一种利用冶金固废制备高抗裂大体积混凝土及其方法与流程

技术特征：
1.一种利用冶金固废制备高抗裂大体积混凝土，其特征在于，各组分的质量份数为：胶凝材料100份，粗骨料196～370份，细骨料132～325份，高效减水剂0.3～2.2份，以及由转炉二次除尘灰0.1～5份、纳米硅灰石粉0.1～5份、冷轧废乳化液0.5～25份、氧化铁粉0.00625～0.0125份、硫酸钠0.0125～0.025份、乙二醇0.0125～0.025份组成的外加剂，水32～62份。2.根据权利要求1所述的一种利用冶金固废制备高抗裂大体积混凝土，其特征在于，胶凝材料包括水泥50～75份，矿渣微粉13～8份，钢渣微粉13～5份，粉煤灰12～5份，铁尾矿粉12～7份；高效减水剂为聚羧酸类、萘基中的一种或两种混合；水为混凝土配比用水，包括转炉二次除尘灰消解用水、纳米硅灰石粉分散用冷轧废乳化液所含水、补充用水。3.根据权利要求1所述的一种利用冶金固废制备高抗裂大体积混凝土，其特征在于，粗骨料为连续级配的矿山废石石子，粒度范围在5～20mm，莫氏硬度为5～7，压碎值≤10％；细骨料为矿山废石人工砂和铁尾矿砂，压碎值≤25％，矿山废石人工砂占比90％～10％，铁尾矿砂占比10％～90％，二者混合形成连续级配，粒径≤5mm；细骨料中矿山废石人工砂细度模数为2.2～3.6，铁尾矿砂分粗细两种，粗铁尾矿砂细度模数为2.1～3.5，细铁尾矿砂细度模数为0.7～1.8，粒径d≤0.16mm的量占细铁尾矿砂量的8％～20％。4.根据权利要求1所述的一种利用冶金固废制备高抗裂大体积混凝土，其特征在于，转炉二次除尘灰为转炉二次干法除尘灰经磁选除铁后的除尘灰，转炉二次干法除尘灰中cao含量6％～11％，mgo含量3％～6％，粒度在5000目以上，其中粒径为0.1～30μm的占95％以上，转炉二次干法除尘灰除铁率达≥80％。5.根据权利要求1或4所述的一种利用冶金固废制备高抗裂大体积混凝土，其特征在于，强度级别c20混凝土所需的转炉二次除尘灰量0.1～0.4份，强度级别c30混凝土所需的转炉二次除尘灰量0.5～1.4份，强度级别c40混凝土所需的转炉二次除尘灰量1.5～2.4份，强度级别c50混凝土所需的转炉二次除尘灰量2.5～3.4份，强度级别c55混凝土所需的转炉二次除尘灰量3.5～4.4份，强度级别c60混凝土所需的转炉二次除尘灰量4.5～5.0份。6.根据权利要求1所述的一种利用冶金固废制备高抗裂大体积混凝土，其特征在于，纳米硅灰石粉为粒径10～100nm，长径比7～20:1，ca3si3o9≥30％，比表面积在30000m2/kg以上的亲水型材料；氧化铁粉粒径为0.1～1μm。7.一种权利要求1～6任意一项所述的利用冶金固废制备高抗裂大体积混凝土的方法，先将粗、细骨料在搅拌罐中混合，再加入胶凝材料混合，之后加入高效减水剂和补充用水混合，搅拌后注入混凝土运输车，其特征在于，经消解处理后的转炉二次除尘灰和经分散处理后的纳米硅灰石粉两种混合物，在加入高效减水剂和补充用水之前或者同时加入到搅拌罐中。8.根据权利要求7所述的利用冶金固废制备高抗裂大体积混凝土的方法，其特征在于，转炉二次除尘灰的消解处理方法为：取转炉二次除尘灰以及其份数2～3倍的水放入搅拌装置混合搅拌6小时以上，促进f
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cao和f
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mgo消解反应。9.根据权利要求7所述的利用冶金固废制备高抗裂大体积混凝土的方法，其特征在于，纳米硅灰石粉的分散处理方法为：将0.5～25份的冷轧废乳化液放入搅拌装置中开始搅拌，先加入0.00625～0.0125份氧化铁粉，再依次加入0.1～5份纳米硅灰石粉，0.0125～0.025份硫酸钠和0.0125～0.025份的乙二醇，形成分散均匀稳定的纳米硅灰石浆液。
10.根据权利要求9所述的利用冶金固废制备高抗裂大体积混凝土的方法，其特征在于，搅拌装置起始搅拌速度控制在800～1200转/分钟，加入氧化铁粉搅拌2
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3分钟，将纳米硅灰石粉分成3～5个等份，分批次加入后持续搅拌3～5分钟；再加入硫酸钠，持续搅拌3～5分钟，最后加入乙二醇，搅拌10～15分钟后，搅拌速度降到100～150转/分钟，再搅拌5～10分钟后停止搅拌。

技术总结
本发明公开了一种利用冶金固废制备高抗裂大体积混凝土及其方法，混凝土各组分为：胶凝材料100份，粗骨料196～370份，细骨料132～325份，高效减水剂0.3～2.2份，由纳米硅灰石粉0.1～5份、转炉二次除尘灰0.1～5份、冷轧废乳化液0.5～25份、氧化铁粉0.00625～0.0125份、硫酸钠0.0125～0.025份、乙二醇0.0125～0.025份组成的外加剂，水32～62份。制备方法为：先将粗、细骨料混合，加入胶凝材料混合，再加高效减水剂和补充用水混合，在加入减水剂和补充用水之前或者同时加入经消解处理后的转炉二次除尘灰和经分散处理后的纳米硅灰石粉。本发明的混凝土具有制造成本低，有害孔数量少，强度高，抗徐变性能强，低收缩，高抗裂，大体积等特点，混凝土中冶金固废掺量≥75％。混凝土中冶金固废掺量≥75％。


技术研发人员：耿继双 徐鹏飞 王飞 吴文浩 李德刚 郭秀丽 李晓伟 赵小燕 郭春媛 张大利
受保护的技术使用者：鞍钢股份有限公司
技术研发日：2021.07.21
技术公布日：2021/10/8