【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机场混凝土，尤其涉及钢渣机场混凝土的制备方法及其应用。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、机场跑道是飞机起飞、降落的重要场所，其质量对飞机的安全性至关重要。混凝土材料是由混凝土、骨料、水、外加剂等形成的复合材料，具有良好的抗压、抗冲击能力，而且具有良好的可塑性，是目前的机场跑道建设的主要材料。混凝土机场路面在飞机轮胎频繁、高强度的冲击、摩擦作用下会出现磨损、脱落、开裂等病害，严重时影响飞机的起降安全。目前，用于建设机场跑道的混凝土材料主要采用砂石等天然骨料作为混凝土基体的骨架。
3、钢渣的强度、密度均优于天然骨料，而且具有良好的耐磨、防滑性能，将钢渣作为混凝土的原料代替砂石天然骨料不仅有助于钢渣的资源化利用，而且还可以减小对天然骨料的依赖，降低混凝土成本。然而，钢渣中含有较多的游离氧化钙、氧化镁，这些组分在混凝土拌和水的作用下转变为氢氧化物后会发生体积膨胀，例如氧化钙转变为氢氧化钙后体积增加91.7％，氧化镁转变为氢氧化镁后体积增加119.6％，导致钢渣存在体积安定性不良的问题，容易在混凝土结构中造成应力集中，造成混凝土结构产生裂纹，甚至开裂的问题，导致钢渣在混凝土中的应用受限，不利于钢渣的资源化利用。
技术实现思路
1、本专利技术公开一种钢渣机场混凝土的制备方法及其应用，其采用预处理后的钢渣作为骨料，有效
2、在本专利技术的第一方面，公开一种钢渣机场混凝土的制备方法，包括如下步骤：
3、(1)将钢渣粗骨料、钢渣细骨料、含硫尾砂与水混合形成固液体系，然后将其在加热条件下持续进行搅拌反应。完成后加入硅酸钠，混合均匀后静置，然后分离出固体物，即得预处理复合骨料。
4、(2)先将硅酸盐水泥、天然粗骨料、天然细骨料、所述预处理复合骨料、可逆煅烧处理的水滑石粉干混，然后在得到的干混料中加入减水剂与拌合水混合均匀，即得所述混凝土。
5、进一步地，步骤(1)中，所述钢渣粗骨料、钢渣细骨料、含硫尾砂的重量份比为1.0：0.45～0.7：0.8～1.3。所述含硫尾砂是在开采金属矿(如铜矿、金矿等)过程中产生的矿渣，其中伴生有fes2等硫化物伴生矿。
6、进一步地，步骤(1)中，所述水的添加量能没过所述粗骨料和细骨料即可。
7、进一步地，步骤(1)中，所述加热温度为40～60℃，所述搅拌反应的时间为24～36h，本专利技术利用所述钢渣和含硫尾砂之间的反应相互消除了存在的体积安定性问题。
8、进一步地，步骤(1)中，所述固液体系中硅酸钠的初始质量分数为1.5～2％。
9、进一步地，步骤(1)中，所述静置时间为50～90min，以对所述粗细、骨料进行活性激发。
10、进一步地，步骤(2)中，所述可逆煅烧处理的水滑石粉是将碳酸根型水滑石粉在400～480℃之间煅烧30～45min，然后冷却至室温得到。可选地，所述碳酸根型水滑石包括mg6al2(oh)16co3·4h2o、mg4al2(oh)12co3·4h2o等中的至少一种。
11、进一步地，步骤(2)中，所述水泥、天然粗骨料、天然细骨料、预处理复合骨料、可逆煅烧处理的水滑石粉、减水剂、拌合水的比例为25～31重量份：60～72重量份：14～19重量份：30～40重量份：5～8.5重量份：0.65～1.1重量份：13～18重量份。
12、进一步地，步骤(2)中，所述减水剂包括聚羧酸减水剂、萘系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂等中的任意一种。
13、进一步地，步骤(2)中，所述干混料中还包括纤维丝1.8～3.5重量份。可选地，所述纤维丝包括聚乙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯晴纤维、碳纤维、玻璃纤维等中的至少一种。可选地，所述纤维的长度在10～30mm之间。
14、在本专利技术的第二方面，公开上述的制备方法得到的高耐磨性钢渣机场混凝土在机场、建筑墙体、公路、隧道等工程领域中的应用。
15、相较于现有技术，本专利技术至少具有以下方面的有益技术效果：
16、针对钢渣在混凝土中存在的体积安定性问题，本专利技术以含硫尾砂为预处理剂与所述钢渣在水环境中持续搅拌反应，在这一过程中本专利技术利用含硫尾砂含有硫化物fes2的特点，使所述fes2在水和氧气作用下发生酸化反应(2fes2+7o2+2h2o＝2fe2++4so42-+4h+)。同时，所述钢渣中的氧化钙与水反应形成ca(oh)2，其和所述fes2酸化产生的硫酸根发生反应形成硫酸钙。同时，所述酸化产生的氢离子还会进一步促进钢渣中的游离氧化钙的溶出。通过上述的预处理使钢渣在进入混凝土之前完成转变，消除了体积安定性不良的问题。同时部分存在于钢渣的游离氧化钙反应后留下的孔隙中的钙离子形成的硫酸钙还能够对孔隙进行填充，提高钢渣骨料的密实性。另外，经过上述预处理还消除了含硫尾砂存在的体积安定性不良，这是由于含有含硫尾砂的混凝土结构在硬化后或服役过程中发生酸化后，形成的硫酸根与混凝土结构中的水泥水化产物氢氧化钙、未水化的水泥熟料铝酸三钙经过一系列反应后形成膨胀性的钙矾石，其也可能造成混凝土结构中产生裂纹，甚至开裂。而经过上述预处理后所述含硫尾砂提前完成了转变，消除体积安定性不良的问题。本专利技术利用钢渣和含硫尾砂的特点同时消除了两种大宗工业固废的体积安定性不良的问题，使这两种工业固废同时可用于制备混凝土，有助于减少对天然骨料的使用，促进工业固废的资源化利用。
17、进一步地，本专利技术还在经过上述预处理后的钢渣、含硫尾砂中加入了硅酸钠，其可对所述钢渣、含硫尾砂进行激发，促进钢渣、含硫尾砂表层中的硅氧体中的硅氧键解聚断裂，形成活性表面。这些活性表面在水泥水化过程中可重新聚合形成c-(a)-s-h胶凝产物，从而增加钢渣、含硫尾砂骨料与凝固基体之间的胶结力，提高混凝土结构的力学强度。同时，所述硅酸钠还与所述固液体系中的钙离子反应形成硅酸钙，其进入混凝土中后可发挥晶核作用促进水泥水化，形成更多的水化硅酸钙胶凝产物，提高混凝土结构的强度。另外，本专利技术的混凝土中加入了可逆煅烧处理的水滑石粉，这种水滑石在经过煅烧后层间的水分子和碳酸根被去除。当再次遇到水、碳酸根后可重新进入水滑石的层间构建完整的水滑石结构。从而使本专利技术的混凝土在服役过程中具备更好的抗碳化能力。空气中的二氧化碳进入潮湿的混凝土中后会与石化产物氢氧化钙反应使混凝土碱性降低，进而降低混凝土结构的抗压强度，破坏混凝土结构的表层质量，影响混凝土结构的稳定性。而本专利技术的混凝土在遇到上述情况时可利用所述可逆煅烧处理水滑石的重建特点吸收固化二氧化碳形成的碳酸根，提高混凝土的防碳化能力，提高混凝土结构的耐久性。
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1.一种钢渣机场混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的钢渣机场混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述钢渣粗骨料、钢渣细骨料、含硫尾砂的重量份比为1.0：0.45～0.7：0.8～1.3；可选地，步骤(1)中，所述水的添加量能没过所述粗骨料和细骨料即可。
3.根据权利要求1所述的钢渣机场混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述加热温度为40～60℃，所述搅拌反应的时间为24～36h。
4.根据权利要求1所述的钢渣机场混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述固液体系中硅酸钠的初始质量分数为1.5～2％。
5.根据权利要求1所述的钢渣机场混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述静置时间为50～90min。
6.根据权利要求1所述的钢渣机场混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述可逆煅烧处理的水滑石粉是将碳酸根型水滑石粉在400～480℃之间煅烧30～45min，然后冷却至室温得到；
7.根据权利要求1所述的钢渣机场混凝土的制备方法，其特征在于
8.根据权利要求1所述的钢渣机场混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述减水剂包括聚羧酸减水剂、萘系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂中的任意一种。
9.根据权利要求1-8任一项所述的钢渣机场混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述干混料中还包括纤维丝1.8～3.5重量份；
10.权利要求1-9任一项所述的制备方法得到的高耐磨性钢渣机场混凝土在机场、建筑墙体、公路或隧道工程领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种钢渣机场混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的钢渣机场混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述钢渣粗骨料、钢渣细骨料、含硫尾砂的重量份比为1.0：0.45～0.7：0.8～1.3；可选地，步骤(1)中，所述水的添加量能没过所述粗骨料和细骨料即可。
3.根据权利要求1所述的钢渣机场混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述加热温度为40～60℃，所述搅拌反应的时间为24～36h。
4.根据权利要求1所述的钢渣机场混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述固液体系中硅酸钠的初始质量分数为1.5～2％。
5.根据权利要求1所述的钢渣机场混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述静置时间为50～90min。
6.根据权利要求1所述的钢渣机场混凝土的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述可逆煅烧处理的水滑石粉是...
【专利技术属性】
技术研发人员：王光洲，李强，张金镯，冯永瑞，高建华，李付新，张令果，
申请(专利权)人：平邑中联水泥有限公司，
类型：发明
国别省市：
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