[发明专利]一种滚筒钢渣混凝土及其配合比确定方法

说明书

一种滚筒钢渣混凝土，包括水泥、粉煤灰、矿粉、黄砂、碎石、滚筒钢渣、水和减水剂，各组分按质量份数构成如下：水泥224份、粉煤灰75份、矿粉75份、黄砂231～738份、碎石693～1108份、滚筒钢渣2～924份、水155份、减水剂2.89份。所述的滚筒钢渣混凝土的配合比确定方法，包括以下步骤：根据不同需求确定骨料替代率；确定滚筒钢渣质量份数；确定黄砂质量份数；确定碎石质量份数；确定其余组分质量份数。本发明将滚筒钢渣变废为宝，节约天然砂石的消耗，减少对自然环境破坏；减少滚筒钢渣堆放对环境的污染，并节省宝贵的土地资源；在滚筒钢渣产地附近使用可节约成本，具有良好的经济效益。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，涉及滚筒钢渣的回收利用，尤其是在混凝土中的利用。

背景技术

钢渣是钢铁厂在冶炼钢铁时产生的废渣，其排放量大概是粗钢产量的10～15％。2016年我国钢渣产量1.05亿吨，利用率仅20％，累积堆存量超10亿吨，这些不能被及时有效处理的钢渣，在堆放时不但会占用大量土地资源，同时也对周围环境造成了污染。钢渣混凝土是钢渣利用的主要方向之一，但现有钢渣普遍存在游离氧化钙含量过高而导致的安定性问题，直接作为骨料可能会引起混凝土开裂，故大部分钢渣在作为混凝土骨料使用前还需进行破碎、筛分、磨细等二次加工，这不仅增加了钢渣混凝土的使用成本，也使其实用性大大降低。

发明内容

针对现有钢渣混凝土的上述不足，本发明的目的在于提出一种滚筒钢渣混凝土及其配合比确定方法，采用滚筒钢渣直接替代部分普通混凝土粗骨料和细骨料，无需进行二次处理，实用性较好。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种滚筒钢渣混凝土，由水泥、粉煤灰、矿粉、黄砂、碎石、滚筒钢渣、水和减水剂构成，各组分按质量份数构成如下：水泥224份、粉煤灰75份、矿粉75份、黄砂231～738份、碎石693～1108份、滚筒钢渣2～924份、水155份、减水剂2.89份。

进一步，所述滚筒钢渣优选粒径0.15～20mm的滚筒钢渣。其中5mm以上颗粒占比为40％～50％，优选45％，可代替普通混凝土粗骨料；5mm以下颗粒占比为50％～60％，优选55％，可代替普通混凝土细骨料；游离氧化钙含量＜4％，金属铁含量＜2％，吸水率＜3.5％。

进一步，所述水泥优选P.O 42.5普通硅酸盐水泥；和/或，

所述粉煤灰优选为F类Ⅱ级的粉煤灰；和/或，

所述矿粉优选等级S95的矿粉；和/或，

所述黄砂优选粒度标准为中砂或机制中砂；和/或，

所述碎石优选粒径5～25mm的碎石；和/或，

所述减水剂优选聚羧酸减水剂。

本发明同时提出了滚筒钢渣混凝土不同滚筒钢渣掺量的配合比设计方法，包括以下步骤：

步骤一：根据不同需求确定骨料替代率

骨料替代率取值范围为0.1～50％，需要增加混凝土重量或强度时取高值。当拌合混凝土运输距离较长时，宜将骨料替代率控制在30％以内；当施工现场配备搅拌站时，可将骨料替代率提升至50％，以提高滚筒钢渣的消纳量。

步骤二：确定滚筒钢渣质量份数

按普通混凝土所需的黄砂份数A和碎石总份数B之和乘以骨料替代率λ，确定滚筒钢渣的质量份数C，即C＝(A+B)×λ；

优选地，A为739，B为1109。

步骤三：确定黄砂质量份数

黄砂质量份数＝A-k1×C，其中，k1为滚筒钢渣中5mm以下颗粒占比。

步骤四：确定碎石质量份数