本發(fā)明涉及一種混凝土施工技術(shù)，特別涉及一種鋼渣混凝土施工技術(shù)，屬于建筑施工
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：近年來，超高層建筑進入一個飛速發(fā)展的階段，世界各地高層建筑拔地而起。為確保施工進度要求，超高層建筑在基礎(chǔ)處理時，較多采用“逆作法施工”，節(jié)約關(guān)鍵線路上的工序時間。鋼渣混凝土就是在此環(huán)境下產(chǎn)生的一種特種配重型混凝土。此類混凝土為增加基礎(chǔ)配重，代替基礎(chǔ)施工抗拔樁，以到達節(jié)約工期的目的。鋼渣是煉鋼過程中產(chǎn)生的廢渣，數(shù)量約為鋼產(chǎn)量的l5％～20％，2013年我國的鋼產(chǎn)量為16億噸，居世界第一位。由于鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的提高和發(fā)展，使大量鋼渣棄置堆積，不僅成為污染環(huán)境的一大公害，而且占用大量土地。為了適應(yīng)鋼鐵工業(yè)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的需要，近年來，科研人員逐漸開始關(guān)注鋼渣的利用價值，注重于研究鋼渣的綜合利用技術(shù)，尋求多種途徑利用鋼渣。而鋼渣混凝土就是一種比較有效、而且能大量消耗鋼渣的利用方式。一般來說，利用鋼渣替代石子作為粗細骨料容重能達到2500～3000kg/m3，主要用于結(jié)構(gòu)配重和防護使用。用鋼渣代替石子作為集料生產(chǎn)配重混凝土，對于保護環(huán)境、降低工程造價、變廢為寶、促進循環(huán)經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的意義?，F(xiàn)有技術(shù)關(guān)于鋼渣配重混凝土的研究中，張海霞等人在“鋼渣作為配重混凝土集料的研究”(《21世紀(jì)建筑材料》2011年第2期90-92頁)中試驗了用鋼渣代替石子作為粗集料配制鋼渣混凝土，研究了該混凝土的工作性能、力學(xué)性能及耐久性。通過試驗及工程應(yīng)用證明鋼渣混凝土容重在3000kg/m3以上，抗壓強度、抗?jié)B性及抗凍性均符合普通混凝土的要求，可作為配重混凝土使用。該混凝土節(jié)約了石子等不可再生資源、降低生產(chǎn)成本、變廢為寶、具有良好的經(jīng)濟與社會效益。但是其中使用水泥和粉煤灰的量較大，且需要使用高品質(zhì)的砂作為原料，其強度較低，經(jīng)濟性較差。涂文懋等人在“鋼渣顯微構(gòu)造和特性及其在混凝土中的應(yīng)用研究”(《混凝土》2007年11期)指出目前我國鋼鐵工業(yè)中鋼渣的排放量較大，但是鋼渣的利用率卻遠遠低于其它國家。 為更好地利用鋼渣，必須充分了解鋼渣的顯微構(gòu)造及特性。利用光學(xué)顯微鏡研究了鋼渣及鋼渣混凝土的顯微構(gòu)造特征，借助顯微硬度測試儀研究了鋼渣自身及鋼渣混凝土的顯微硬度，為鋼渣代替砂石集料在混凝土中應(yīng)用提供顯微構(gòu)造方面的研究基礎(chǔ)。該文作者還提出鋼渣中粉化區(qū)是影響鋼渣強度的薄弱點，如何發(fā)揮好混凝土的粘合作用提高層面的薄弱環(huán)節(jié)是提高鋼渣混凝土應(yīng)用強度亟需解決的難題。中國專利CN103819148A公開了一種鋼渣混凝土，由：320～330重量份的水泥、175～185重量份的水、1060～1070重量份的重晶砂、500～510重量份的石子、795～805重量份的燒結(jié)球、15～25重量份的奈系高效減水劑、32～40重量份的膨脹劑、85～95重量份的粉煤灰制成。其制備的鋼渣混凝土具有較好的強度，實用性好，但是其中使用的重晶砂等比例難以進一步提高，鋼渣利用率受到限制，尤其對于某些工程地缺少重晶砂的地區(qū)，此類鋼渣混凝土施工將會受到嚴(yán)重的限制。另外，鋼渣混凝土因為表面多孔特性用水量較大，而且內(nèi)部摩擦阻力大，流動性差，不易于泵送機械泵送施工，嚴(yán)重制約了鋼渣混凝土的可應(yīng)用范圍，也不利于工程進度的推進。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在鋼渣混凝土結(jié)構(gòu)強度不足、鋼渣表面強度薄弱、原料配比限制大、易和性、流動性差等不足，提供一種全新的鋼渣混凝土。本發(fā)明的鋼渣混凝土采用高占比的鋼渣原料進行混凝土制備，具有較高的強度，整體缺陷少，最重要的是易和性好，流動性佳，滿足泵送施工要求，特別適用鋼渣原料豐富的工程地區(qū)。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：一種鋼渣混凝土，包括體積份以下原料制成：鋼渣石1100-1500份、礦粉80-120份、鐵尾礦砂1000-1400份、水泥200-250份、水150-190份、粉煤灰10-50份、減水劑1-12份。本發(fā)明選用鋼渣石作為鋼渣混凝土的主要成分制成配重混凝土，因為鋼渣石的化學(xué)成分與水泥相似，鋼渣中也含有硅酸三鈣(C3S)、硅酸二鈣(C2S)，所以配重塊具有結(jié)構(gòu)強度較高、容重比大的特點。但是，鋼渣與水泥相比，C3S的含量相對較低，且多以固溶體狀態(tài)存在的，C3S中往往還固溶了FeO、MgO、Al2O3等，使得它的水化速度比水泥中的硅酸三鈣慢，所以，鋼渣混凝土的水硬性要比水泥慢的多，通過優(yōu)化鋼渣混凝土的原料成分配比可以在一定程度上改善鋼渣混凝土的水硬性?？傮w而言，對于配重混凝土來說達到設(shè)計所需要的容重是最主要的，因此強度的略微下降是可以接受的。進一步，所述鋼渣混凝土原料配比為：鋼渣石1200-1400份、礦粉90-110份、鐵尾礦砂1100-1300份、水泥220-240份、水160-180份、粉煤灰20-40份、減水劑5-10份。通過優(yōu)化鋼渣混凝土的原料成分配比，可以顯著的改善鋼渣混凝土的水硬性，提高鋼渣混凝土配重塊的早硬強度。鋼渣石的堆積密度、表觀密度與重晶石相似，作為配重混凝土表觀密度對混凝土容重影響最大。我國重晶石資源主要集中在南方，貴州省占全國總儲量三分之一，湖南、廣西分別居全國第二。北方地區(qū)很少有這種資源，特別是蒙古地區(qū)嚴(yán)重稀缺重晶石類資源，雖然使用重晶石可以從重量、抗?jié)B性、抗凍融等指標(biāo)都能達到設(shè)計要求，但從價格上由于增加了大量的運輸成本。根據(jù)配合比對比，二種材料的摻加量相近，鋼渣石單價為200元/t，重晶石單價為400元/t，因此如果在重晶石稀缺地區(qū)使用重晶石做配重混凝土骨料，成本會大幅度增加。而本發(fā)明中完全采用鋼渣石代替重晶石大大進一步，所述鋼渣混凝土原料配比為：鋼渣石1250-1350份、礦粉90-105份、鐵尾礦砂1150-1250份、水泥225-240份、水165-178份、粉煤灰25-38份、減水劑6-9份。制備得到的鋼渣混凝土結(jié)構(gòu)強度和水硬性適中，且具有良好的易和性、流動性，滿足泵送施工要求。特別是當(dāng)所述鋼渣混凝土原料配比為：鋼渣石1300份、礦粉100份、鐵尾礦砂1200份、水泥230份、水170份、粉煤灰30份、減水劑7.5份時，能夠在減少常規(guī)混凝土用量的同時，實現(xiàn)鋼渣混凝土的泵送施工，大大提高了工程的環(huán)保特性，并保證施工進度順利完成。進一步，所述鋼渣石或鐵尾礦砂符合JGJ52—2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅱ類技術(shù)要求，細度模數(shù)在2.6～2.92之間。選用細度模數(shù)為2.6-2.92的中砂可以有效的填滿鋼渣石中的空隙，以提高混凝土的密實度、以增加強度。而且中砂特別適用于鋼渣混凝土，不會出現(xiàn)細骨料填充效果不佳的問題，也不會因為用砂量過粗混凝土多孔的缺陷。進一步，所述鋼渣物理性質(zhì)為：容重3200-3320kg/m3，優(yōu)選為3270kg/m3，緊堆密度1650-1720kg/m3，優(yōu)選為1680kg/m3，常壓吸水率4～5％。鋼渣的主要化學(xué)成分與硅酸鹽水泥熟料和高爐礦渣的化學(xué)成分基本相似，容重在3250kg/m3左右特別適用于混合配制配重塊混凝土，可以精準(zhǔn)的控制配重塊的密度，有利于施工配重塊的容重的精準(zhǔn)控制。進一步，先將骨料進行預(yù)先吸水，然后用于配制鋼渣混凝土。有效的抑制鋼渣混凝土的塌落度損失，避免因為鋼渣混凝土塌落度缺失較快影響鋼渣混凝土的易和性、泵送性。進一步，所述鋼渣混凝土的坍落度大于160mm，優(yōu)選大于180mm。坍落度是在實際施工中用來判斷混凝土施工和易性好壞的一個標(biāo)準(zhǔn)，增加砼的流動性，更有利于鋼渣混凝土的自 動化泵送。進一步，所述鋼渣混凝土容重為2990-3100kg/m3，高容重比的鋼渣混凝土更適用于配重塊，優(yōu)選的鋼渣混凝土容重為3000-3080kg/m3。進一步，本發(fā)明的鋼渣混凝土28d抗壓強度應(yīng)大于30Mpa，最好是能夠大于35Mpa。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：用鋼渣代替石子作為粗集料來配制鋼渣混凝土，可以起到配重及防護作用，其各項指標(biāo)均符合普通混凝土的標(biāo)準(zhǔn)要求，甚至抗?jié)B性、耐磨性等方面還要優(yōu)于普通混凝土。大量利用鋼渣既保護黃砂、石子、鐵礦石等資源，又減少鋼渣堆放對環(huán)境的污染，保護生態(tài)。此外，還節(jié)約了成本，具有良好的經(jīng)濟效益。具體實施方式現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于配重型混凝士的配合比計算尚無經(jīng)驗公式，尤其是新型材料鋼渣石制備配重混凝土，設(shè)計配比出容重為3000kg/m3的配重型混凝土，尚無報道。而某些工程地區(qū)缺少重晶石粗骨料，而鋼渣石、鐵尾礦砂等新型建筑材料豐富，本發(fā)明旨在提出一種配比合理，各項參數(shù)優(yōu)良的鋼渣混凝土配方。研究可用重集料及容重可知鋼渣石和鐵尾礦砂的表觀密度較大，而水和粉煤灰等表觀密度較小，如何科學(xué)的調(diào)整鋼渣混凝土中各原料的配合比，實現(xiàn)容重3000kg/m3以上的配重型混凝土是主要難點。現(xiàn)有資料表明鋼渣石、礦粉、鐵尾礦砂等的表觀密度參數(shù)如下表：表1重集料及容重初步設(shè)計鋼渣混凝土配比由體積份比以下原料制成：鋼渣石1100-1500份、礦粉80-120份、鐵尾礦砂1000-1400份、水泥200-250份、水150-190份、粉煤灰10-50份、減水劑1-12份。根據(jù)混凝土的設(shè)計強度和水泥的實際強度來確定試驗的水灰比。在配制鋼渣混凝土的試驗中，以破碎的鋼渣代替石子作為粗骨料，由于鋼渣表面多孔且粗糙，故拌制鋼渣混凝土?xí)r的需水量要比普通混凝土大。在基礎(chǔ)上的鋼渣混凝土主要創(chuàng)新點是成本可控、節(jié)約工期。在容重偏低時需采用鋼渣砂或者鐵尾礦砂代替細骨料，鋼渣粉作為膠凝材料取代部分水 泥；由于水的表觀密度較小，在確保和易性的條件下，盡量降低用水量來增加容重。在相同水灰比的條件下，進一步通過調(diào)整混凝土的砂率，觀察拌和物的和易性，測定混凝土的28d強度，找到最合適的砂率。優(yōu)化所述鋼渣混凝土原料配比為：鋼渣石1200-1400份、礦粉90-110份、鐵尾礦砂1100-1300份、水泥220-240份、水160-180份、粉煤灰20-40份、減水劑5-10份。用等體積的鋼渣石代替普通混凝土中的石子，用等體積的鐵尾礦砂或鋼渣砂代替普通混凝土中的砂，初步配合作為鋼渣混凝土，優(yōu)化后的鋼渣混凝土易和性塌落度有所改善，作為配重混凝土應(yīng)用效果較好。為了進一步提高鋼渣混凝土的易和性，對原料進行優(yōu)化篩選，所述鋼渣砂或鐵尾礦砂細度模數(shù)在2.6～2.92之間。特別是符合JGJ52—2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅱ類技術(shù)要求。在反復(fù)試驗中優(yōu)化所述鋼渣混凝土原料配比為：鋼渣石1250-1350份、礦粉90-105份、鐵尾礦砂1150-1250份、水泥225-240份、水165-178份、粉煤灰25-38份、減水劑6-9份。此配比下的鋼渣混凝土結(jié)構(gòu)強度和水硬性適中，兼具有良好的易和性、流動性，滿足泵送施工要求。實現(xiàn)了鋼渣混凝土的泵送施工，大大提高了工程的環(huán)保特性，并保證施工進度順利完成。進一步，優(yōu)選所述鋼渣混凝土塌落度大于160mm，最好是塌落度為160-200mm，新拌鋼渣混凝土的和易性良好，初步滿足泵送要求。應(yīng)用中坍落度損失較快，可能與鋼渣吸水率較大有關(guān)，所以優(yōu)選的情況是先將骨料進行預(yù)先吸水，解決塌落度損失較快的缺點。特別是將鋼渣石預(yù)先吸水處理，因為鋼渣石具有多孔結(jié)構(gòu)，吸水性比較強，將其進行預(yù)吸水處理可以有效抑制鋼渣混凝土的塌落度損失過快。作為另一優(yōu)選情況，還可以將鐵礦尾砂預(yù)先吸水。作為實施方案具體情況之一，所述減水劑為聚羧酸系、萘系、氨苯磺酸系或密胺系高效減水劑。優(yōu)選為聚羧酸系減水劑，聚羧酸系減水劑摻量低、減水率高、坍落度穩(wěn)定，滿足鋼渣混凝土的泵送要求。作為實施方案具體情況之一，所述水泥為42.5Mpa級普通硅酸鹽水泥。本發(fā)明的鋼渣混凝土滿足混凝土容重均在3000kg/m3以上，滿足批量生產(chǎn)及泵送要求?？梢杂糜谑┕がF(xiàn)場，起到配重作用，作為本發(fā)明的最佳優(yōu)選情況如下表所示。表2鋼渣混凝土配合比(kg/m3)下面結(jié)合試驗例及具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本
發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。本發(fā)明中未特別說明的百分比均為重量百分比。并針對具體實施例中的鋼渣混凝土進行強度、易和性、坍落度(塌落度)測試，分析最佳鋼渣混凝土配比情況。實施例1-10按JGJ52—2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅱ類技術(shù)要求對原料進行初步篩選，剔除鋼渣礦石、鐵礦尾砂中的雜質(zhì)成分。按下表中體積份數(shù)比例稱取原料配制成1m3的鋼渣混凝土，鋼渣混凝土后期養(yǎng)護同普通混凝土。表3鋼渣混凝土原料組分配比編號\原料鋼渣石礦粉鐵尾礦砂水泥水粉煤灰減水劑*實施例1150012014002502004010實施例211008011002201802012實施例312001101300240150509實施例414009010002251601010實施例513001001200230170307.5實施例612501051150200165255實施例71350901200225178386實施例813201021250230160408實施例913201001300235170357實施例101270971320235165388*實施例1-3為聚羧酸系減水劑，實施例4-8為萘系減水劑，實施例9-10為氨苯磺酸系減水劑。*實施例4-10的鐵尾礦砂滿足JGJ52—2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅱ類技術(shù)要求，細度模數(shù)在2.6～2.92之間。根據(jù)GB/T50080《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》和《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》分別測量混凝土的坍落度、7d和28d抗壓強度、抗折強度，具體結(jié)果如下表，強度結(jié)果均能滿足設(shè)計與施工要求。表4實施例鋼渣混凝土強度測試結(jié)果本發(fā)明的鋼渣混凝土容重3000kg/m3鋼渣重鋼渣混凝土采用的主要原材料為鋼渣石、礦粉和鐵尾礦砂，配制成的鋼渣混凝土和易性良好，能達到泵送要求。泵送鋼渣重鋼渣混凝土的施工工藝與養(yǎng)護要求與普通大體積鋼渣混凝土基本相同。特別適用于底板需配重部位，單方鋼渣混凝土用水量適宜、水灰比也不太大，適宜泵送施工要求。對比例1-5按與實施例相同的方式配制比對比例1-5的鋼渣混凝土，只是原料的體積份數(shù)比例如下表所示。表5對比例鋼渣混凝土原料配比編號\原料鋼渣石礦粉鐵尾礦砂水泥水粉煤灰減水劑*重晶砂燒結(jié)球?qū)Ρ壤?150010090025020014010--對比例290012050018021004500-對比例31200601300300200205--對比例41200401000280220105--對比例5500--32018090201050800對比例655010030010085-1020050將對制備得到的鋼渣混凝土的坍落度、抗壓強度、抗折強度進行測試分析，結(jié)果見下表。表6對比例鋼渣混凝土測試結(jié)果編號\參數(shù)坍落度mm7d抗壓強度Mpa28d抗壓強度Mpa抗折強度Mpa對比例115025.336.33.8對比例214517.828.63.0對比例316524.635.63.8對比例415520.230.03.1對比例515025.336.84.0對比例616025.738.33.5依據(jù)《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》分別測量混凝土的7d、28d抗壓強度，坍落度和抗折強度參數(shù)。結(jié)果表明對比例1-6的鋼渣混凝土雖然強度基本達到一般混凝土水平，但坍落度不佳，易和性和泵送性較差，不能滿足快速施工要求，不利于推廣應(yīng)用。當(dāng)前第1頁1 2 3