一种钢渣防辐射混凝土及其制备方法 |
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申请号 | CN201010141289.0 | 申请日 | 2010-04-07 | 公开(公告)号 | CN101805156B | 公开(公告)日 | 2012-09-05 |
申请人 | 中冶宝钢技术服务有限公司; | 发明人 | 杨刚; 王幼琴; 金强; 张健; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及一种 钢 渣防 辐射 混凝土 及其制备方法,其组分的重量份数如下: 水 泥1、水0.4-0.5、钢渣砂4-8、 减水剂 0.01-0.03、重晶石0.01-2、硬 硼 钙 石0.01-0.03;所述钢渣砂由0-5mm和5-25mm两种粒径范围按1~3∶1~3的比例组成,且钢渣砂的f.CaO含量≤3%;所述减水剂选自FDN减水剂和聚 羧酸 盐减水剂;所述钢渣防辐射混凝土表观 密度 >2900kg/m3。本发明的钢渣防辐射混凝土致密性好、表观密度大、强度高,满足防辐射混凝土要求;本发明在将钢渣变废为宝、减少环境污染的同时,还降低矿物材料的用量,节约自然资源;此外,本发明所用钢渣资源丰富、价格低廉,具有显著经济效益。 | ||||||
权利要求 | 1.一种钢渣防辐射混凝土,其组分的重量份数如下:水泥1、水0.4-0.5、钢渣砂4-8、减水剂0.01-0.03、重晶石0.01-2、硬硼钙石0.01-0.03;所述钢渣砂由0-5mm且不包括5mm和 |
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说明书全文 | 一种钢渣防辐射混凝土及其制备方法技术领域背景技术[0002] 防辐射混凝土又称为屏蔽混凝土、重混凝土,它能有效屏蔽原子核辐射。所谓原子核辐射,一般是指α射线、β射线、γ射线和中子流。由于α射线、β射线穿透力较低,厚度很小的防护材料也能完全挡住它们,所以防辐射混凝土要屏蔽的射线主要是γ射线和中子射线。普通的防辐射混凝土的骨料一般采用重晶石、磁铁矿、褐铁矿等矿物材料,但是,采用这些矿物材料作集料,易离析,混凝土施工性能差,水泥水化热大,混凝土易开裂,耐久性差,核废料的固化安全效果差;此外,这些矿物材料均为紧缺的自然资源,过量开采不利于资源的可持续利用。另一方面,随着我国钢铁产量的逐年提高,钢渣的排出量也随之增加,大量的钢渣每年都需要大面积土地来堆放,给土壤、水体、大气等都带来严重的污染,甚至对人们的健康构成威胁。在当今能源日趋紧张的国际环境中,如何开发固体废弃物的高附加值综合利用途径,已成为实现钢铁企业循环发展的关键。 发明内容[0003] 本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种钢渣防辐射混凝土及其制备方法。 [0005] 本发明的具体技术方案如下: [0006] 一种钢渣防辐射混凝土,其组分的重量份数如下:水泥1、水0.4-0.5、钢渣砂4-8、减水剂0.01-0.03、重晶石0.01-2、硬硼钙石0.01-0.03;所述钢渣砂由0-5mm和5-25mm两种粒径范围按1~3∶1~3的比例组成,优选为1∶1,且钢渣砂的f.CaO含量≤3%;所述减水剂选自FDN减水剂和聚羧酸盐减水剂;所述钢渣防辐射混凝土表观密度>2900kg/3 m。 [0008] 本发明采用0-5mm和5-25mm两种粒径范围的钢渣砂优选采用1∶1的比例进行人工级配,可最大程度地克服重集料离析的问题,使制得的混凝土有较高比重的同时还具有较好的致密性、抗压性及耐水性。 [0009] 本的钢渣防辐射混凝土的制备方法包括如下步骤: [0010] (1)将钢渣破碎至40mm以下,再过孔径为25mm的筛网,得到粒径小于25mm的钢渣砂; [0011] (2)将步骤(1)中得到的粒径小于25mm的钢渣砂过孔径为5mm的筛网,得到粒径范围为5-25mm的粗钢渣砂和粒径范围为0-5mm的细钢渣砂; [0012] (3)将步骤(2)中得到的粒径范围为5-25mm的粗钢渣砂和粒径范围为0-5mm的细钢渣砂与水泥、水、减水剂、重晶石、硬硼钙石混合制得钢渣防辐射混凝土。 [0013] 本发明的钢渣防辐射混凝土的制备方法中,由于钢渣比重相对砂石大,因此制备时,每盘(1立方)的钢渣用量为普通混凝土砂石用量的60-70%,且坍落度控制在120±20mm。 [0014] 本发明的有益效果是:(1)本发明的钢渣防辐射混凝土致密性好,表观密度可达3 2900kg/m 以上,强度等级为C10-C40,满足不同级别防辐射混凝土要求;(2)将钢渣变废为宝,大幅度提高其附加值,同时还减少钢渣弃置对环境造成的污染;(3)减少矿物材料的用量,节约自然资源;(4)钢渣作为炼钢固体废弃物,资源丰富、价格低廉,其相对重集料价格尚不及1/10,具有显著经济效益。 具体实施方式[0015] 以配置1立方钢渣防辐射混凝土为例,进行以下三个实施例,制备过程按如下步骤进行: [0016] (1)将钢渣破碎至40mm以下,再过孔径为25mm的筛网,得到粒径小于25mm的钢渣砂; [0017] (2)将步骤(1)中得到的粒径小于25mm的钢渣砂过孔径为5mm的筛网,得到粒径范围为5-25mm的粗钢渣砂和粒径范围为0-5mm的细钢渣砂; [0018] (3)将步骤(2)中得到的粒径范围为5-25mm的粗钢渣砂和粒径范围为0-5mm的细钢渣砂与水泥、水、减水剂、重晶石、硬硼钙石按表1中所列比例混合制得钢渣防辐射混凝土。 [0019] 表1表示施例1~3中所用材料及配比。 [0020] 表1 原料配比 [0021]实施例1 实施例2 实施例3 材料组分 (重量份) (重量份) (重量份) 水泥 1 1 1 水 0.4 0.45 0.5 细钢渣砂0-5mm 4 3 2 粗钢渣砂5-25mm 4 3 2 重晶石 0.01 1 2 减水剂 0.01 0.02 0.03 硬硼钙石 0.03 0.02 0.01 [0022] 表2表示各实施例制得的产品的性能参数,包括表观密度、抗压强度、抗折强度等指标。 [0023] 表2 产品性能指标 [0024]表观密度 28天抗压强 28天抗折强 工艺参数 >2900kg/m3 度(MPa) 度(MPa) 实施例1 2989 34.5 5.6 实施例2 3225 33.9 5.5 实施例3 3677 31.2 4.8 [0025] 由表2可以看出,本发明的钢渣防辐射混凝土表观密度可达2900kg/m3以上,强度等级为C10-C40,可满足不同级别防辐射混凝土要求。 [0026] 实施例4 [0027] 采用如表3表示的组分配比进行5组优化试验,制备过程同上。 [0028] 表3中细钢渣砂是指粒径范围为0-5mm的钢渣砂,粗钢渣砂是指粒径范围为5-25mm的钢渣砂。 [0029] 表3 试验用原料配方 [0030] [0031] 表4表示5组试验中制得的防辐射混凝土的各项指标,包括表观密度、抗压强度、抗折强度等项目。 [0032] 表4 产品试制对比 [0033]编 表观密度 28天抗压 28天抗折 粗细钢渣砂粒径 粗细钢渣砂比例 号 >2900kg/m3 强度(MPa) 强度(MPa) 1# 5-25mm/0-5mm 1∶1 3599 41.5 6.7 2# 5-25mm/0-5mm 1∶2 3567 37.8 5.2 3# 5-25mm/0-5mm 1∶3 3543 34.0 5.4 4# 5-25mm/0-5mm 2∶1 3218 39.3 5.9 5# 5-25mm/0-5mm 3∶1 3075 37.7 5.0 [0034] 由表4可以看出,0-5mm和5-25mm两种粒径范围的钢渣砂按1∶1的配比制得的防辐射混凝土各项指标效果最优,因此,本发明在制备防辐射混凝土时,优选采用1∶1的比例对0-5mm和5-25mm两种粒径范围的钢渣砂进行配比。 [0035] 实施例5 [0036] 采用如表5表示的组分配比进行4组对比试验,制备过程按如下步骤进行: [0037] (1)将钢渣破碎至40mm以下,再过孔径为35mm的筛网,得到粒径范围为35-40mm的钢渣砂和粒径小于35mm的钢渣砂; [0038] (2)将步骤(1)中得到的粒径小于35mm的钢渣砂过孔径为30mm的筛网,得到粒径范围为30-35mm的钢渣砂和粒径小于30mm的钢渣砂; [0039] (3)将步骤(2)中得到的粒径小于30mm的钢渣砂过孔径为25mm的筛网,得到粒径范围为25-30mm的钢渣砂和粒径小于25mm的钢渣砂; [0040] (4)将步骤(3)中得到的粒径小于25mm的钢渣砂过孔径为5mm的筛网,得到粒径范围为5-25mm的钢渣砂和粒径范围为0-5mm的钢渣砂; [0041] (5)将以上各步骤中得到的粒径范围为35-40mm、30-35mm、25-30mm、5-25mm的粗钢渣砂分别与0-5mm的细钢渣砂按1∶1进行配比,然后再分别与水泥、水、减水剂、重晶石、硬硼钙石按表5中所列比例混合制得四组产品。 [0042] 表5中细钢渣砂是指粒径范围为0-5mm的钢渣砂,粗钢渣砂是指粒径范围为35-40mm、30-35mm、25-30mm、5-25mm的四种钢渣砂。 [0043] 表5 试验用原料配方 |