一種利用鎳渣粉和粉煤灰復(fù)摻制備混凝土的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于混凝土材料領(lǐng)域，更具體地涉及一種利用鎳渣粉與粉煤灰復(fù)摻制備混 凝土的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的資源消耗量進(jìn)一步加大，由于資 源開采和利用帶來的環(huán)境問題日益突出，工業(yè)發(fā)展將面臨更為嚴(yán)峻的資源、環(huán)境約束的挑 戰(zhàn)。"十二五"期間，隨著我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展，大宗工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量也隨之增加，以 冶煉有色金屬固體廢渣鎳渣為例，隨著國(guó)內(nèi)近年來對(duì)不銹鋼需求量的增長(zhǎng)，冶煉金屬鎳時(shí) 產(chǎn)生大量的鎳渣，這些固體廢棄物的堆存不僅占用大量的土地資源，而且堆存量增加將使 得環(huán)境污染和安全隱患加大，為將大宗工業(yè)固體廢渣綜合利用作為促進(jìn)工業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變 的重要途徑，國(guó)家出臺(tái)了相關(guān)政策措施，重點(diǎn)支持大宗、高附加值綜合利用產(chǎn)品，為這些廢 渣在水泥、混凝土等建材中的應(yīng)用提供巨大的市場(chǎng)空間。
[0003] 綠色混凝土一個(gè)重要的發(fā)展方面就是圍繞摻合料展開的，更多地?fù)郊右怨I(yè)廢渣 為主的摻合料，以節(jié)約水泥和自然資源用量，在改善混凝土性能的同時(shí)保護(hù)環(huán)境。近年來， 復(fù)合摻合料技術(shù)大大發(fā)展，粉煤灰和其他磨細(xì)廢渣等處理后綜合利用，產(chǎn)生超疊加效應(yīng)復(fù) 合技術(shù)的發(fā)展，為工業(yè)廢料在混凝土中的應(yīng)用提供了極為廣闊的前景。
[0004] 中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朇N201410250898. 8申請(qǐng)公開的一種鎳渣混凝土，該技術(shù)方案中 以單摻的鎳渣粉作為混凝土礦物摻合料使用，并用鎳渣取代部分砂的用量，有效利用了鎳 渣，節(jié)約水泥和砂的用量，減少再生資源浪費(fèi)與能源消耗，降低混凝土的生產(chǎn)成本，創(chuàng)造良 好的經(jīng)濟(jì)效益，具有綠色、環(huán)保、節(jié)能等特點(diǎn)。但由于受到鎳渣粉活性的限制，單摻過程中鎳 渣粉最大僅能夠取代水泥質(zhì)量的15%，在摻合料的利用率、混凝土的工作性能和密實(shí)度方 面可進(jìn)一步的得到改善，特別是混凝土的后期強(qiáng)度可進(jìn)一步的提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對(duì)上述的不足，提供一種利用鎳渣粉和粉煤灰復(fù)摻制備混凝土的方法， 將鎳渣粉和粉煤灰復(fù)摻作為混凝土的摻合料使用，復(fù)摻中鎳渣粉和粉煤灰取代水泥總質(zhì)量 最大可達(dá)25%，其摻合料成本較水泥低，但卻能提高混凝土的后期強(qiáng)度；高效減水劑的摻 入在保證混凝土工作性能的同時(shí)，能進(jìn)一步節(jié)約水的用量；節(jié)約了資源，降低了生產(chǎn)成本， 在帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也隨之帶來了環(huán)境效益和社會(huì)效益。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種利用鎳渣粉和粉煤灰復(fù)摻制備混凝土的方法，其特征 是，包括以下制備步驟：
[0007] (1)配備原料，原料包括以下重量份的各組分：水泥285?436份，水155?175 份，鎳渣粉19?72. 6份，粉煤灰為19?48. 4份，鎳渣砂190?355份，天然砂315?490 份，石子980?1230份，減水劑為5. 7?9. 7份；
[0008] (2)將稱量好的天然砂和鎳渣砂混合在一起，倒入攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌均勻成混合砂；
[0009] (3)將稱量好的水泥、鎳渣粉和粉煤灰混合均勻成混合料，將混合料倒入步驟2中 的攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌均勻；
[0010] (4)將稱量好的石子加入到步驟3中的攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌均勻；
[0011] (5)將稱量好自來水的一半加入到步驟4中的攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌均勻；
[0012] (6)將剩下的水和減水劑一起拌合均勻成混合液體，將混合液體加入至步驟5的 攪拌機(jī)內(nèi)，并攪拌均勻，得到鎳渣和粉煤灰復(fù)摻制備的混凝土。
[0013] 所述的鎳渣粉是將水淬鎳渣磁選除鐵后，向其中摻入占鎳渣質(zhì)量的5% -15 %石 灰石來提高鎳渣的助磨效果和活性，摻入鎳渣和石灰石總質(zhì)量1 %的石膏作為助磨劑，共 同粉磨至比表面積為450m2/kg?600m2/kg的鎳澄粉。
[0014] 所述的水泥是強(qiáng)度等級(jí)為42. 5普通硅酸鹽水泥或52. 5硅酸鹽水泥。
[0015] 所述的減水劑為高效減水劑，減水效率不低于20%。
[0016] 所述的鎳渣砂細(xì)度模數(shù)yf為3. 0?2. 5,鎳渣砂平均粒徑為0. 25?0. 85mm。
[0017] 所述的粉煤灰為一級(jí)或二級(jí)粉煤灰，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)滿足標(biāo)準(zhǔn)GB/T1596-2005《用 于水泥和混凝土中的粉煤灰》。
[0018] 所述的天然砂滿足標(biāo)準(zhǔn)GBT14684-2011《建筑用砂》。
[0019] 所述的石子滿足標(biāo)準(zhǔn)GBT14685-2011《建筑用碎石卵石》，粒徑為5?25mm。
[0020] 本發(fā)明的有益效果：
[0021] 1.鎳渣粉與粉煤灰復(fù)摻作為混凝土礦物摻合料，發(fā)揮出超疊加效應(yīng)，與單摻相同 量鎳渣粉的混凝土相比，提高了混凝土的強(qiáng)度，特別是提高了混凝土的后期強(qiáng)度。
[0022] 2.當(dāng)利用鎳渣粉與粉煤灰復(fù)摻時(shí)制備的混凝土具有更好工作性能，使混凝土拌 合物的塌落度增大，有利于泵送施工，同時(shí)提升了混凝土的密實(shí)度，從而提高了混凝土的強(qiáng) 度、抗凍性、耐腐蝕性、降低水化熱等。
[0023] 3.鎳渣粉和粉煤灰取代水泥總質(zhì)量最大達(dá)到25%，提高了摻合料的利用率，減少 了水泥用量，從而降低混凝土的生產(chǎn)成本，使得該混凝土與單摻鎳渣粉混凝土相比，具有更 好的節(jié)能、環(huán)保效益，同時(shí)鎳渣砂取代部分天然砂，不僅增加了混凝土的強(qiáng)度，提高其附加 值，還減少自然資源的開采，在解決環(huán)境問題的同時(shí)，促進(jìn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此該方法 制備的混凝土具有廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 實(shí)施實(shí)例1
[0025] 水泥P.O42. 5普通硅酸鹽水泥的質(zhì)量為316. 2kg，比表面積為490m2/kg的鎳渣 粉質(zhì)量為37. 2kg(鎳渣粉取代水泥質(zhì)量的10% )，二級(jí)粉煤灰質(zhì)量為18. 6kg，水的質(zhì)量為 175kg，萘系高效減水劑的質(zhì)量為5. 58kg，天然砂質(zhì)量為546kg，鎳渣砂質(zhì)量為234kg，天然 碎石質(zhì)量為1030kg.
[0026] 對(duì)比例：
[0027] 水泥P.O42. 5普通硅酸鹽水泥的質(zhì)量為334. 8kg，比表面積為490m2/kg的鎳渣 粉質(zhì)量為37. 2kg(鎳渣粉取代水泥質(zhì)量的10% )，水的質(zhì)量為175kg，萘系高效減水劑的質(zhì) 量為5. 58kg，天然砂質(zhì)量為546kg，鎳渣砂質(zhì)量為234kg，天然碎石質(zhì)量為1030kg.
[0028] 利用鎳渣粉和粉煤灰復(fù)摻制備的混凝土與單摻鎳渣粉制備的混凝土做對(duì)比，性能 指標(biāo)見表一。
[0029]表一
[0030]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用鎳渣粉和粉煤灰復(fù)摻制備混凝土的方法，其特征是，包括以下制備步驟： (1) 配備原料，原料包括以下重量份的各組分：水泥285?436份，水155?175份，鎳 渣粉19?72. 6份，粉煤灰為19?48. 4份，鎳渣砂190?355份，天然砂315?490份，石 子980?1230份，減水劑為5. 7?9. 7份； (2) 將稱量好的天然砂和鎳渣砂混合在一起，倒入攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌均勻成混合砂； (3) 將稱量好的水泥、鎳渣粉和粉煤灰混合均勻倒入步驟2的攪拌機(jī)內(nèi)混合砂中，攪拌 均勻成混合料； (4) 將稱量好的石子加入到步驟3的攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌均勻； (5) 將稱量好自來水的一半加入到步驟4中的攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌均勻； (6) 將剩下的水和減水劑一起拌合均勻成混合液體，將混合液體加入至步驟5的攪拌 機(jī)內(nèi)，并攪拌均勻，得到鎳渣和粉煤灰復(fù)摻制備的混凝土。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用鎳渣粉和粉煤灰復(fù)摻制備混凝土的方法，其特征 是，所述的鎳渣粉是將水淬鎳渣磁選除鐵后，向其中摻入石灰石以及石膏作為助磨劑，共同 粉磨至比表面積為450m 2/kg?600m2/kg的鎳澄粉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用鎳渣粉和粉煤灰復(fù)摻制備混凝土的方法，其特征 是，所述的水泥是強(qiáng)度等級(jí)為42. 5普通娃酸鹽水泥或52. 5娃酸鹽水泥。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用鎳渣粉和粉煤灰復(fù)摻制備混凝土的方法，其特征 是，所述的減水劑為高效減水劑，減水效率不低于20%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用鎳渣粉和粉煤灰復(fù)摻制備混凝土的方法，其特征 是，所述的鎳渣砂細(xì)度模數(shù)μ f為3. 0?2. 5,鎳渣砂平均粒徑為0. 25?0. 85mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用鎳渣粉和粉煤灰復(fù)摻制備混凝土的方法，其特征 是，所述的粉煤灰為一級(jí)或二級(jí)粉煤灰，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)滿足標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1596-2005《用于水 泥和混凝土中的粉煤灰》。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種利用鎳渣粉和粉煤灰復(fù)摻制備混凝土的方法，該方法將鎳渣粉和粉煤灰復(fù)摻作為混凝土的摻合料使用，發(fā)揮其各自的優(yōu)勢(shì)，起到超疊加效應(yīng)，與單摻鎳渣粉混凝土相比，復(fù)摻中鎳渣粉和粉煤灰取代水泥總質(zhì)量最大可達(dá)25%，其摻合料成本較水泥低，但卻能提高混凝土的后期強(qiáng)度；高效減水劑的摻入在保證混凝土工作性能的同時(shí)，能進(jìn)一步節(jié)約水的用量；節(jié)約了資源，降低了生產(chǎn)成本，在帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，促進(jìn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
【IPC分類】C04B7-26, C04B28-08
【公開號(hào)】CN104556921
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410834263
【發(fā)明人】楊鼎宜, 李 浩
【申請(qǐng)人】揚(yáng)州大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月29日