动性、强度高、微膨胀等性能，主要于应用机械设备安装和加固修补工程。灌浆材料自20世纪90年代在国内推广应用以来，被广泛应用于众多大中型企业的设备安装、螺栓锚固，以及建筑结构的加固改造工程中，其使用范围也逐渐从单一的冶金行业全面拓展到市政、环保、电力、港口等行业。常规水泥基灌浆材料由于海洋环境的高腐蚀性并不适用于海工工程。
[0003]钢渣是炼钢过程中的一种废渣，主要包括由生铁中的硅、锰、磷、硫等杂质在熔炼过程中氧化而成的各种氧化物，以及这些氧化物与溶剂反应生成的盐类。钢渣的产生率为粗钢产量的8％～15％，2012年全世界排钢渣量约1.8亿吨，而中国的钢渣产生量随着钢铁工业的快速发展而迅速递增。虽然国家“十一五”发展规划中指出，钢渣的综合利用率应达86％以上，基本实现“零排放”，但是中国综合利用的现状与该规划相差甚远，尤其是素有“劣质水泥熟料”之称的转炉钢渣的利用率仅为10％～20％。由于钢渣至今未能得到有效利用，致使大量钢渣占用土地并污染环境，然而钢渣并非不可用固体废弃物，其中含有大量的渣钢、氧化钙、铁以及氧化镁等可利用组分，因此，钢渣的处理和资源化利用问题越来越受到重视。
[0004]现有技术公开了一些利用钢渣制备灌浆材料的技术方案，例如CN102617095A公开了一种无水泥抗水分散抗水溶蚀的同步注浆材料及其制备方法，所述同步注浆材料的组分及组分的重量配比如下：磷石膏250 350kg/m3，粉煤灰+矿渣微粉+钢渣粉：250 400kg/m3，凹凸棒粘土25 40kg/m3，聚丙烯酰胺1 1.4kg/m3，脂肪族高效减水剂2 2.8kg/m3，河砂800 1000kg/m3，水200 400kg/m3；其中，粉煤灰、矿渣微粉、钢渣粉占三者之和的重量百分数为：粉煤灰0.599％，矿渣微粉0.599％，钢渣粉0.599％。所述同步注浆材料虽然含有钢渣、粉煤灰、矿渣微粉等固废，但是成分复杂，并且不适用于高腐蚀性的海洋环境，不适合大规模推广使用。
[0005]CN103922642A公开了一种用于低温施工的大掺量钢渣环氧灌浆材料及其制备方法和应用，所述大掺量钢渣环氧灌浆材料按质量份计包括：粘结剂2～4份，固化组分1份，粉料15～20份，其中，所述粘结剂的组成如下：环氧树脂100份，稀释剂5～15份，增韧剂10～20份，偶联剂1～2份；所述固化组分的组成如下：固化剂20～40份，催化剂1～3份；所述粉料的组成如下：钢渣粉150～250份，钢渣骨料300～400份。所述大掺量钢渣环氧灌浆材料虽然含有钢渣粉和钢渣骨料，但是成分复杂，并且不适用于高腐蚀性的海洋环境，不适合大规模推广使用。
[0006]CN108383470A公开了一种赤泥钢渣协同制备的注浆材料及其制备方法，所述注浆材料以质量份数计，包括：赤泥55～65份、钢渣25～35份、早强剂1～4份、悬浮剂1～5份、激发剂8～12份；其中，所述早强剂为二甲基乙醇胺、双(二甲氨基丙基)胺、三乙烯二胺中的至少一种；所述悬浮剂为玻璃纤维或硅酸铝纤维；所述激发剂为硫铝酸盐水泥熟料与水玻璃的混合物。所述同步注浆材料虽然含有赤泥和钢渣两种固废，但是耐腐蚀性能一般，不适用于高腐蚀性的海洋环境，不适合大规模推广使用。
[0007]综上所述，目前亟需开发一种新型的利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法，不仅可以实现钢渣的资源化利用，保护环境，还具有流动性好、自膨胀无收缩、耐腐蚀性好等优点，从而可以适用于高腐蚀性的海洋环境。

技术实现思路

[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法和用途，相比于现有技术中以水泥和砂石骨料作为主要原材料的灌浆材料，本专利技术所述灌浆材料将钢渣粉作为水硬性胶凝材料代替水泥，将钢渣细集料代替砂石骨料，不仅可以实现钢渣的资源化利用，保护环境，还具有流动性好、自膨胀无收缩、耐腐蚀性好等优点，从而可以适用于高腐蚀性的海洋环境。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]本专利技术的目的之一在于提供一种利用钢渣制备的灌浆材料，以质量份计，所述灌浆材料包括：钢渣粉40-60份，钢渣细集料40-60份，减水剂0.1-1份，激发剂0.2-5份，消泡剂0.1-10份，水12-20份。
[0011]以质量份计，本专利技术所述灌浆材料包括钢渣粉40-60份，例如40份、42份、45份、48份、50份、53份、55份、57份或60份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0012]以质量份计，本专利技术所述灌浆材料包括钢渣细集料40-60份，例如40份、42份、45份、48份、50份、53份、55份、57份或60份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0013]以质量份计，本专利技术所述灌浆材料包括减水剂0.1-1份，例如0.1份、0.3份、0.5份、0.6份、0.8份或1份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0014]以质量份计，本专利技术所述灌浆材料包括激发剂0.2-5份，例如0.2份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0015]以质量份计，本专利技术所述灌浆材料包括消泡剂0.1-10份，例如0.1份、0.5份、1份、2份、3份、5份、7份、9份或10份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0016]以质量份计，本专利技术所述灌浆材料包括水12-20份，例如12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0017]本专利技术所述灌浆材料通过激发剂将钢渣粉的活性激发出来，使得被激发的钢渣粉
可以作为水硬性胶凝材料代替水泥，同时将钢渣细集料代替砂石骨料，即全部使用固体废弃物钢渣作为灌浆材料的主要原材料，实现了钢渣的资源化利用，保护了生态环境；而且，所述灌浆材料通过各组分配比的协同作用，并通过减水剂和消泡剂优化灌浆材料的综合性能，具有流动性好、自膨胀无收缩、耐腐蚀性好等优点，从而可以适用于高腐蚀性的海洋环境。
[0018]作为本专利技术优选的技术方案，所述钢渣粉和激发剂的质量比为1:(0.01-0.08)，例如1:0.01、1:0.02、1:0.03、1:0.04、1:0.05、1:0.06、1:0.07或1:0.08等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用钢渣制备的灌浆材料，其特征在于，以质量份计，所述灌浆材料包括：钢渣粉40-60份，钢渣细集料40-60份，减水剂0.1-1份，激发剂0.2-5份，消泡剂0.1-10份，水12-20份。2.根据权利要求1所述的灌浆材料，其特征在于，所述钢渣粉和激发剂的质量比为1:(0.01-0.08)；优选地，所述钢渣粉和钢渣细集料的质量比为1:(1-1.5)。3.根据权利要求1或2所述的灌浆材料，其特征在于，所述钢渣粉的比表面积＞400m2/kg；优选地，所述钢渣粉的制备方法包括：将平炉钢渣和/或转炉钢渣经破碎和磨细后制得所述钢渣粉；优选地，所述钢渣细集料的粒径分为三个范围，分别为30-50目、60-80目以及100-120目；优选地，所述钢渣细集料中30-50目级、60-80目级以及100-120目级的质量比为1:(1-2):(1-2)；优选地，所述钢渣细集料的制备方法包括：将平炉钢渣和/或转炉钢渣经破碎、筛分以及磁选后制得所述钢渣细集料。4.根据权利要求1-3任一项所述的灌浆材料，其特征在于，所述减水剂包括聚羧酸减水剂和/或木质素减水剂。5.根据权利要求1-4任一项所述的灌浆材料，其特征在于，所述激发剂包括氢氧化钠、氢氧化镁或氢氧化钙中的任意一种或至少两种的组合。6.根据权利要求1-5任一项所述的灌浆材料，其特征在于，所述消泡剂包括有机硅类消泡剂和/或聚醚类消泡剂。7.一种权利要求1-6任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林，赵玉静，黄华，叶雁飞，韦江雄，吴子奇，
申请(专利权)人：上海宝田新型建材有限公司华南理工大学，
类型：发明
国别省市：