一种用于抑制路面基层粗集料用钢渣不均匀膨胀的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于抑制路面基层粗集料用钢渣不均匀膨胀的方法，包括如下步骤：1)将钢渣进行筛分，然后加入液态有机物中进行浸泡处理，形成有机物包裹体，得到有机改性钢渣；2)采用地聚合物混合料对所得有机改性钢渣表面进行包覆改性，得到处理完毕的改性钢渣。本发明专利技术依次采用基于有机物和聚合物的两步包覆手段制备改性钢渣，然后将其应用于制备路面基层材料，可有效提高所得基层材料的7d无侧限抗压强度，降低浸水膨胀率，并实现较长效的抑膨、防开裂效果；且涉及的制备方法较简单、操作方便，成本较低，适合推广应用。适合推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于抑制路面基层粗集料用钢渣不均匀膨胀的方法


[0001]本专利技术属于绿色建筑材料及其改性
，具体涉及一种用于抑制路面基层粗集料用钢渣不均匀膨胀的方法。

技术介绍

[0002]钢渣是炼钢过程中的一种副产品，中国是产钢大国，在冶炼生产过程中会产生大量钢渣。相关资料显示，我国对钢渣的回收利用率仅为30％左右。目前，如何处理钢渣，对钢渣进行资源化利用，成为亟需解决的问题。
[0003]研究表明钢渣具有强度高的特性，可以满足路面基层用粗集料的要求，从而提高钢渣的利用率。但是钢渣中f
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CaO活性与含量较高，遇水会发生反应生成Ca(OH)2，引起体积的不均匀膨胀，导致路面基层材料开裂崩坏。目前提高钢渣安定性的方法主要包括自然陈化和蒸压法：自然陈化法主要通过自然堆积，使钢渣中的f
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CaO与空气中的水份发生水化反应，导致f
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CaO含量降低，从而解决钢渣的不均匀膨胀问题，但自然陈化法耗时长，效果不佳；蒸压法主要利用蒸汽加速f
‑
CaO水化，可使钢渣的膨胀率降低，但在压蒸条件下，铁会呈现活性状态，能氧化生成Fe2O3和FeO，同样会造成体积膨胀等问题，并且蒸压法会导致能耗增加，提高了生产成本。然而，上述传统的预处理方法并不能完全消除钢渣的不均匀膨胀。因此，进一步探索和开发一种简便、高效的可抑制钢渣的不均匀膨胀等问题的钢渣改性方法，具有重要的研究和应用意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于针对现有技术存在的问题和不足，提供一种用于抑制路面基层粗集料用钢渣不均匀膨胀的方法，依次采用基于有机物和聚合物的两步包覆手段制备改性钢渣，然后将其应用于制备路面基层材料，可有效提高所得基层材料的7d无侧限抗压强度，降低浸水膨胀率，并实现较长效的抑膨、防开裂效果；且涉及的制备方法较简单、操作方便，成本较低，适合推广应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种用于抑制路面基层粗集料用钢渣不均匀膨胀的方法，包括如下步骤：
[0007]1)将钢渣进行筛分，然后加入液态有机物中进行浸泡处理，形成有机物包裹体，得到有机改性钢渣；
[0008]2)采用地聚合物混合料对所得有机改性钢渣表面进行包覆改性，得到处理完毕的改性钢渣。
[0009]上述方案中，步骤1)筛分所得钢渣的粒径为4.75～26.5mm。
[0010]上述方案中，所述钢渣中f
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CaO的质量分数为0.5～10％。
[0011]上述方案中，所述有机物可选用液态聚丙烯酸钠、丙胺、丙苯乳液、液态环氧树脂等中的一种或任意几种的组合。
[0012]上述方案中，所述液态聚丙烯酸钠粘度为400～1800mPa
·
s；所述丙胺粘度为0.2
～1.3mPa
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s；所述丙苯乳液密度为粘度为80～2000mPa
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s；所述液态环氧树脂粘度为10000～15000mPa
·
s。
[0013]上述方案中，所述浸泡处理时间为1～40h。
[0014]上述方案中，地聚合物混合料主要由碱性激发剂和硅铝质原料混合得到；其中，碱激发剂可选用氢氧化钠、水玻璃、氢氧化钾、铝酸钠等中的一种或几种；硅铝质原料可选用高岭土、粉煤灰、矿渣灰、钙铝黄长石等中的一种或几种。引入的地聚合物混合料一方面与有机物键合，形成有机
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无机三维网络结构，另一方面可以与水泥结合，形成整体结构。
[0015]进一步地，所述硅铝质原料粒径在10～100μm。
[0016]上述方案中，所述碱性激发剂与硅铝质原料的质量比为1:(10～20)。
[0017]上述方案中，步骤2)所述包覆改性方法为：将有机改性钢渣置于地聚合物混合料中，以1～3s一来回的频率，5～15cm的振幅振动1～2min，使地聚合物混合料完全覆盖有机改性钢渣，最后静置1～30h。
[0018]上述方案中，所述液态有机物的质量为钢渣质量的1～5％；所述地聚合物混合料的质量为钢渣质量的5～20％。
[0019]将上述方法所得改性钢渣进一步应用于制备路面基层材料，各原料及其所占重量份数包括：改性钢渣70～100份，胶凝材料5～10份，水5～10份。
[0020]上述方案中，所述胶凝材料可选用水泥、矿渣粉、粉煤灰、硅灰等中的一种或几种。
[0021]进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥等中的一种或几种。
[0022]根据上述方案制备的路面基层材料，其浸水膨胀率可达1.8％以下，7d无侧限抗压强度可达4.3MPa以上，可表现出较长效的抑膨、防开裂效果。
[0023]本专利技术的原理为：
[0024]钢渣中f
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CaO的活性和含量较高，会遇水发生反应生成Ca(OH)2，进而引起路基材料的体积不均匀膨胀等问题。为应对这一点，本专利技术采用两步包覆改性手段，首先通过浸泡有机物的方式，在钢渣表面包裹一层有机薄膜，形成一层柔性缓冲层，可隔绝钢渣与水的接触，即使钢渣遇水发生膨胀，缓冲层也可以起到缓解钢渣膨胀的作用，从而达到抑制路面基层材料不均匀膨胀的目的；但由于有机物薄膜表面强度较低，且无法与水泥很好地结合，导致钢渣表面强度降低等问题，本专利技术进一步在包覆有机薄膜的表面外覆上一层地聚合物，引入的地聚合物可以与有机物薄膜起到协同作用，地聚合物可以强化钢渣界面强度，解决钢渣因有机物包裹导致的强度降低问题，同时有机物可以分散在地聚合物中显著减少地聚合物微裂纹数量和长度，有机物与地聚合物键合，形成Ca
‑
O
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Si键，同步改善有机物和地聚合物的改进效果(可进一步改善强度性能等)；另一方面地聚合物与水泥同属于无机物，可以直接结合在一起形成整体，使得集料与浆体间连接紧密，在降低钢渣不均匀膨胀的同时提高了钢渣集料的强度；将上述两步包覆改性工艺所得改性钢渣应用于制备路面基层材料，可有效兼顾所得基层材料较好的力学性能和抑膨、防开裂效果。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0026]1)本专利技术针对钢渣集料存在的不均匀膨胀等问题，依次采用有机物和地聚合物混合料进行包覆改性，可有效兼顾所得基层材料较好的力学性能和抑膨、防开裂效果，为钢渣集料的高效资源化利用提供新思路；
[0027]2)本专利技术采用的钢渣改性方法较简单、操作方便，成本较低，适合推广应用。
具体实施方式
[0028]本专利技术不局限于上述实施方式，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本专利技术的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
[0029]以下实施例中，采用的钢渣中f
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CaO的质量分数为5.5％。
[0030]采用的高岭土由古本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于抑制路面基层粗集料用钢渣不均匀膨胀的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将钢渣进行筛分，然后加入液态有机物中进行浸泡处理，形成有机物包裹体，得有机改性钢渣；2)采用地聚合物混合料对所得有机改性钢渣进行包覆改性，得到处理完毕的改性钢渣。2.跟据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)筛分所得钢渣的粒径为4.75～26.5mm；所述钢渣中f
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CaO的质量分数为0.5～10％。3.跟据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液态有机物为聚丙烯酸钠、丙胺、丙苯乳液、环氧树脂中的一种或几种。4.跟据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浸泡处理时间为1～40h。5.跟据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王世成，陈其亮，吕维前，汪润新，薛鑫，宋冰艳，王志波，宋俊领，陆新焱，姚育林，李重阳，朱兴华，刘柳，陈潇，丁大伟，张凯，张浩宇，
申请(专利权)人：河南安罗高速公路有限公司，
类型：发明
国别省市：