一种基于钢渣的低碱植生混凝土及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于钢渣的低碱植生混凝土及其制备方法，涉及建筑材料技术领域，由以下组分组成：钢渣骨料、钢渣粉、粒化高炉矿渣粉、石膏、铝酸钙、增强剂、减水剂、缓凝剂、水，按质量份计，所述再生微粉复合膨胀剂由以下组分组成：钢渣骨料300

【技术实现步骤摘要】
一种基于钢渣的低碱植生混凝土及其制备方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，具体为一种基于钢渣的低碱植生混凝土及其制备方法。

技术介绍

[0002]植生混凝土具有一定生态效应或特定生态功能的混凝土，这类混凝土与传统混凝土相比较，一般具有减少了水泥用量、具有除尘降噪、透水透气、净水储热等功能，具有环境友好性或生物相容性。可以在道路、河道、护坡等部位应用，增加绿化的同时，可以使城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的弹性。
[0003]现有技术中，植生混凝土一般是由天然粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，故具有透气、透水和重量轻等特点。但是水泥基植生混凝土的内部呈碱性，孔隙溶液中的pH值达到13以上，对植物的生长产生不利的影响。故有众多学者采用了多种抑碱方法，（1）降低水泥用量或选用低碱水泥，但是硅酸盐水泥碱度的降低也意味着水化反应受到抑制，力学性能显著降低；（2）加入硫酸亚铁、草酸等降碱材料，但是工序复杂，经济性不佳，无法实现工业化应用，限制其在植生混凝土领域的应用。
[0004]钢渣骨料替代天然骨料可以显著提高植生混凝土的力学性能，其硬度、耐磨和密度远优于天然骨料，作为植生混凝土的骨料应用具有一定优势；同时，钢渣粉含有大量的具有水化活性的硅酸二钙，水化后溶液体系的碱度远低于硅酸盐水泥，通过复配和激发技术可以制备新型低碳胶凝材料，适合作为低碱植生混凝土的胶凝材料组分。因此，让钢渣骨料、钢渣粉结合成新的具有高附加值的优质低碱植生混凝土产品，既能减少工业废渣对土地的占用和环境污染，又可以降低植生混凝土的材料成本和PH值，提高植被的生存率。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于钢渣的低碱植生混凝土及其制备方法，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于钢渣的低碱植生混凝土，由以下组分组成：钢渣骨料、钢渣粉、粒化高炉矿渣粉、石膏、铝酸钙、增强剂、减水剂、缓凝剂、水，按质量份计，所述再生微粉复合膨胀剂由以下组分组成：钢渣骨料300
‑
450份、钢渣粉20
‑
30份、粒化高炉矿渣粉30
‑
40份、石膏15
‑
20份、铝酸钙3
‑
5份、增强剂3
‑
5份、减水剂0.2
‑
0.5份、缓凝剂0.05
‑
0.15份、水25
‑
35份。
[0007]在本专利技术中优选的，所述钢渣骨料是钢厂排放的颗粒状钢渣，粒径为5 ~ 20 mm，压碎值≤15%，浸水膨胀率≤1.0%。
[0008]在本专利技术中优选的，所述钢渣粉是由粒径为0 ~ 5 mm钢渣骨料磨细所得，比表面积≥ 350 m2/kg，平均粒径≤ 28μm，碱度系数≤ 1.8，属于低碱度钢渣。
[0009]在本专利技术中优选的，所述铝酸钙为净水剂铝酸钙粉，比表面积≥400 m2/kg。
[0010]在本专利技术中优选的，所述石膏为磷石膏，呈弱酸性，二水硫酸钙含量≥80%，比表面
积≥300 m2/kg。
[0011]在本专利技术中优选的，所述粒化高炉矿渣粉为S95级。
[0012]在本专利技术中优选的，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂和/或萘系高效减水剂，减水率≥30%。
[0013]在本专利技术中优选的，所述增强剂为可再分散乳胶粉和/或改性聚丙烯酸酯。
[0014]在本专利技术中优选的，所述缓凝剂为柠檬酸和/或葡萄糖酸钠，所述水灰比为0.25～0.35。
[0015]一种基于钢渣的低碱植生混凝土的制备方法，包括以下步骤：第一步：将钢渣进行筛分，粒径为5 ~ 20 mm的钢渣作为植生混凝土的骨料，粒径为0～5 mm的钢渣进行磨细至比表面积≥ 350 m2/kg；第二步：将钢渣粉、矿渣粉、磷石膏和铝酸钙按比例混合均匀，制备低碳胶凝材料；第三步：将钢渣骨料、低碳胶凝材料、增强剂、减水剂、缓凝剂和水按比例均匀混合，获得所述植生混凝土。
[0016]一种基于钢渣的低碱植生混凝土中钢渣是钢过程中的一种副产品。主要有CaO、SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3等，这些组分以硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸盐及铁铝酸盐等矿物形式存在，其中C2S的主要晶型是γ
‑
C2S。本专利技术将钢渣筛分，粒径为5 ~ 20 mm作为钢渣骨料，粒径为0~5 mm的钢渣磨细成比表面积≥ 350 m2/kg的钢渣粉，即经过了机械活化处理，提高了其水化反应活性。
[0017]本专利技术在制备一种基于钢渣的低碱植生混凝土的过程中，钢渣、矿渣、石膏和铝酸钙四相组成，制备新型低碳胶凝材料。铝酸钙矿物的水化活性较高，水化和凝结硬化速度较快，遇水之后迅速反应生成Ca (OH)2和C3AH6。而后，与钢渣中的C2S、磷石膏中的CaSO4×
H2O反应生成C
‑
S
‑
H凝胶和AFt。矿渣粉、石膏及铝酸钙水化生成的氢氧化钙会发生碱激发反应，在溶液体系中消耗了大量的Ca
2+
、Al(OH)4‑
、[SiO4]5‑
，加快了钢渣水化的反应速率。并且随着磷石膏的溶解，大量的低浓度磷肥进入植生混凝土孔隙中，能够提供植被生长的微量元素，持续供给营养成分，钢渣利用率达到80%以上。增强剂可再分散乳胶粉、改性聚丙烯酸酯均可以提高钢渣骨料与胶凝材料之间的界面粘结性能，显著提高了粘结强度，保障了植生混凝土在受荷时不会轻易破损与脱落。减水剂和缓凝剂的加入在低水灰比的条件下，提高了植生混凝土的工作性，为现场施工提供极大的便利。
[0018]本专利技术提供了一种基于钢渣的低碱植生混凝土及其制备方法，具备以下有益效果：1、该基于钢渣的低碱植生混凝土及其制备方法，将活性低、长期堆存的钢渣粉和钢渣骨料作为植生混凝土的制备原料，并通过矿渣对钢渣的碱度系数进行调控，促进钢渣中活性较低的C2S的水化，采用减水剂降低水灰比，提高新型低碳胶凝材料的力学性能。采用低碱度系数钢渣，新型低碳胶凝材料水化时，消耗体系中的游离氧化钙，生成的针棒状钙矾石具有阻裂作用，两者均可以有效抑制膨胀，解决了钢渣安定性问题，为钢渣的大宗量、高附加值利用和植生混凝土制品的工程应用提供理论和技术参考。
[0019]2、该基于钢渣的低碱植生混凝土及其制备方法，通过可再分散乳胶粉和/或改性聚丙烯酸酯颗粒裹覆在钢渣颗粒的表面，在水化初期阻隔钢渣骨料与浆体的接触，提高工作性能。水化后期提高了钢渣骨料与钢渣基胶凝材料的粘结性能。相比二水石膏，磷石膏呈
弱酸性，可以有效降低植生混凝土的孔隙溶液中的PH值，且在水溶后，能够溢出大量的磷肥及微量元素，为植被的生长提供营养成分。
[0020]3、该基于钢渣的低碱植生混凝土及其制备方法，制备方法简单，可以采用常规的混凝土搅拌机现场搅拌施工，工艺步骤较为简单，钢渣、矿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于钢渣的低碱植生混凝土，由以下组分组成：钢渣骨料、钢渣粉、粒化高炉矿渣粉、石膏、铝酸钙、增强剂、减水剂、缓凝剂、水，其特征在于：按质量份计，所述再生微粉复合膨胀剂由以下组分组成：钢渣骨料300
‑
450份、钢渣粉20
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30份、粒化高炉矿渣粉30
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40份、石膏15
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20份、铝酸钙3
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5份、增强剂3
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5份、减水剂0.2
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0.5份、缓凝剂0.05
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0.15份、水25
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35份。2.根据权利要求1所述的一种基于钢渣的低碱植生混凝土，其特征在于：所述钢渣骨料是钢厂排放的颗粒状钢渣，粒径为5 ~ 20 mm，压碎值≤15%，浸水膨胀率≤1.0%。3.根据权利要求1所述的一种基于钢渣的低碱植生混凝土，其特征在于：所述钢渣粉是由粒径为0 ~ 5 mm钢渣骨料磨细所得，比表面积≥ 350 m2/kg，平均粒径≤ 28μm，碱度系数≤ 1.8，属于低碱度钢渣。4.根据权利要求1所述的一种基于钢渣的低碱植生混凝土，其特征在于：所述铝酸钙为净水剂铝酸钙粉，比表...

【专利技术属性】
技术研发人员：茅红健，杨皆宏，杨钦锋，翟兆平，沈雪坤，杨博雯，
申请(专利权)人：南通新之创建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：