一种以冶金渣为主要原料的混凝土管材制备方法技术

一种以冶金渣为主要原料的混凝土管材制备方法，以冶金渣粉作为胶凝材料制备混凝土，混凝土管材成型采用悬辊成型法，将拌合好的混凝土喂入固定有钢筋网架并已开机旋转的钢制模具，在悬辊结束后，将成型好的混凝土管材在１０～４０℃情况下，带模静养１～８小时，随后混凝土管材被带模吊入蒸养池，蒸养温度为５０～１００℃，蒸养时间为５～２０小时，蒸养结束后脱掉钢模，再在５～４０℃的环境下养护１５～３０天即得产品。优点在于，分别利用了复合粉的复合叠加效应，保证了混凝土管材的力学性能，而且由于钢渣粉的引入在一定程度上提高了混凝土孔溶液的ｐＨ值，从而改善了混凝土管材的抗钢筋锈蚀性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于混凝土制品制备领域，特别是提供了一种以冶金渣为主要原料的混凝 土管材制备方法。
技术介绍
硅酸盐水泥水化时，形成了大量的强度较低、稳定性较差的Ca/Si为1.3~1.9的水 化硅酸钙和氢氧化钙，不利于混凝土性能的改善。在混凝土原料中掺入活性掺合料， 可使水化产物中的高碱性水化硅酸钙转化为低碱性水化硅酸钙，并可显著减少和消除 Ca(OH)2的不良影响，改善混凝土的耐久性能。矿渣被认为是高活性的混凝土掺和料， 而我国2006年矿渣产量仅为1.6亿吨，远不能满足市场需求，导致矿渣粉价格不断上 涨。相对而言，2006年我国水泥产量达12.4亿吨，高活性混凝土掺和料的需求量在4 亿吨以上，面临着巨大的市场需求。随着国民经济的快速发展、城市化进程的加快，管材需求量日益增多。相对于金 属管材、塑料管材，由于混凝土管材的低廉成本，深受设计部门和使用部门的青睐。 目前市场上通用的混凝土管主要为预应力混凝土管、混凝土管和钢筋混凝土管，而用 量最大的是钢筋混凝土管。根据制管工艺不同，制管方法可分为离心、悬辊、立式挤 压及立式振动等法。与其它制管工艺相比，悬辊法具有管外压强度高、外负荷重大、 不跑浆、混凝土密实度好、抗渗性好、耐久性优良等特点，而被广泛采用。公开号为CN 1443633A的《复合硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术 方法》专利中，复合硅酸盐水泥中矿渣(或钢渣)掺加量仅为15%~25%。公开号为 CN1431090A的专利《掺磨细钢渣生产预应力离心高强混凝土管桩技术方法》中，必 须要将经常压蒸汽养护后的管桩送入到蒸压釜中进行高压蒸汽养护后，才能得到所需 制品。公开号为CN 1448359A的专利《管桩生产用压蒸混凝土复合掺合料及制作方 法》，以高硅砂为主要原料(掺加量为50%~80%)，磨细至比表面积大于380m2/kg， 离心成型后先在85'C常压蒸汽中养护5小时，然后再在185'C高压蒸汽中养护9小时， 设备投资大、工艺复杂、制造成本较高。公开号为CN 101041566A的《高强管桩生 产用三组分复合掺合料的制作方法》中，将矿渣(或钢渣)与高硅砂及粉煤灰三组分 复合后磨细至比表面积350m2/kg，其中矿渣(或钢渣)掺加重量比为30%~72%，需 要在高温高压(17(TC 200'C、 9 10个大气压)的水蒸汽养护作用下才能获得所需质 量要求的混凝土管材。上述专利技术在混凝土管材制备中，掺加冶金渣量较低，尤其是钢渣量更低；同 时在管材制备是都需要进行高温、高压长时间养护，从而不但使设备复杂、庞大，而 且还是制备成本显著提高。在实际生产中，采用较多的是在混凝土中掺配单一矿物掺3合料，如单掺矿渣、粉煤灰、硅灰等。由于在单掺一种掺合料时，只是利用了这种物 料的某一种性能，而使混凝土综合性能提高有限。在将钢渣和矿渣复合制备掺合料时, 可使二者作用效果相互促进产生明显的"复合叠加效应"，不但能够使混凝土具有较好 的工作性能，而且由于钢渣高钙物质的引入，使钢筋表面的钝化膜不易被破坏，改善 了混凝土的抗钢筋锈蚀性能，同时由于钢渣的价格低廉还在很大程度上降低了混凝土 的制备成本。钢渣矿渣复合制备混凝土掺合料，已成为钢渣高附加值利用的主要方向。而利用 钢渣矿渣复合粉生产混凝土预制构件技术，有望解决几十年来制约我国钢渣高值利用 的瓶颈问题。由于产品的高附加值，还可以将其销售半径显著扩大，从而克服以往所 开发的钢渣矿渣产品受运距限制而使产地与市场脱节的弊端。
技术实现思路
本专利技术目的是提供，在充分利用 钢渣矿渣复合粉"复合叠加效益"的基础上，制备混凝土管材，这不但能够降低混凝土 管材的制备成本，而且由于钢渣粉的掺入还可提高混凝土孔溶液的PH值，从而进一 步改善混凝土管材的抗钢筋锈蚀性能。本专利技术以冶金渣粉作为主要胶凝材料制备混凝土，混凝土管材成型采用悬辊成型 法，将拌合好的混凝土喂入固定有钢筋网架并己开机旋转的钢制模具，在悬辊结束后， 将成型好的混凝土管材在10 4(TC情况下，带模静养1 8小时，随后混凝土管材被带 模吊入蒸养池，蒸养温度为50 100°C，蒸养时间为5 20小时，蒸养结束后脱掉钢 模，再在5 40r的环境下养护15 30天即可作为产品出售。本专利技术所述的混凝土是在配制混凝土时，将钢渣粉与矿渣粉复合后，等量替代 20% 80%的水泥；混凝土细集料可以为尾矿、河砂、山砂或机制砂；水灰重量比为 0.2 0.7;添加胶凝材料总量0 3重量％的混凝土减水剂；还可掺入胶凝材料总量0 40重量％的粉煤灰以改善混凝土的流动和工作性能。本专利技术所述的胶凝材料中复合粉所占比例为20 80重量％，复合粉由钢渣粉与矿 渣粉复合而成，钢渣粉与矿渣粉比例为0~50重量％:50~100重量％，复合粉的比表面 积为350m2/kg~600m2/kg。用矿渣粉和钢渣粉代替水泥制备混凝土管材，不但可降低管材的制备成本，而且 由于钢渣粉的惨入还可提高混凝土孔溶液的PH值，改善管材的抗钢筋锈蚀性能。同 时由于矿渣粉密度(2.9g/cmS)较水泥密度(3.1 g/cm"小，在管材中速和中高速离心时， 易引起材料的分层、离析而导致混凝土材料分布不均，使管材内壁产生浮浆，影响混 凝土质量。而在将钢渣(钢渣粉密度按3.2 g/cmH十)与矿渣等量复掺时，复合粉密度(3.05 g/cm"与水泥密度(3.1 g/cm"相近，不会出现胶凝物料的分层现象。本专利技术主要优点在于.-(1)相对于以往的单掺矿渣粉进行混凝土管材制备，在将钢渣粉与矿渣粉复掺 后进行混凝土管材制备，不但充分利用了复合粉的复合叠加效应，保证了混凝土管材4的力学性能，而且由于钢渣粉的引入在一定程度上提高了混凝土孔溶液的PH值，从 而改善了混凝土管材的抗钢筋锈蚀性能，另一方面由于钢渣粉的掺入还可提高管材的 成材率。(2)钢渣粉与矿渣粉的复掺，不但降低了混凝土管材的制备成本，而且由于制品附加值的升高，还可解决以往钢渣产品受运距限制而使产地与市场脱节的弊端。附图说明图1为本专利技术工艺流程图。具体实施例方式本专利技术涉及，以内径为500mm、 长为3000mm、壁厚为50mm的混凝土管材制备为例，其实现步骤结合图1描述如下采用标号为42.5#的水泥，胶凝材料用量为300kg/r^配制混凝土时，可将钢渣粉 与矿渣粉按1:1比例复合后，等量替代50%的水泥，其中钢渣粉满足GB/T20491-2006 标准中规定的一级钢渣粉的性能要求，矿渣粉满足GB/T 18046-2008标准中规定的S95 级矿渣粉的性能要求；采用二级粉煤灰，用量为150kg/m3混凝土；采用细度模数为 2.7的河砂，用量为600 kg/m"昆凝土，也可采用海砂，但其氯盐含量(以NaCl计)不 得大于0.1%;碎石的质量应符合国家标准，针片状含量不大于15%，含泥量不大于 1%，泥块含量不大于0.5%，最大粒径不大于管壁厚的1/3并不大于环向钢筋净距的 3/4，用量为110kg/m3混凝土；水灰比为0.3;添加胶凝材料总量1%的萘系高效减水 剂。将拌合好的混凝土均匀喂入固定有钢筋网架并己开机旋转的钢制模具，钢筋骨架 已预先涂刷隔离剂。在喂料至预定量后，净辊时间不宜过长， 一般以1 4分钟为宜。 净辊结束时应逐渐停机，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以冶金渣为主要原料的混凝土管材制备方法，其特征在于，以冶金渣粉作为胶凝材料制备混凝土，混凝土管材成型采用悬辊成型法，将拌合好的混凝土喂入固定有钢筋网架并己开机旋转的钢制模具，在悬辊结束后，将成型好的混凝土管材在１０～４０℃情况下，带模静养１～８小时，随后混凝土管材被带模吊入蒸养池，蒸养温度为５０～１００℃，蒸养时间为５～２０小时，蒸养结束后脱掉钢模，再在５～４０℃的环境下养护１５～３０天。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯仕章，冯向鹏，廖洪强，赛音巴特尔，时朝昆，余广炜，
申请(专利权)人：首钢总公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]