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一种 纤维-钢 铁渣粉增强 混凝土及其制备方法

阅读：893发布：2020-05-14

专利汇可以提供一种纤维-钢铁渣粉增强混凝土及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种纤维 ‑ 钢铁渣粉增强混凝土及其制备方法，该混凝土组成包括水泥250‑350份，钢铁渣粉140‑200份，细集料600‑750份，粗集料1000‑1200份，外加剂3‑20份，水130‑150份，纤维0.6‑162份。本发明同时将钢铁渣粉和纤维掺入混凝土中，利用钢铁渣粉良好的补偿收缩效应，并结合纤维对混凝土收缩所具有良好的约束作用，从而产生“ 叠加效应”，使混凝土具有很好的抗裂性能。，下面是一种纤维-钢铁渣粉增强混凝土及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种纤维-钢铁渣粉增强混凝土，其特征在于：包括水泥250-350份，钢铁渣粉140-
200份，细集料600-750份，粗集料1000-1200份，外加剂3-20份，水130-150份，纤维0.6-162份。
2.根据权利要求1所述纤维-钢铁渣粉增强混凝土，其特征在于：所述纤维包括钢纤维
0-160份，聚丙烯纤维0-2份，钢纤维与聚丙烯纤维不同时为0。
3.根据权利要求2所述纤维-钢铁渣粉增强混凝土，其特征在于：所述钢铁渣粉包括
30％-50％钢渣粉和50-70％矿渣粉。
4.根据权利要求3所述纤维-钢铁渣粉增强混凝土，其特征在于：所述水泥强度等级达到PO42.5R及以上标号。
5.根据权利要求4所述纤维-钢铁渣粉增强混凝土，其特征在于：所述细集料细度模数为2.6-3.5。
6.根据权利要求5所述纤维-钢铁渣粉增强混凝土，其特征在于：所述粗集料包括粒径为4.75-26.5mm的连续级配石灰岩碎石，其吸水率为0.1-1.5％，压碎值指标为5-15％。
7.根据权利要求6所述纤维-钢铁渣粉增强混凝土，其特征在于：所述外加剂包括3-10份减水剂和0-10份激发剂。
8.根据权利要求7所述纤维-钢铁渣粉增强混凝土，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸盐高效减水剂，其减水率不小于25％，抗压强度比不小于110％。
9.一种纤维-钢铁渣粉增强混凝土的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将粗集料和细集料混合后加入水泥和钢铁渣粉，然后加入纤维，再加入水和外加剂搅拌均匀得到新拌混凝土，最后将新拌混凝土在20℃、相对湿度90％以上的条件下养护至规定龄期，其中水泥
250-350份，钢铁渣粉140-200份，细集料600-750份，粗集料1000-1200份，外加剂3-20份，水
130-150份，纤维0.6-162份。
10.根据权利要求9所述纤维-钢铁渣粉增强混凝土的制备方法，其特征在于：所述纤维包括钢纤维0-160份，聚丙烯纤维0-2份，钢纤维与聚丙烯纤维不同时为0；所述钢铁渣粉包括30％-50％钢渣粉和50-70％矿渣粉。

说明书全文

一种纤维-钢 铁渣粉增强 混凝土及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于建筑材料领域，涉及一种纤维-钢铁渣粉增强混凝土及其制备方法。

背景技术

[0002] 为保护环境、降低自然资源的消耗，同时提高水泥混凝土性能，在生产水泥或混凝土时可加入混凝土掺合料。混凝土掺合料对混凝土的力学性能、工作性能、抗侵蚀性能和耐久性能等诸多性能有显著的改善作用，是当代高性能混凝土不可或缺的结构组分。钢渣是炼钢过程中排出的固体废弃物，每年我国都会排放大量的钢渣，既严重污染环境又占用土地，因此，迫切需要对钢渣进行减量化、二次资源化和高效利用。钢渣中富含C3S和C2S等矿物，类似于劣质硅酸盐水泥熟料，具有开发作为水泥和混凝土生产原料的潜能。不过单独使用钢渣作为混凝土掺和料存在早期强度低的问题。

[0003] 高炉矿渣是高炉炼铁生产过程中排放的工业废渣，是以硅酸钙为主的熔融物，经水淬冷凝为粒状物。其化学成份主要是SiO2、CaO、A12O3、Fe2O3等，与水泥熟料一样，具有潜在的水化活性。矿渣微粉掺入混凝土后，可以改善混凝土的泵送、坍落度损失等工作性，提高混凝土的后期强度，具有良好的耐久性、耐蚀性和耐磨性。但使用矿渣作为混凝土掺杂料存在混凝土收缩较大、易产生开裂的缺陷，从而导致混凝土强度劣化和耐久性下降。

发明内容

[0004] 基于此，本发明提供一种纤维-钢铁渣粉增强混凝土及其制备方法，该纤维-钢铁渣粉增强混凝土具有很高的早期强度和后期强度，同时不易开裂，收缩小，其制备方法操作简单，成本较低。

[0005] 本发明所述纤维-钢铁渣粉增强混凝土的组成包括：水泥250-350份，钢铁渣粉140-200份，细集料600-750份，粗集料1000-1200份，外加剂3-20份，水130-150份，纤维0.6-
162份。

[0006] 相对于现有技术，本发明同时将钢铁渣粉和纤维掺入混凝土中，利用钢铁渣粉良好的补偿收缩效应，并结合纤维对混凝土收缩所具有良好的约束作用，从而产生“叠加效应”，使混凝土具有很好的抗裂性能。

[0007] 进一步，所述纤维包括钢纤维0-160份，聚丙烯纤维0-2份，钢纤维与聚丙烯纤维不同时为0。

[0008] 进一步，所述钢铁渣粉包括30％-50％钢渣粉和50-70％矿渣粉。

[0009] 进一步，所述水泥强度等级达到PO42.5R及以上标号。

[0010] 进一步，所述细集料细度模数为2.6-3.5。

[0011] 进一步，所述粗集料包括粒径为4.75-26.5mm的连续级配石灰岩碎石，其吸水率为0.1-1.5％，压碎值指标为5-15％。

[0012] 进一步，所述外加剂包括3-10份减水剂和0-10份激发剂。

[0013] 进一步，所述减水剂为聚羧酸盐高效减水剂，其减水率不小于25％，抗压强度比不小于110％。

[0014] 本发明还提供上述纤维-钢铁渣粉增强混凝土的制备方法，包括以下步骤：将粗集料和细集料混合后加入水泥和钢铁渣粉，然后加入纤维，再加入水和外加剂搅拌均匀得到新拌混凝土，最后将新拌混凝土在20℃、相对湿度90％以上的条件下养护至规定龄期，其中水泥250-350份，钢铁渣粉140-200份，细集料600-750份，粗集料1000-1200份，外加剂3-20份，水130-150份，纤维0.6-162份。

[0015] 进一步，所述纤维包括钢纤维0-160份，聚丙烯纤维0-2份，钢纤维与聚丙烯纤维不同时为0；所述钢铁渣粉包括30％-50％钢渣粉和50-70％矿渣粉。附图说明

[0016] 图1为水泥净浆化学收缩对比图；

[0017] 图2为混凝土干缩对比图。

具体实施方式

[0018] 本发明通过在混凝土中同时掺入钢铁渣粉和纤维，利用二者的叠加效应，显著提高混凝土的抗裂性能，以下通过具体实施例来说明本发明的技术方案。

[0019] 本发明所述纤维-钢铁渣粉增强混凝土的组成包括水泥250-350份，钢铁渣粉140-200份，细集料600-750份，粗集料1000-1200份，外加剂3-20份，水130-150份，纤维0.6-162份。按照以下表1-6中各组分的含量称取原料，先将粗集料和细集料混合搅拌30s，然后加入水泥和钢铁渣粉搅拌30s，接着加入纤维继续搅拌30s，再加入4/5水和外加剂搅拌120s，最后加入剩余的1/5水调整混合物，制得新拌混凝土。将新拌混凝土在20℃、相对湿度90％以上的条件下养护至规定龄期即可。

[0020] 实施例1

[0021] <表1>

[0022]

[0023] 实施例2

[0024] <表2>

[0025]

[0026] 实施例3

[0027] <表3>

[0028]

[0029] 实施例4

[0030] <表4>

[0031]

[0032] 对比例1

[0033] <表5>

[0034]

[0035] 对比例2

[0036] <表6>

[0037]

[0038] 请参看表7，该表反映了本发明所用钢铁渣粉的化学成分。本发明所用钢铁渣粉包括钢渣粉和矿渣粉，其中钢渣粉主要包含CaO、Fe2O3、SiO2等成分，矿渣粉主要包括CaO、SiO2、Al2O3、MgO等。

[0039] <表7>

[0040]化学成分 CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO f-CaO SO3
钢渣粉 43.59 14.56 1.52 22.45 7.36 4.75 0.39
矿渣粉 35.85 32.34 16.22 0.65 10.88 ∥ 3.55

[0041] 依据GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》对实施例1-4以及对比例1-2制得的混凝土进行力学性能试验，结果如下：

[0042] <表8>

[0043]

[0044] 表8反映，在混凝土中掺杂钢铁渣粉后再加入纤维，所得的混凝土的7d抗压强度可达到对比例1采用纯水泥制备的混凝土的83％-95％，28d抗压强度达到对比例1的84％-98％，28d劈裂抗拉强度达到对比例1的110％-135％，拉压比显著提高。

[0045] 进一步，与只掺杂有钢铁渣粉却没有掺杂纤维的对比例2相比，实施例1-4的纤维-钢铁渣粉增强混凝土在掺杂钢铁渣粉后，再加入钢纤维或聚丙烯纤维虽然坍落度有所降低，流动性稍微减弱，但是却明显地提高了混凝土的抗压强度，尤其是实施例2和实施例3的7d抗压强度分别比对比例2提高了8.4％和1.2％，实施例1的28d抗压强度比对比例2提高了
10％。同时掺杂纤维还明显提高混凝土的劈裂抗拉强度和拉压比，如实施例1和实施例2的
28d劈裂抗拉强度分别比对比例2提高了65％和55％，实施例1和实施例2的28d拉压比分别比对比例2提高了51％和66％。

[0046] 请参看图1，该图是水泥净浆化学收缩对比图。从图1可以看出，与纯水泥净浆相比，掺加钢渣铁粉显著降低了水泥净浆化学收缩，有利于提高水泥基材料的抗裂性能。

[0047] 请参看图2，该图是混凝土干缩对比图。从图2可以看出，与纯水泥相比(对比例1)，掺加钢渣铁粉和纤维可显著降低混凝土的干缩，有利于提高水泥基材料的抗裂性能。

[0048] 相对于现有技术，本发明同时将钢铁渣粉和纤维掺入混凝土中，利用钢铁渣粉良好的补偿收缩效应，并结合纤维对混凝土收缩所具有良好的约束作用，从而产生“叠加效应”，增强了混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度，同时提高混凝土的拉压比，以及降低了化学收缩，显著地改善了混凝土的抗裂性能，有效解决利用钢渣粉产生的早期强度低以及利用矿渣粉产生的易开裂问题。同时促进对冶金渣废弃物的资源化利用率，降低生产成本。

[0049] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

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一种纤维-钢铁渣粉增强混凝土及其制备方法

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