[发明专利]高炉水渣作为细骨料在配制混凝土中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及高炉水渣作为细骨料在制备混凝土中的应用。

背景技术

我国幅员辽阔，用于配制混凝土的地方材料，不可能都符合相关标准、规范所规 定的技术指标要求，如普通混凝土用砂、石等。在我国部分地区，砂的质量差，仅产 细砂，甚至是特细砂(细度模数为0.7-1.5)，很难满足混凝土设计要求，而且从外地 运砂，砂源特别紧张，势必增加混凝土的生产成本。

高炉水渣是在高炉炼铁过程中产生的以硅酸盐与硅铝酸盐为主要成分的废渣。铁 矿石中的杂矿石和焦炭中的灰分等与石灰石在高炉内生成高炉水渣。高炉水渣比重小， 浮于生铁水表面上。大约生产1吨生铁，同时产0.3吨水渣。

申请人在对高炉水渣进行研究时，意外发现炼铁工业产出的高炉水渣可完全替代 现有混凝土中的细骨料，同时可降低混凝土的生产成本。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种高炉水渣作为细骨料在制备混凝土中的应用， 高炉水渣可替代现有的细骨料配制各种强度等级的混凝土，而且可降低混凝土的生产 成本。

本发明提供的技术方案是：高炉水渣作为细骨料替代砂在配制混凝土中的应用。

所述高炉水渣为容重大于800kg/m³且小于1600kg/m³的水渣，且不含铁屑杂质。

所述混凝土的组成成分为7-9wt％水、10-20wt％水泥、19-26wt％高炉水渣、 46-53wt％粗骨料、1.5-3.0wt％粉煤灰、1-2wt％矿粉和0.15-0.30wt％外加剂等。

现有技术中高炉矿渣作为一种掺合料用于混凝土中，提高混凝土的密实性和保水 性，有效地改善混凝土的性能，提高混凝土的工作性能。本发明是将高炉矿渣作为细 骨料完全代替现有技术普通混凝土中的砂来配制满足各种强度等级的混凝土。

传统混凝土的组成成分为水、水泥、细骨料(砂)、粗骨料(石)、掺合料(粉煤 灰或矿粉)、外加剂等，本发明以高炉水渣作为细骨料替代传统混凝土中的砂，配制各 种强度等级的混凝土，而且可降低混凝土的生产成本。

具体实施方式

一.混凝土原材料的选择

1.混凝土原材料选择的主导思想

(1)水渣：高炉水渣为容重大于800kg/m³且小于1600kg/m³的水渣，细度模数为1.8 -3.3，且不含铁屑杂质。

(2)掺合料(粉煤灰和矿粉)：在混凝土中掺入一定量的粉煤灰或矿粉，使水泥水化 反应更充分，提高混凝土的密实性和保水性，减少泌水和离析现象，从而有效地改善 了水渣混凝土的性能。

(3)粗骨料：与普通混凝土的粗骨料相同。

(4)外加剂：高效减水剂，以满足大坍落度及泵送混凝土的施工要求。

2.水渣各项指标的检验

按GB/T14684-2001《建筑用砂》检验标准进行各项检测。

(1)水渣筛分析试验，其细度模数为2.2-2.8，颗粒级配试验结果见表一。

表一

(2)水渣的含泥量与泥块含量基本为零。

(3)水渣的松散堆积密度为970kg/m³，紧密堆积密度为1120kg/m³。

二.水渣混凝土配合比设计试验

水胶比、掺合料掺量、水渣率(参照砂率的定义，水渣率指水渣占水渣与粗骨料 总和的重量比)是水渣混凝土配合比设计试验的主要参数。

1.试验设计思路：

利用高炉水渣完全替代混凝土中的细骨料，按常规方法配制出满足各种强度等级 的混凝土要求，而且水渣混凝土随着水胶比的变化，强度变化规律基本与普通混凝 土的强度变化相一致。根据水渣的密度值与砂的密度值比较，其容重比为0.69∶1。

2.试验组合条件：

(1)水胶比：0.40、0.45、0.50、0.55。

(2)粉煤灰掺量：15％。

(3)矿粉掺量：10％。

(4)减水剂掺量：1.0％。

(5)坍落度：160-200mm。

3.试验结果

(1)混凝土的成型参数见表二。

(2)混凝土力学性能检测结果见表三。