一种钢渣-磷石膏复掺泡沫混凝土制造技术

本发明专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种钢渣

【技术实现步骤摘要】
一种钢渣
‑
磷石膏复掺泡沫混凝土


[0001]本专利技术涉及建筑材料领域，具体涉及一种钢渣
‑
磷石膏复掺泡沫混凝土。

技术介绍

[0002]近年来保护环境的意识深入人心，保护环境的举措也在逐步实施。混凝土行业产量大，用途广，随着我国城镇化的发展，对混凝土的需求也在不断增加。将工业固废用于制备泡沫混凝土，既可以减少原材料生产带来的环境问题，又可以减轻工业固废排放和堆积对环境造成的压力。
[0003]磷石膏是磷化工工业产生的废渣，随着磷化工行业的发展，磷石膏的排放量将越来越大，但是磷石膏本身并无胶凝活性，难以应用，在混凝土中，磷石膏往往是以填料的形式存在，这就导致了混凝土的力学性能较低，同时磷石膏的掺入会造成混凝土的缓凝，使混凝土的凝结时间过长。
[0004]磷石膏在普通混凝土中的应用，相关学者进行了研究。王贻远等以磷石膏取代部分水泥，研究磷石膏掺量对胶砂试块强度的影响，实验结果表明：随着磷石膏掺量增加，胶砂试块的强度逐渐下降，凝结时间逐渐变长，当磷石膏掺量小于25％时，可配置出C30混凝土，其抗渗性能满足P12抗渗等级要求。于万增等以磷石膏为掺合料，激发混凝土活性，制备出C30混凝土，当磷石膏掺量为3％时，试样28d、90d抗压强度分别为35.7MPa、42.8MPa。龙安等研究水灰比和成型方法对过硫磷石膏矿渣水泥力学性能的影响，实验结果表明：以振动成型的试块，其28d抗压强度随水灰比减小先增大后减小，水灰比为0.38时，强度达到最大值；以压制成型的试块，其28d抗压强度随水灰比减小而减小，且压制成型的试块强度均小于振动成型的试块强度。
[0005]磷石膏在泡沫混凝土的应用相关学者也进行了研究。Tian T等用原状磷石膏、水泥、矿粉、生石灰制备磷石膏泡沫混凝土，实验结果表明，以 4％生石灰和2％硫铝酸盐水泥为激发剂，水泥：矿粉＝1：1，磷石膏掺量为 45％
‑
55％时，制备的泡沫混凝土性能最好。李想等以经过煅烧处理的磷石膏和水泥为原料，采用化学发泡的方式制备出不同容重等级的泡沫混凝土，研究容重等级对泡沫混凝土性能的影响，实验结果表明：随着泡沫混凝土容重等级升高，泡沫混凝土各方面性能均提高，A09级性能最佳。杨杰等通过添加外加剂，提高原料细度、改变水灰比和养护温度四种方式提高泡沫混凝土的抗碳化性能，实验结果表明：对泡沫混凝土抗碳化性能提升性能明显的是提高原料细度和减少水灰比，其原理都是通过提高水泥石的致密度，从而提高泡沫混凝土的抗碳化性能。
[0006]磷石膏在普通混凝土中研究较多，而在泡沫混凝土中研究较少，这主要是因为磷石膏的掺入会使混凝土的凝结时间变长，对于普通混凝土来说，可以适当延长拆模时间，而对于泡沫混凝土来说，凝结时间过长会导致泡沫在浆体凝结硬化前破灭，造成泡沫混凝土塌模，影响泡沫混凝土的成型效果。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是针对当前磷石膏和钢渣大量堆存，综合利用率低等问题，提供一种以磷石膏为主要原材料、水泥、矿粉、钢渣、激发剂为辅助材料制备路基填筑用泡沫混凝土，所得的混凝土具有优异的成型效果、工作性能和力学性能。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0009]一种钢渣
‑
磷石膏复掺泡沫混凝土，包括以下质量分数的成分：7
‑
8％的钢渣、12
‑
13％的水泥、2
‑
3％的水玻璃、25
‑
30％的矿粉和45
‑
55％的磷石膏。
[0010]进一步的，水玻璃的质量分数为2.5％。
[0011]进一步的，所述水玻璃的模数为1.2。
[0012]进一步的，湿密度大于700kg/m3。
[0013]进一步的，所述钢渣的质量分数为7.5％。
[0014]进一步的，水胶比为0.34。
[0015]进一步的，所述磷石膏的质量分数为50％。
[0016]进一步的，所述矿粉的质量分数为30％。
[0017]本专利技术的有益效果为：本专利技术采用对水泥
‑
矿粉
‑
磷石膏胶凝体系采用合适的激发剂，激发其活性，从而增大水泥替代率，可合理利用并消纳磷石膏，钢渣是炼钢行业的副产品，属于碱性较强的工业固废，可以提供碱性环境促进矿粉水化，在水泥
‑
矿粉
‑
磷石膏胶凝体系引入钢渣，增大固废利用率，进一步降低泡沫混凝土的成本。且本专利技术的混凝土具备优异的成型效果、工作性能和力学性能。
[0018]附图介绍
[0019]图1为钢渣取代水泥对抗压强度的影响示意图；
[0020]图2为钢渣取代矿粉对抗压强度的影响示意图；
[0021]图3为水胶比对流动性能的影响示意图；
[0022]图4为水胶比对抗压强度的影响示意图；
[0023]图5为湿密度对流动性能的影响示意图；
[0024]图6为湿密度对抗压强度的影响示意图。
具体实施方式
[0025]以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0026]一、激发剂和磷石膏掺量对泡沫混凝土性能的影响
[0027]磷石膏主要成分为CaSO4.2H2O，是不具备胶凝活性的固体废弃物，在大掺量磷石膏体系中，磷石膏一般与矿粉和水泥协同使用，矿粉在硫酸盐激发和碱激发条件下生成稳定的水化产物，为混凝土提供强度。但是，磷石膏的缓凝作用会使混凝土凝结时间变长，对于普通混凝土而言，凝结时间过长会延后混凝土的拆模时间，影响施工的效率；而对于泡沫混凝土而言，凝结时间过长会则导致泡沫混凝土塌模。本章通过外掺不同的激发剂(NaOH、水玻璃、Na2CO3、Na2SO4)激发矿粉的早期活性，缩短泡沫混凝土凝结时间，解决泡沫混凝土早期塌模的问题。通过调节激发剂掺量改善泡沫混凝土的工作性能和力学性能，找出适合制备磷石膏泡沫混凝土的激发剂及激发剂的最佳掺量。随后以磷石膏等质量取代矿粉，制备
出性能达标的钢渣
‑
磷石膏复掺泡沫混凝土。
[0028]1.1激发剂对磷石膏泡沫混凝土性能的影响
[0029]泡沫混凝土是在胶凝浆体中混入泡沫，随着浆体的凝结硬化，最终将泡沫的孔结构固化下来的多孔材料。孔结构的固化需要胶凝浆体的凝结时间早于泡沫的稳泡时间，不然就会出现塌模的现象。磷石膏具有缓凝作用，用作泡沫混凝土的掺合料需要掺入激发剂，防止由于磷石膏的缓凝作用而出现的塌模现象，但激发剂的激发效果过强，又会导致胶凝浆体在混入泡沫前就变得很干稠，泡沫难以与粉料充分拌合，出现粉料结团的现象，因此，为保证泡沫混凝土最终的成型效果，需要合理的选择激发剂的种类及掺量。
[0030]激发剂种类对泡沫混凝土成型效果有显著影响，并且该影响并不随着激发剂掺量变化而变化。从激发剂掺量来看，激发剂掺量会影响水化产物的多少，而泡沫混凝土的成型效果又与激发剂掺量无关，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢渣
‑
磷石膏复掺泡沫混凝土，其特征在于，包括以下质量分数的成分：7
‑
8％的钢渣、12
‑
13％的水泥、2
‑
3％的水玻璃、25
‑
30％的矿粉和45
‑
55％的磷石膏。2.根据权利要求1所述的钢渣
‑
磷石膏复掺泡沫混凝土,其特征在于，水玻璃的质量分数为2.5％。3.根据权利要求2的钢渣
‑
磷石膏复掺泡沫混凝土,其特征在于，所述水玻璃的模数为1.2。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，李进辉，王艳，丁庆军，胡解平，谢琰，郭云云，卢吉，张勇，李再彪，吴静，
申请(专利权)人：武汉理工大学武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：