專利名稱：含有霧化鋼渣的聚合物混凝土組成物及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有霧化鋼渣的聚合物混凝土組成物及其制造方法，尤其涉及含有霧化鋼渣的聚合物混凝土組成物，該霧化鋼渣是作為集料而含于包括熱固性樹脂的聚合物混凝土組成物中，由此可增大聚合物混凝土組成物的流動性，而且該霧化鋼渣的形狀幾近球狀，由此可減少熱固性樹脂的量，最終可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益并增大混凝土產(chǎn)物的壓縮與彎曲強(qiáng)度，以及涉及其制造方法。
背景技術(shù)：
一般是將主要由水泥、水與集料構(gòu)成(視需求進(jìn)一步含有摻合物)的營建與工程用混凝土現(xiàn)場倒入或以下述方式應(yīng)用當(dāng)需要進(jìn)行預(yù)鑄時，在改變水與水泥的比例的情況下混合混凝土組成物；使其歷經(jīng)一使用振動擠壓和離心的成形過程；及固化來制得混凝土產(chǎn)物單元。然而，此類型的常用混凝土存在以下問題鋼筋條的耐久性會因腐蝕、中和、海風(fēng)和水造成的損壞等而減弱。為解決此現(xiàn)象而采用通過化學(xué)樹脂如環(huán)氧樹脂、胺基甲酸酯、硅酮、不飽和聚酯等或使用涂料涂布鋼筋條的方法，但其缺點(diǎn)與耐久性、經(jīng)濟(jì)效益和粘著性息息相關(guān)。尤其是作為一典型營建材料的波特蘭(Portland)水泥混凝土雖具有經(jīng)濟(jì)效益和結(jié)構(gòu)特性方面的優(yōu)點(diǎn)，但具有以下缺點(diǎn)因粘結(jié)劑為水泥水合物而造成硬化減慢、拉伸強(qiáng)度降低、干燥收縮量增大及抗化學(xué)腐蝕性惡化。為解決所述問題，在制造混凝土?xí)r，非使用水泥而是使用液態(tài)樹脂如熱固性或熱塑性樹脂作為粘結(jié)劑來結(jié)合集料，以產(chǎn)生聚合物混凝土。相較于所述水泥混凝土的防水性、 耐久性、抗化學(xué)腐蝕性、彎曲/拉伸/壓縮強(qiáng)度及抗震性，此聚合物混凝土具有較優(yōu)良的所述特性。該聚合物混凝土雖具此方面的優(yōu)異性能，但缺點(diǎn)在于其是由昂貴的有機(jī)聚合物集料與填料制成，故相較于該水泥混凝土具較低的經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)果導(dǎo)致該聚合物混凝土其最終用途不得不受限。更且，消耗大量材料和能源的鋼鐵工業(yè)會產(chǎn)生大量作為造船、煉鋼、軋制 (rolling)及其它復(fù)雜生產(chǎn)過程的副產(chǎn)物的鋼渣。所述鋼渣是在轉(zhuǎn)爐或電弧爐中對煉鋼材料，如生鐵或廢鐵進(jìn)行精煉時所產(chǎn)生的工業(yè)廢料。若此鋼渣在未回收的情況下丟棄時，將會因粉塵散播或滲出水而導(dǎo)致各種環(huán)境問題，而且須建造大規(guī)模的廢棄物工廠而無濟(jì)于經(jīng)濟(jì)效益。因此，對所述鋼渣的用途既進(jìn)行通盤研究。該鋼渣較鐵為輕，故可因比重差異分離， 又其幾乎不含重金屬，對環(huán)境的傷害可降至最低，于是便積極進(jìn)行將所述鋼渣用作工業(yè)營建材料的研究。但是，由于鋼渣中包括游離氧化鈣(f-CaO)，故其可能因接觸水所引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致體積膨脹。于是，將所述鋼渣用于鋪路材料或混凝土?xí)r會產(chǎn)生裂痕，因此，已提出對鋼渣實(shí)施一后處理過程如熟化以使其可于化學(xué)穩(wěn)定態(tài)下使用的方法，但此方法的可靠性不高且其實(shí)際應(yīng)用受限。近來已開發(fā)有以下方法在熔融狀態(tài)下使用高速空氣急速冷卻鋼渣，以控制所產(chǎn)生的游離氧化鈣的量。由于藉此獲得的鋼渣其形狀呈球狀，故其稱為“霧化鋼渣(AAS) ”，而由急速冷卻獲得的鋼渣則稱為“急速冷卻鋼渣(RCSS) ”。所述霧化鋼渣因存有游離氧化鈣而較無膨脹裂開的憂慮，更且，由于霧化鋼渣的形狀與細(xì)的集料相近，幾近球狀，故將該鋼渣用作混凝土的營建材料時可展現(xiàn)出球軸承效果而增大其流動性。然而，該霧化鋼渣具有高于其它材料的密度而導(dǎo)致材料離析，使得最終難以將該霧化鋼渣應(yīng)用在除用于特殊用途的混凝土以外的領(lǐng)域。韓國未審查專利公開第10-2007-0095706號(標(biāo)題具有高強(qiáng)度的超輕或超高重量聚合物混凝土組成物、其制備方法及使用該方法制造聚合物混凝土產(chǎn)物的方法)揭露將通過粉碎和壓碎而化成粉末狀態(tài)的鋼渣用作粉末材料、將霧化鋼渣用作集料的一部分的取代物，并采用鐵纖維和鋼纖維來達(dá)到極高重量以制造聚合物混凝土組成物，但所得的產(chǎn)物的強(qiáng)度不佳地低于常用聚合物混凝土的強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明有鑒于相關(guān)技術(shù)中發(fā)生的所述問題而作出。本發(fā)明提供含有霧化鋼渣的聚合物混凝土組成物及其制造方法，其中將霧化鋼渣用作傳統(tǒng)聚合物混凝土的細(xì)及/ 或粗的集料的取代物，相較于傳統(tǒng)聚合物混凝土，藉此可回收作為工業(yè)廢料的鋼渣、減少昂貴聚合物混凝土樹脂的使用以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，并且改善質(zhì)量和加工性。本發(fā)明的一內(nèi)容提供一種聚合物混凝土組成物，其包括集料及結(jié)合集料用的熱固性樹脂，其中集料中的細(xì)的集料的一部分或全部是由霧化鋼渣取代。本發(fā)明的另一內(nèi)容提供一種聚合物混凝土組成物，其包括集料及結(jié)合集料用的熱固性樹脂，其中集料中的粗的集料和細(xì)的集料均是由霧化鋼渣取代。該霧化鋼渣為急速冷卻后的鋼渣，是由以下方式獲得將含于煉鐵廠的煉鋼過程所產(chǎn)生的液相中的鋼渣導(dǎo)入到鍋中；使鋼渣流向噴灑混有水的高壓氣體的區(qū)域，以使鋼渣接受混有水的高壓氣體的動能；因表面張力使鋼渣碎裂成呈球狀的大量細(xì)微顆粒；并使用水或空氣急速冷卻該細(xì)微顆粒。將由此獲得的霧化鋼渣的形狀示于

圖1，并將其物理特性提供于下表1。表1霧化鋼渣和沙的物理特性
權(quán)利要求
1.一種聚合物混凝土組成物，包含集料及結(jié)合集料用的熱固性樹脂，其特征在于，集料中的細(xì)的集料的一部分或全部是由霧化鋼渣取代。
2.一種聚合物混凝土組成物，包含集料及結(jié)合集料用的熱固性樹脂，其特征在于，集料中的粗的集料和細(xì)的集料均是由霧化鋼渣取代。
3.如權(quán)利要求1所述的聚合物混凝土組成物，其特征在于，該聚合物混凝土組成物包含該熱固性樹脂、粗的集料、該霧化鋼渣、減縮劑、填料及引發(fā)劑。
4.如權(quán)利要求1所述的聚合物混凝土組成物，其特征在于，該聚合物混凝土組成物包含該熱固性樹脂、粗的集料、該細(xì)的集料、該霧化鋼渣、減縮劑、填料及引發(fā)劑。
5.如權(quán)利要求2所述的聚合物混凝土組成物，其特征在于，該聚合物混凝土組成物包含該熱固性樹脂、該霧化鋼渣、減縮劑、填料及引發(fā)劑。
6.如權(quán)利要求3所述的聚合物混凝土組成物，其特征在于，該聚合物混凝土組成物包含10vol% 30vol%的該熱固性樹脂、30vol% 50vol%的該粗的集料、15vol% 25vol %的該霧化鋼渣、2vol % 6vol %的該減縮劑、IOvol % 20vol %的該填料及 0. Ivol% 0. 5vol%的該引發(fā)劑。
7.如權(quán)利要求4所述的聚合物混凝土組成物，其特征在于，該聚合物混凝土組成物包含IOvol % 30vol%的該熱固性樹脂、30vol% 50vol %的該粗的集料、4. 75vol% 15. 75vol%的該細(xì)的集料、4. 75vol% 15. 75vol %的該霧化鋼渣、2vol % 6vol%的該減縮劑、IOvol% 20vol%的填料及0. Ivol% 0. 5vol%的該引發(fā)劑。
8.如權(quán)利要求5所述的聚合物混凝土組成物，其特征在于，該聚合物混凝土組成物包含4vol % IOvol %的該熱固性樹脂、45vol % 75vol %的該霧化鋼渣、0. 85vol % 2vol%的該減縮劑、15vol% 20vol%的該填料及0. 13vol% 0. 16vol%的該引發(fā)劑。
9.如權(quán)利要求3至8任一項(xiàng)所述的聚合物混凝土組成物，其特征在于，該熱固性樹脂為不飽和聚酯樹脂；該霧化鋼渣具有密度3. 3g/cm3 3. 8g/cm3、固體體積60 % 70 %及粒徑0. 3mm 5mm ；該引發(fā)劑為甲基乙基酮過氧化物；該減縮劑為聚苯乙烯樹脂；以及該填料為研磨碳酸鈣。
10.一種制造聚合物混凝土組成物的方法，其特征在于，該方法包含(a)混合熱固性樹脂和減縮劑；(b)混合填料、粗的集料和霧化鋼渣；(c)混合(a)所獲得的樹脂混合物和(b)所獲得的粉末混合物；以及(d)添加引發(fā)劑至(c)所獲得的混合物中。
11.一種制造聚合物混凝土組成物的方法，其特征在于，該方法包含(a)混合熱固性樹脂和減縮劑；(b)混合填料、細(xì)的集料、粗的集料和霧化鋼渣；(c)混合(a)所獲得的樹脂混合物和(b)所獲得的粉末混合物；以及(d)添加引發(fā)劑至(c)所獲得的混合物中。
12.一種制造聚合物混凝土組成物的方法，其特征在于，該方法包含(a)混合熱固性樹脂和減縮劑；(b)混合填料和霧化鋼渣；(c)混合(a)所獲得的樹脂混合物和(b)所獲得的粉末混合物；以及(d)添加引發(fā)劑至(c)所獲得的混合物中。
13.如權(quán)利要求10至12任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，(a)中，該熱固性樹脂為不飽和聚酯樹脂、該減縮劑為聚苯乙烯樹脂，且該不飽和聚酯樹脂和該聚苯乙烯樹脂可用體積比41混合；(b)中，該霧化鋼渣具有密度3.4g/cm3 3. 6g/cm3、固體體積60 % 70 %及粒徑 0. 3mm 5mm且該填料為研磨碳酸鈣；以及(d)中，該引發(fā)劑為甲基乙基酮過氧化物。
全文摘要
本發(fā)明公開一種含有霧化鋼渣的聚合物混凝土組成物及其制造方法。該聚合物混凝土組成物中包括集料及結(jié)合集料用的熱固性樹脂，由具有高固體體積和高密度且形狀呈球狀的霧化鋼渣取代集料中的細(xì)及/或粗的集料，可增大聚合物混凝土組成物的流動性、減少熱固性樹脂的量并增加每單位體積的集料的量，結(jié)果可增大包含壓縮強(qiáng)度及流動性的聚合物混凝土產(chǎn)物的工程特性，并產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號C04B18/20GK102264664SQ200880131048
公開日2011年11月30日 申請日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者郭殷求, 金振晚, 金載元, 黃義煥 申請人:公州大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)