本發(fā)明涉及一種建筑材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種C20級摻鋼渣再生骨料自密實混凝土及其制備方法。
背景技術(shù)：
：自密實混凝土（SelfCompactingConcrete或Self-ConsolidatingConcrete簡稱SCC）是指依靠自重力作用而無需額外機(jī)械振搗力作用，就能有足夠的流動和變形能力，即使存在致密鋼筋也得以填充模板空間并形成密實均勻的混凝土。配制自密實混凝土一般通過外加劑、膠凝材料和粗細(xì)骨料的選擇與搭配和精心的配合比設(shè)計，將混凝土的屈服應(yīng)力減小到足以被自重產(chǎn)生的剪應(yīng)力克服，使得混凝土流動性增大，同時又具有足夠的塑性粘度，令骨料懸浮于水泥漿中，不出現(xiàn)離析和泌水問題，能自由流淌并充分填充模板內(nèi)的空間，形成密實且均勻的膠凝結(jié)構(gòu)。隨著我國建筑業(yè)高速發(fā)展，以及勞動力的短缺，我國對于自密實混凝土需求量逐步提升，因此自密實混凝土在我國建筑行業(yè)應(yīng)用前景廣闊。隨著我國鋼產(chǎn)量持續(xù)快速增長，鋼材的生產(chǎn)會產(chǎn)生污染環(huán)境的鋼渣；建筑本身使用壽命和建拆周期的縮短導(dǎo)致大量的建筑垃圾無法處理。鋼渣粉的研究主要集中在利用鋼渣粉替代水泥制備普通混凝土，而再生骨料研究中主要集中在利用廢棄混凝土加工成再生粗骨料替代部分天然粗骨料制備再生混凝土。目前制備的自密實混凝土雖然滿足施工和強(qiáng)度要求，但造價成本較高，因此采用鋼渣與再生粗骨料雙固體廢棄料替代水泥和天然粗骨料制備自密實混凝土，可以降低自密實混凝土的生產(chǎn)成本，且自密實混凝土是一種不同于普通混凝土的高性能混凝土，具有很高的流動性并且在澆筑過程中不離析、不泌水，能夠無需機(jī)械振搗力作用而充滿模板和包裹鋼筋的混凝土，同時已有的制備再生混凝土和鋼渣混凝土技術(shù)不能解決人工短缺的現(xiàn)狀。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和缺陷，提供一種具有良好的流動性、填充性、抗離析性，且經(jīng)時損失及強(qiáng)度均滿足建筑相關(guān)要求的C20級摻鋼渣再生骨料自密實混凝土及其制備方法。本發(fā)明利用建筑垃圾回收加工成所得再生骨料的單價約為60元/m3（含加工費），而天然骨料的單價約為90元/m3，按再生骨料取代天然骨料的30%取代率計算，則摻鋼渣再生骨料自密實混凝土因再生骨料而節(jié)約了約8.2元/m3；利用煉鋼廢渣加工成所得鋼渣粉單價約為110元/t（含加工費），而水泥的單價約為330元/t，每立方米鋼渣取代水泥的取代率按照55%計算，則摻鋼渣再生骨料自密實混凝土因鋼渣而節(jié)約了約27.995元/m3。在相同配合比條件下，摻鋼渣再生骨料自密實混凝土可直接節(jié)約材料成本約為36.195元/m3。同時該C20級摻鋼渣再生骨料自密實混凝土的制備方法簡單，降低了同比同強(qiáng)度的自密實混凝土的生產(chǎn)成本，還可以解決鋼渣及建筑垃圾處理的問題，緩解資源枯竭的壓力，綠色環(huán)保，制備方案簡單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種C20級摻鋼渣再生骨料自密實混凝土，按質(zhì)量份數(shù)由原料：水為1份，天然粗骨料為3.089份，再生粗骨料為1.322份，細(xì)骨料為3.822份，水泥為0.970～0.1.213份，鋼渣為1.213～1.455份，粉煤灰為0.609份，附加水為0.064份，外加劑為0.00495份～0.0124份組成。進(jìn)一步，上述所述鋼渣按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為含有15.9%的MgO，存放6個月以上的煉鋼廢渣，經(jīng)除鐵、球磨、篩分，得粒徑小于0.08mm的鋼渣粉。所述鋼渣的表觀密度為2.36g/cm3，堿度系數(shù)為1.99。鋼渣其他檢測指標(biāo)均符合《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》GB/T20491-2006標(biāo)準(zhǔn)。所述鋼渣主要化學(xué)成分（%）如下表1所示：名稱CaOSiO2Fe2O3MgOAl2O3Mn2O3P2O5燒失量含量35.216.3821.4415.94.812.371.380.16名稱TiO2SO3V2O5Na2OCr2OK2OZnO/含量0.730.680.370.190.170.110.11/進(jìn)一步，上述所述再生粗骨料為含有碎磚、砂漿塊的廢棄混凝土，經(jīng)分揀、破碎、篩分，得粒徑為5～20mm的連續(xù)級配再生粗骨料。所述再生粗骨料的表觀密度為2.60g/cm3，堆積密度為1.20g/cm3，吸水率為4.75%。進(jìn)一步，上述所述天然粗骨料采用粒徑為5～20mm的連續(xù)級配碎石料。所述天然粗骨料的表觀密度為2.87g/cm3,堆積密度為1.53g/cm3，吸水率為0.54%。進(jìn)一步，上述所述細(xì)骨料為Ⅱ區(qū)級配的河沙、中砂中的任一種。進(jìn)一步，上述所述外加劑為減水率為25%的高效聚羧酸減水劑。進(jìn)一步，上述所述水泥為P·O42.5硅酸鹽水泥。進(jìn)一步，上述所述粉煤灰為Ⅰ級粉煤灰。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的另一技術(shù)方案是：一種C20級摻鋼渣再生骨料自密實混凝土的制備方法，包括以下步驟：步驟1、按照各原料組分的重量份數(shù)稱取所述水泥、天然粗骨料、再生粗骨料、細(xì)骨料、鋼渣、粉煤灰、水、附加水以及高效聚羧酸減水劑；步驟2、按順序依次將稱量好的天然粗骨料、再生粗骨料、細(xì)骨料、水泥、粉煤灰和鋼渣放入內(nèi)壁均勻涂有混凝土薄層的攪拌機(jī)中，以45轉(zhuǎn)/分鐘啟動攪拌機(jī)攪拌2～3mins；步驟3、加入已稱量好的水和附加水，繼續(xù)以45轉(zhuǎn)/分鐘攪拌2～3mins；步驟4、將稱好的高效聚羧酸減水劑分至少五次加入攪拌機(jī)中，每加一次，隨即啟動攪拌機(jī)攪拌1分鐘，直至最后一次加完后繼續(xù)攪拌3mins，即得到C20級摻鋼渣再生骨料自密實混凝土本發(fā)明采用鋼渣、再生粗骨料替代部分水泥和天然粗骨料制備高性能再生骨料自密實混凝土出于三個目的：一是，大規(guī)模的鋼鐵生產(chǎn)伴隨鋼渣的產(chǎn)生已經(jīng)造成環(huán)境影響，解決鋼渣所帶來的問題已然是一個國家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的課題；二是，減少水泥生產(chǎn)，從而減少二氧化碳的排出，有利于大氣環(huán)境保護(hù)；三是，將帶有碎磚、砂漿塊的廢棄混凝土的建筑垃圾的循環(huán)利用，符合綠色建筑材料的要求。當(dāng)前關(guān)于采用鋼渣和再生粗骨料的雙固體廢棄料的研究很少，因此配制摻鋼渣再生骨料自密實混凝土不但可以解決廢棄鋼渣和建筑垃圾所造成的環(huán)境和社會問題，還有一定的經(jīng)濟(jì)效益，而且貫徹了國家節(jié)約資源、綠色生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。本發(fā)明的優(yōu)點是：1．本發(fā)明生產(chǎn)的C20級摻鋼渣再生骨料自密實混凝土，所用的材料除普通混凝土使用的水泥、石子、砂和水四種原料外，還包括粉煤灰、已除鐵的放置6個月以上之久的廢棄鋼渣經(jīng)球磨后達(dá)到水泥級度的鋼渣粉、含有碎磚與砂漿塊的廢棄混凝土經(jīng)破碎、篩分的連續(xù)級配再生粗骨料和高效聚羧酸減水劑，所制備的摻鋼渣再生骨料自密實混凝土的流動性、填充性、抗離析性、經(jīng)時損失和強(qiáng)度均滿足相關(guān)要求；2．本發(fā)明采用煉鋼廢渣球磨后達(dá)到水泥級度替代部分水泥（50%～60%）、采用含有碎磚、砂漿塊的廢棄混凝土作為連續(xù)級配再生粗骨料替代部分天然粗骨料（30%）制備摻鋼渣再生骨料自密實混凝土的方法，能有效解決鋼廠產(chǎn)生的廢棄鋼渣，減少建筑垃圾，緩解資源枯竭的壓力，綠色環(huán)保，節(jié)約資源，降低了同比同強(qiáng)度的自密實混凝土的生產(chǎn)成本，符合國家可持續(xù)發(fā)展的理念，適合工業(yè)化生產(chǎn)。3.本發(fā)明有較低的經(jīng)時損失率，初始坍落擴(kuò)展度平均值為740mm，J環(huán)擴(kuò)展度為715，經(jīng)過90mins后坍落擴(kuò)展度平均值為620mm，J環(huán)擴(kuò)展度為575mm，即90min后摻鋼渣再生骨料自密實混凝土依舊有一定的流動性，此時可加0.15%高效聚羧酸減水劑，坍落擴(kuò)展度可恢復(fù)到730mm，J環(huán)擴(kuò)展度為695mm。4.本發(fā)明立方體抗壓強(qiáng)度測試均在23MPa以上，有較高的強(qiáng)度保證率。目前我國廢棄鋼渣約1.5億噸，廢棄混凝土至少達(dá)到2.5億噸，并且這一數(shù)據(jù)還在繼續(xù)上升。這些固體廢棄料已經(jīng)產(chǎn)生了嚴(yán)峻的環(huán)境壓力。本發(fā)明對雙固體廢棄料實現(xiàn)再生利用，提高了混凝土的綠色度，能為節(jié)能減排產(chǎn)生直接貢獻(xiàn)。具體實施方式以下結(jié)合具體實施例對上述方案做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，這些實施例是用于說明本發(fā)明而不限于本發(fā)明的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實施條件通常為常規(guī)試驗中的條件。實施例（1）準(zhǔn)備原料水泥：P·O42.5普通硅酸鹽水泥，表觀密度為3.20g/cm3。粉煤灰：Ⅰ級粉煤灰，表觀密度為2.42g/cm3。細(xì)骨料：細(xì)度模數(shù)為2.4中型河砂，堆積密度為1.54g/cm3，表觀密度為2.64g/cm3，含水率為0.35%。鋼渣：鋼廠已放置6個月以上的煉鋼廢渣經(jīng)除鐵、球磨和篩分后，選取粒徑小于0.08mm的鋼渣粉，表觀密度為2.36g/cm3，鋼渣堿度系數(shù)為1.99，MgO質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為15.9%，鋼渣其他檢測指標(biāo)均符合《用于水泥和混凝土中的鋼渣粉》GB/T20491-2006標(biāo)準(zhǔn)。天然粗骨料：5～20mm連續(xù)級配碎石料，表觀密度為2.87g/cm3，堆積密度為1.53g/cm3，吸水率為0.54%。再生粗骨料：將建筑垃圾中含有碎磚、砂漿塊的廢棄混凝土經(jīng)過分揀、破碎和篩分，篩除小于4.75mm和大于20mm的顆粒后，以骨料粒徑在5～20mm粒徑段加工制成再生粗骨料，表觀密度為2.60g/cm3，堆積密度為1.20g/cm3，吸水率為4.75%。外加劑：高效聚羧酸減水劑。水與附加水：自來水。（2）為防止粘鍋，按照各原料組分的重量份數(shù)進(jìn)行預(yù)拌混凝土，用量根據(jù)攪拌機(jī)容積確定，其中預(yù)拌混凝土的量要能保證將攪拌機(jī)內(nèi)壁均勻涂上水泥砂漿薄層，待攪拌機(jī)內(nèi)壁涂上水泥砂漿薄層后，取出剩余混凝土；（3）按照各原料組分的重量份數(shù)稱取水泥、天然粗骨料、再生粗骨料、細(xì)骨料、鋼渣、粉煤灰、水、附加水以及外加劑；然后向上述內(nèi)壁均勻涂有混凝土薄層的攪拌機(jī)中按順序依次加入已稱量好的天然粗骨料、再生粗骨料、細(xì)骨料、水泥、粉煤灰和鋼渣，然后啟動攪拌機(jī)進(jìn)行干拌2mins，保證各材料組份拌合均勻，若攪拌機(jī)容積較大，可以適當(dāng)延長干拌時間；（4）加入已稱量好的水和附加水，繼續(xù)攪拌2～3mins；（5）最后再將稱好的聚羧酸高效減水劑分至少五次加入攪拌機(jī)，每加一次，隨即啟動攪拌機(jī)攪拌1分鐘，并注意觀察拌合物的流動性，直至最后一次加完后繼續(xù)攪拌3mins，即得到C20級摻鋼渣再生骨料自密實混凝土。C20級摻鋼渣再生骨料自密實混凝土實施例配合比如下表2所示：C20級摻鋼渣再生骨料自密實混凝土實施例效果測試數(shù)據(jù)如下表3所示：實施例坍落擴(kuò)展度(mm)J環(huán)擴(kuò)展度(mm)T500試驗(s)離析率試驗(%)fcu,28(MPa)17307054.4219.5528.127507254.1519.8923.5上述實例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人是能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3