[发明专利]一种氢氧化钙激发钢渣制备的掺合料及利用其制备的高强人工砂混凝土

说明书

本发明公开了一种用氢氧化钙激发钢渣制备的掺合料及利用其制备的高强人工砂混凝土。所述每立方米混凝土包括以下重量份数的原料：水泥500～600份，掺合料60～150份，粗骨料900～1100份，人工砂700～800份，水100～150份，减水剂18～25份，其中掺合料为钢渣和氢氧化钙以质量比为6～10︰1组成。本发明通过采用钢渣部分替代水泥，人工砂全部替代天然河砂，并通过氢氧化钙对钢渣进行改性，降低了钢渣和人工砂导致的混凝土抗压强度的降低，保证混凝土具有较好的抗压轻度。同时，本发明所用原料廉价易得，既缓解了高强混凝土对水泥和天然河砂的供应压力，又提高了钢渣和工业废渣的利用，增加了其附加值，符合可持续发展的需要。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，更具体地，涉及一种用氢氧化钙激发钢渣制备的掺合料及利用其制备的高强人工砂混凝土。

背景技术

水泥混凝土因其防火性能好，常温下易加工等特点，在二十一世纪乃至更长时间都将是难被替代的建筑材料。但普通混凝土因存在强度低，脆性高，耐久差，自重大等缺点，使其适用性面临严峻的挑战。随着建筑在结构上的超大、超高和超跨度化以及在使用环境上的超常化，强烈促使水泥混凝土朝着高性能化、超高强化甚至高功能化方向发展。

但随着混凝土的使用量日益增多，水泥和天然砂的使用量也逐年增加。而生产水泥的环境代价十分高昂、消耗大量热能、排放温室气体和粉尘烟尘等一系列后遗症。天然河砂的使用量逐年增加导致河砂面临枯竭，同时水洗海砂质量又难以保证，且同样破坏海洋资源。因此，目前正在寻求各种可以替代或部分替代水泥和天然河砂的材料。

钢渣是钢铁工业行业主要的冶金渣，其含有较多的与硅酸盐水泥熟料相近的矿物成分，具备作为掺合料的矿物基础，将其作为掺合料符合可持续发展提出的要求。然而，钢渣作为掺合料，除存在安定性等问题以外，活性系数较低也是限制其作为掺合料大规模应用的原因之一。

人工砂作为建筑用砂符合可持续发展的要求，其由矿山采矿后的尾矿和工业生产中产生的废渣加工而成。当前天然河砂资源紧缺，海砂含有较高含量的氯离子，对结构安全形成重大威胁，伴随着陆地和河流环境保护压力，建筑用砂在相当程度上开始转向人工砂的开发利用。而人工砂在全完取代天然河砂时，对混凝土的工作性能和抗压强度存在一定的影响。

钢渣或工业废渣的堆放，不仅占用土地，还会造成水体和大气的污染。因此，将其有效利用到混凝土中，不仅增加了其附加值，还能减少水泥和天然河砂的使用量。但钢渣和人工砂的使用，易导致混凝土的工作性能和抗压强度下降。因此，如何改善掺和钢渣和人工砂的混凝土的抗压强度存在一定的困难。

发明内容

本发明的首要目的在于，提供一种用氢氧化钙激发钢渣制备的掺合料及利用其制备的高强人工砂混凝土。所述混凝土采用钢渣为掺合料，且以人工砂全部替代天然河砂，所采用的原料成本低廉易得，并通过改性作用，消除了钢渣和人工砂导致的抗压强度的降低，保证混凝土具有较好的抗压强度。

本发明的又一目的在于，提供上述高强人工砂混凝土的制备方法。

本发明的上述目的是通过以下方案予以实现的：

一种用氢氧化钙激发钢渣制备的掺合料及利用其制备的高强人工砂混凝土，每立方米混凝土包括以下重量份数的原料：水泥500～600份，掺合料60～150份，粗骨料900～1100份，人工砂700～800份，水100～150份，减水剂18～25份，其中掺合料为钢渣和氢氧化钙以质量比为6～10︰1组成。

优选地，所述混凝土每立方米包括以下重量份数的原料：水泥575～585份，掺合料65～75份，粗骨料1035份，人工砂750份，水130份，减水剂21.5份，其中掺合料为钢渣和氢氧化钙以质量比为6.5︰1组成。