[发明专利]使用熔渣副产物的重质混凝土组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用熔渣其是钢铁工业中所产生的副产物的重质混凝土组合物，尤其是涉及一种使用熔渣副产物的重质混凝土组合物：其中将熔渣副产物(钢渣及鼓风炉渣)有效地用作混凝土的细骨料以及用于替代水泥的粘合剂，以便于环保并具有极佳的机械性质(例如抗压强度)，且此重质混凝土组合物特别有利于重质混凝土产品，例如铁路(或铁道)预应力混凝土(prestressed concrete；PC)轨枕。

背景技术

钢厂每年会以工业副产物的形式产生大量的鼓风炉渣及钢渣。由于致力于开发这些副产物的使用及应用的努力就生产量而言一直不足，因而大部分副产物被回收或存放在内部场地中。结果，造成了严重的环境问题。

然而，这些副产物是可以通过正确地筛选及加工而充分地循环利用的材料。具体而言，在施工及建筑领域中，当将鼓风炉渣用作混凝土材料中的水泥的替代材料时，可以减少在生产水泥过程中所产生的二氧化碳的排放量。钢渣可以代替天然砂而用作细骨料的替代来源，从而可最大程度减轻由挖砂而造成的环境破坏。

至于相关技术，举例而言，韩国专利10-0693391号(专利文件1)揭示一种使用钢渣及鼓风炉渣的环保的彩色混凝土组合物。

韩国专利10-0694267号(专利文件2)揭示一种使用钢渣作为骨料的海洋混凝土。

韩国专利10-0451821(专利文件3)揭示一种使用鼓风炉渣水泥来提高混凝土的初始强度的方法。

同时，作为铁路(或铁道)轨道的组件，轨枕用于使轨距保持固定不变、支撑列车载重、并将列车载重广泛分布至道碴及路基。轨枕通常由混凝土轨枕本体以及用于将导轨固定至混凝土本体的紧固件构成。

这种轨枕需要具有足够的强度，以便能够支撑列车载重，并且主要由重质混凝土产品制成，以有效地确保防止轨道鼓出的稳定性。

例如铁路(或铁道)轨枕等重质混凝土产品具有所需的强度(抗压强度为50MPa)。由于轨枕暴露于例如阳光、雪、雨、变化的温度等自然环境因素下，所以优选的是环保的产品。迄今为止，仍未通过添加例如鼓风炉渣及钢渣等工业副产物而制造出例如铁路(或铁道)轨枕等重质混凝土产品。

发明内容

技术问题

本发明旨在以环保的方式制造一种特别有利于重质混凝土产品的混凝土组合物，作为以环保方式有效地利用鼓风炉渣及钢渣的一部分，鼓风炉渣及钢渣是在炼铁及炼钢过程中所产生的典型副产物。

因此，本发明涉及一种混凝土组合物，此混凝土组合物含有鼓风炉渣及钢渣，以便于环保并能够具有特别是例如铁路(或铁道)预应力混凝土(PC)轨枕等重质混凝土产品所需的合意的强度、耐久性及环境特性。

本发明还涉及一种重质混凝土组合物，此重质混凝土组合物是在制备上述混凝土组合物时使用雾化钢渣或慢冷电弧炉氧化渣来代替天然细骨料，以便能够具有重质混凝土产品所需的合意的强度、耐久性及环境特性。

技术方案

为实现这些目标，本发明的一个方面提供一种使用雾化钢渣副产物的重质混凝土组合物，此重质混凝土组合物包含：以100重量份的高快固波特兰水泥(high-early-strength Portland cement)计，15至30重量份的磨细的粒状鼓风炉渣、220至280重量份的密度为3.4至3.6并用作细骨料的雾化钢渣、230至300重量份的用作粗骨料的碎石、以及30至40重量份的水。

此外，使用雾化钢渣副产物的重质混凝土组合物还可包含纤维增强材料、化学掺合料、或其组合。

此外，本发明的另一方面提供一种使用慢冷电弧炉氧化渣副产物的重质混凝土组合物，此重质混凝土组合物包含：以100重量份的高快固水泥计，42至67重量份的磨细的粒状鼓风炉渣、290至310重量份的密度为3.3至3.8并用作细骨料的慢冷电弧炉氧化渣、260至290重量份的粗骨料、以及40至45重量份的水。

在本发明中，作为混凝土组合物的粘合剂的水泥的一部分基本上使用在碱性环境下具有潜在水凝性的鼓风炉渣以及用作细骨料的钢渣，其中使用慢冷电弧炉氧化渣作为钢渣。

此慢冷电弧炉氧化渣的加工过程如下：将熔融高温电弧炉氧化渣运送至冷却坑，随时间流逝而自然地冷却所运送的熔渣(即缓慢地冷却并固化所运送的熔渣)，将固化的熔渣转移至粉碎线，并且通过分步粉碎工艺按预定尺寸粉碎并筛选经粉碎的熔渣，从而能够通过粉碎线上的磁体来移除铁组分。