高强高透水钢渣混凝土制品及其制备方法 |
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申请号 | CN201110041911.5 | 申请日 | 2011-02-21 | 公开(公告)号 | CN102173671A | 公开(公告)日 | 2011-09-07 |
申请人 | 中冶宝钢技术服务有限公司; | 发明人 | 杨刚; 王幼琴; 张健; 金强; | ||||
摘要 | 本 发明 属于 建筑材料 领域,涉及一种高强高透 水 钢 渣 混凝土 制品及其制备方法。所述高强高透水钢渣混凝土制品,其原料组分按重量份数包括: 水泥 1份;水0.18-0.20份;钢渣4-8份;外加剂0.006-0.06份;所述高强高透水钢渣混凝土制品的强度等级为Cc40以上,透水系数为3mm/s以上。本发明的高强高透水钢渣混凝土制品的制备通过改进成型工艺,控制水的用量不大于水泥用量的0.20倍,得到透水率和抗压强度“双高”的钢渣透水混凝土制品,解决了透水率与强度之间的矛盾。另外,所述高强高透水钢渣混凝土制品进一步提高了钢渣固体废弃物的附加值。 | ||||||
权利要求 | 1.一种高强高透水钢渣混凝土制品,其原料组分按重量份数包括: |
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说明书全文 | 高强高透水钢渣混凝土制品及其制备方法技术领域背景技术[0002] 透水混凝土是近年来建筑业兴起的一种环保型混凝土,具有透水、透气、缓解“热岛效应”、改善水循环等优点,该课题相关的研究报道也较多,其中同济大学陈志山教授、长安大学郑木莲教授都对透水混凝土有过较深入的研究,并各自提出了透水混凝土透水性及其测试方法。普通透水混凝土常采用矿山资源作为骨料,但普遍存在两个问题:一个是造成自然资源的大量采掘;二是透水混凝土的强度难以达到要求。 [0003] 钢渣是炼钢产生的固体废弃物,约占钢铁厂钢产量的10-15%,我国每年钢渣排放量达2000万吨,累积堆放量近2亿吨。钢渣资源化开发利用是发展低碳经济、保护环境、杜绝二次污染的重要措施。将钢渣作为生态型的透水路面材料有相关的报道,2005年我们已申报《一种钢渣为集料的透水混凝土》发明专利,并于2008年3月19日获得授权,专利号:ZL 200510027497.7。目前钢渣透水路面的常用铺装方式为整铺方式和机压成型方式,但这两种方式都没有解决透水路面″强度高则透水率低;透水率高则强度低″这一难以协调的矛盾。 发明内容[0004] 本发明的目的是提供一种高强高透水钢渣混凝土制品及其制备方法,以克服现有技术中“强度高则透水率低;透水率高则强度低”的不足。 [0005] 为了解决上述技术问题,本发明采用以下的技术方案来实现: [0006] 一种高强高透水钢渣混凝土制品,其原料组分按重量份数包括: [0007] 组分 重量份数 [0009] 水 0.18-0.20 [0010] 钢渣 4-8 [0011] 外加剂 0.006-0.06; [0012] 所述高强高透水钢渣混凝土制品的强度等级为Cc40以上,透水系数为3mm/s以上。 [0013] 优选的,所述高强高透水钢渣混凝土制品的强度等级为Cc40-Cc60,透水系数为3-15mm/s。 [0017] 所述钢渣选自钢渣砂,所述钢渣砂为常规,选择粒径为1-2mm、1-3mm、2-4mm、3-5mm、3-6mm、5-8mm、5-10mm等钢渣砂。 [0019] 所述外加剂还包括增强剂;所述外加剂中增强剂的重量百分含量不大于50%;所述增强剂可选自C98增强剂,其中C98代表产品代号,来自厂家卡尔迪克(上海)贸易有限公司。 [0020] 所述高强高透水钢渣混凝土制品的原料还包括其他辅助物,所述水泥与其他辅助物的重量比为1∶0.006-0.06。 [0022] 所述高强高透水钢渣混凝土制品可以为高强高透水钢渣混凝土透水砖,也可以是高强高透水钢渣混凝土透水板。 [0023] 本发明所述的高强高透水钢渣混凝土制品的制备方法,包括以下步骤: [0024] 1)、按照高强高透水钢渣混凝土制品中各原料组分的配比称量原料,混匀,倒入模具; [0025] 2)、将装有物料的模具推入抽真空设备中抽真空; [0026] 3)、将物料进行强振动加压成型,其中,加压的压力为100-200KN,加压时间为60-120秒; [0027] 4)、将成型的钢渣混凝土制品取出,并放到养护室进行养护,养护时间一般为3-7天; [0028] 5)、将养护好的钢渣混凝土制品进行机器校平,磨光,得到所述高强高透水钢渣混凝土制品。 [0029] 优选的,步骤2)中,真空抽至真空度为0.5MPa以下。 [0030] 优选的,步骤3)中,所述强振动的振动力为100-125KN、振动频率为725-1450次/分。 [0031] 所述高强高透水钢渣混凝土制品的制备,可根据需要采用不同的模具,得到所需的高强高透水钢渣混凝土透水板、透水砖等制品。 [0032] 目前,普通砖包括透水砖制品的压砖机压力一般为5MPa-20MPa,且振动力较小、振动频率较低,这对于普通的密实型砖制品来说是切实可行的,而透水砖制品由于存在20%左右的空隙率以保证透水的功能性,使得28天抗压强度一般不高,很难超过Cc30技术要求。与普通透水砖制作工艺不同,本发明提供了一种制备高强钢渣混凝土制品的新方法,包括透水砖和透水板的制备;所述制备方法在成型过程中增加了抽真空工艺,并将一般制砖工艺的弱振压工艺改为强振压工艺(压力约100KN-200KN),其中,抽真空工艺和强振压工艺均提高了钢渣透水制品的整体粘结强度。 [0033] 本发明的高强高透水钢渣混凝土制品的制备通过改进成型工艺,得到透水率和抗压强度“双高”的钢渣透水混凝土制品,强度等级可以达到Cc40以上,同时透水率保持较高水平,在3mm/s以上,解决了透水率与强度之间的矛盾。另外,所述高强高透水钢渣混凝土制品进一步提高了钢渣固体废弃物的附加值。 具体实施方式[0034] 下面结合具体实施例进一步阐述本发明,应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。 [0035] 透水率测试方法:参考JC/T 945-2005。 [0036] 抗压强度测试方法:参考JC/T 945-2005。 [0037] 抗折强度测试方法:参考JC/T 446-2006。 [0038] 实施例1: [0039] 高强高透水钢渣混凝土制品的原料组分按照重量比为:水泥∶水∶钢渣∶外加剂∶其他辅助物=1∶0.25∶5.5∶0.01∶0.03(如表1所示),所述其他辅助物为通用级沥青碳纤维和酚醛系碳纤维,两者之比为80%∶20%;所述外加剂为C98增强剂和聚羧酸系减水剂,两者之间的比例为50%∶50%。 [0040] 上述高强高透水钢渣混凝土制品的制备步骤如下: [0041] 1、按照上述高强高透水钢渣混凝土制品中各原料组分的配比称量原料,加入到搅拌装置中进行均匀搅拌。 [0042] 2、将搅拌好的物料均匀摊铺在支好的模具里,盖好盖板; [0043] 3、将装有物料的模具推入抽真空设备中进行抽真空,其中,抽真空时间为60秒,真空度为0.5MPa以下; [0044] 4、进行强振动加压,其中,所述强加压为150KN,时间为100秒,强振动的振动力为100-125KN、振动频率为725次/分; [0045] 5、抽出装有成型后的钢渣混凝土制品的模具; [0046] 6、揭开盖板,轻轻拆去模板; [0047] 7、将成型后的钢渣混凝土制品放到养护室进行养护,养护时间为5天; [0048] 8、将养护好的钢渣混凝土制品进行机器校平,磨光,得到所述高强高透水钢渣混凝土制品。 [0049] 测试实施例1所得的高强高透水钢渣混凝土制品的性能如表2所示,包括透水性和强度。 [0050] 对比例1 [0051] 采用与实施例1中同样的原料组分和配比(如表1所示)制作钢渣透水制品,其中,对于制备方法,本对比例中采用常规预拌混凝土法制得钢渣透水制品。 [0052] 测试对比例1所得的高强高透水钢渣混凝土制品的性能如表2所示,包括透水性和强度。 [0053] 对比例2 [0054] 采用与实施例1中同样的原料组分和配比(如表1所示)制作钢渣透水制品,其中,对于制备方法,本对比例中采用普通机压砖成型法制得钢渣透水制品。 [0055] 测试对比例2所得的高强高透水钢渣混凝土制品的性能如表2所示,包括透水性和强度。 [0056] 表1 [0057] [0058] 表2 [0059] [0060] 实施例2: [0061] 高强高透水钢渣混凝土制品的原料组分按照重量比为:水泥∶水∶钢渣∶外加剂∶其他辅助物=1∶0.18∶8∶0.06∶0.06,所述其他辅助物为通用级沥青碳纤维,所述外加剂具体为C98增强剂和聚羧酸系减水剂,两者之间的比例为30%∶70%,钢渣砂粒径区间3-5mm。 [0062] 上述高强高透水钢渣混凝土制品的制备步骤如下: [0063] 1、按照上述高强高透水钢渣混凝土制品中各原料组分的配比称量原料,加入到搅拌装置中进行均匀搅拌。 [0064] 2、将搅拌好的物料均匀摊铺在支好的模具里,盖好盖板; [0065] 3、将装有物料的模具推入抽真空设备中进行抽真空,其中,抽真空时间为90秒,真空度为0.5MPa以下; [0066] 4、进行强振动加压,其中,所述强加压为100KN,时间为60秒,强振动的振动力为100KN、振动频率为1450次/分; [0067] 5、抽出装有成型后的钢渣混凝土制品的模具; [0068] 6、揭开盖板,轻轻拆去模板; [0069] 7、将成型后的钢渣混凝土制品放到养护室进行养护,养护时间为7天; [0070] 8、将养护好的钢渣混凝土制品进行机器校平,磨光,得到所述高强高透水钢渣混凝土制品。 [0071] 测试实施例2所得的高强高透水钢渣混凝土制品的性能,其中,28天抗压强度Cc50以上,达到58.9MPa,透水率在7mm/s。 [0072] 实施例3: [0073] 高强高透水钢渣混凝土制品的原料组分按照重量比为:水泥∶水∶钢渣∶外加剂∶其他辅助物=1∶0.20∶4∶0.006∶0.006,所述其他辅助物为酚醛系碳纤维,所述外加剂具体为萘系减水剂,钢渣砂粒径区间2-4mm。 [0074] 上述高强高透水钢渣混凝土制品的制备步骤如下: [0075] 1、按照上述高强高透水钢渣混凝土制品中各原料组分的配比称量原料,加入到搅拌装置中进行均匀搅拌。 [0076] 2、将搅拌好的物料均匀摊铺在支好的模具里,盖好盖板; [0077] 3、将装有物料的模具推入抽真空设备中进行抽真空,其中,所述抽真空时间为30秒,真空度为0.5MPa以下; [0078] 4、进行强振动加压,其中,所述强加压为200KN,时间为120秒,强振动的振动力为125KN、振动频率为960次/分; [0079] 5、抽出装有成型后的钢渣混凝土制品的模具; [0080] 6、揭开盖板,轻轻拆去模板; [0081] 7、将成型后的钢渣混凝土制品放到养护室进行养护,养护时间为3天; [0082] 8、将养护好的钢渣混凝土制品进行机器校平,磨光,得到所述高强高透水钢渣混凝土制品。 [0083] 测试实施例3所得的高强高透水钢渣混凝土制品的性能,其中,强度等级达到Cc60,28天抗压强度为68.6MPa,透水率为3.2mm/s。 [0084] 实施例4: [0085] 高强高透水钢渣混凝土制品的原料组分按照重量比为:水泥∶水∶钢渣∶外加剂∶其他辅助物=1∶0.19∶7∶0.03∶0.03,所述其他辅助物具体为通用级沥青碳纤维∶酚醛系碳纤维=8∶2,所述外加剂具体为C98增强剂和萘系减水剂,两者之间的比例为50%∶50%,钢渣砂粒径区间5-10mm。 [0086] 上述高强高透水钢渣混凝土制品的制备步骤如下: [0087] 1、按照上述高强高透水钢渣混凝土制品中各原料组分的配比称量原料,加入到搅拌装置中进行均匀搅拌。 [0088] 2、将搅拌好的物料均匀摊铺在支好的模具里,盖好盖板; [0089] 3、将装有物料的模具推入抽真空设备中进行抽真空,其中,抽真空时间为60秒,真空度为0.5MPa以下; [0090] 4、进行强振动加压,其中,所述强加压为150KN,时间为80秒,强振动的振动力为125KN、振动频率为960次/分; [0091] 5、抽出装有成型后的钢渣混凝土制品的模具; [0092] 6、揭开盖板,轻轻拆去模板; [0093] 7、将成型后的钢渣混凝土制品放到养护室进行养护,养护时间为7天; [0094] 8、将养护好的钢渣混凝土制品进行机器校平,磨光,得到所述高强高透水钢渣混凝土制品。 [0095] 测试实施例5所得的高强高透水钢渣混凝土制品的性能,透水率为15mm/s和强度为43.9MPa,且为Cc40级。 [0096] 实施例5: [0097] 高强高透水钢渣混凝土制品的原料组分按照重量比为:水泥∶水∶钢渣∶聚羧酸系减水剂=1∶0.20∶6.0∶0.02(如表3所示)。 [0098] 上述高强高透水钢渣混凝土制品的制备步骤如下: [0099] 1、按照上述高强高透水钢渣混凝土制品中各原料组分的配比称量原料,加入到搅拌装置中进行均匀搅拌。 [0100] 2、将搅拌好的物料均匀摊铺在支好的模具里,盖好盖板; [0101] 3、将装有物料的模具推入抽真空设备中进行抽真空,其中,抽真空时间为60秒,真空度为0.5MPa以下; [0102] 4、进行强振动加压,其中,所述强加压为150KN,时间为100秒,强振动的振动力为110KN、振动频率为960次/分; [0103] 5、抽出装有成型后的钢渣混凝土制品的模具; [0104] 6、揭开盖板,轻轻拆去模板; [0105] 7、将成型后的钢渣混凝土制品放到养护室进行养护,养护时间为5天; [0106] 8、将养护好的钢渣混凝土制品进行机器校平,磨光,得到所述高强高透水钢渣混凝土制品。 [0107] 测试实施例5所得的高强高透水钢渣混凝土制品的性能如表4所示。 [0108] 对比例3 [0109] 采用与实施例5中同样的原料组分和配比(如表3所示)制作钢渣透水制品,其中,对于制备方法,本对比例中采用常规预拌混凝土法制得钢渣透水制品。 [0110] 测试对比例3所得的高强高透水钢渣混凝土制品的性能如表4所示,包括透水率和强度。 [0111] 对比例4 [0112] 采用与实施例5中同样的原料组分和配比(如表3所示)制作钢渣透水制品,其中,对于制备方法,本对比例中采用普通机压砖成型法制得钢渣透水制品。 [0113] 测试对比例4所得的高强高透水钢渣混凝土制品的性能如表4所示,包括透水性和强度。 [0114] 表3 [0115] [0116] 表4 [0117] |