全固废高强架空地板及其制备方法与流程

1.本发明涉及固废资源化利用技术领域，特别是指一种全固废高强架空地板及其制备方法。


背景技术：

2.架空地板用途广泛，可以用于通风、装饰、机房等等。这种活动地板可以有效地防止静电，也被成为架空防静电地板。因此，这种架空防静电地板主要用于经常使用电力的地方，或者许多电缆集中的地方。
3.目前市场上的架空地板多为陶瓷、水泥混凝土、钢铁和木板制作而成的，它们仍存在各种各样的缺陷：陶瓷地板成本高，易损坏，且承重不高；水泥混凝土地板自重较大，成本较高，且原料中水泥占比高，固废利用率低，不利于保护环境；钢铁地板自重大，成本高，维修成本高；木质地板承重差，易损坏，对环境较为敏感。
4.钢渣作为一种冶金固体废弃物，在我国综合利用的现状并不理想，目前综合利用率仅为10％～20％。钢渣的主要矿物相具备一定的水化潜力，将其破碎、粉磨后可以大量用于建筑工业。钢渣除铁后易于粉磨加工，粉磨后，水化活性增强，早期反应迅速，也很适合用于混凝土生产。钢渣与矿渣共同水化时，能够提供碱性环境，充分激发矿渣的活性，辅以工业副产石膏引入硫酸根离子，可以加速原料分解速度，促进水化产物迅速生成。在这种多固废协同作用下，混凝土的各方面性能均能超越普通水泥混凝土，将这种混凝土应用于制作架空地板，可以解决普通水泥混凝土地板生产过程破坏环境，生产成本高，承重强度低的问题。
5.制备高强混凝土地板需要使用大量的细骨料，如果采用天然的或开山炸石得来的机制砂作为骨料，会大大提高成本。全固废高强架空地板使用的细骨料均为铁尾矿砂，性能稳定，级配与天然砂相近，既保证了力学性能，又降低了成本。
6.现有技术中，专利公开号c n206279724u、cn 206256658u分别授权或公开了钢板制的架空地板，通过使用钢制的地板和改善结构，加强了对角处承载和边承载，使强度有所提高，但是钢材本身重量大，并且需要经过精加工等一系列的处理，成本高，维修费用也高。
7.此外，cn211369401u公开了一种水泥制的架空地板，该发明简化了结构设计，减轻了重量并降低了整体高度，从而降低了施工难度。但其承重不高，胶凝材料中的水泥占比过大，成本较高，不利于环境的保护。


技术实现要素：

8.本发明为解决现有的架空地板材料成本高、固体废弃物使用率低、水泥制地板大量使用天然骨料、造成环境污染等问题，提供一种全固废高强架空地板及其制备方法。
9.该地板以质量百分比计，包括40％～50％的胶凝材料、50％～60％的骨料、0～2％的减水剂和5％～8％的水；其中，胶凝材料由20％～70％的矿渣、20％～70％的钢渣和10％～20％的工业副产石膏制备而成，骨料为普通砂、机制砂、铁尾矿砂等。
10.其中，矿渣和钢渣的比表面积为400m2/kg～550m2/kg。
11.工业副产石膏的比表面积为300m2/kg～400m2/kg。
12.矿渣为符合gb/t 18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》的矿渣。
13.钢渣为符合gb/t 20491-2006《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》的钢渣。
14.工业副产石膏为脱硫石膏、磷石膏、氟石膏、柠檬石膏、废陶模石膏、钛石膏、芒硝石膏、盐石膏中的一种或多种。
15.骨料需要加工成符合gb 51032-2014《铁尾矿砂混凝土应用技术规范》的骨料。
16.该混凝土标准养护28天抗压强度达到70mpa～90mpa、抗折强度达到10mpa～15mpa。制备该全固废高强架空地板的方法，具体包括步骤如下：
17.(1)制备胶凝材料：将矿渣、钢渣和工业副产石膏单独粉磨后，混匀制得胶凝材料；
18.(2)将步骤(1)中制得的胶凝材料与骨料、减水剂、水按质量比搅拌均匀后，经浇筑成型并进行养护，得到全固废高强架空地板。
19.其中，步骤(1)还可将矿渣、钢渣和工业副产石膏混合粉磨50分钟，使粉料比表面积达到500m2/kg。
20.本发明的上述技术方案的有益效果如下：
21.上述方案中，发挥矿渣、钢渣与工业副产石膏的协同激发作用，在混凝土体系中完全不使用水泥，降低天然骨料用量，保证混凝土强度达到较高水平。为超高性能混凝土低成本生产提供了一条新的思路。具体优点如下：
22.(1)本发明所涉及的原料可以完全来源于工业固体废弃物，不再使用水泥作为组分，降低了混凝土的成本，保护环境；
23.(2)本发明可以协同处置矿渣、钢渣、工业副产石膏等多种工业固体废弃物，实现变废为宝，提高混凝土的固废利用率；
24.(3)本发明有效提高了钢渣的综合利用率，为大规模消纳钢渣提供了新途径；
25.(4)本发明提出了超高性能混凝土天然骨料的替代方案，可以大规模减少天然骨料的用量，节约自然资源；
26.(5)本发明相较其他类似的超高性能混凝土，在未加入钢纤维的情况下，仍可以达到较高的强度。
具体实施方式
27.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。
28.本发明提供一种全固废高强架空地板及其制备方法，该地板以质量百分比计，包括40％～50％的胶凝材料、50％～60％的骨料、0～2％的减水剂和5％～8％的水；其中，胶凝材料由20％～70％的矿渣、20％～70％的钢渣和10％～20％的工业副产石膏制备而成，骨料为普通砂、机制砂、铁尾矿砂等。
29.制备该混凝土或胶砂时，首先将矿渣、钢渣和工业副产石膏单独粉磨后，混匀制得胶凝材料；然后将制得的胶凝材料、骨料、减水剂和水按质量比搅拌均匀后，经浇筑成型并进行养护，得到全固废高强架空地板。
30.下面结合具体实施例予以说明。
31.实施例1
32.一种全固废高强架空地板，其胶凝材料由以下原料制备而成：以质量百分比计，矿渣42.5％，钢渣42.5％，脱硫石膏15％；矿渣单独粉磨至比表面积550m2/kg，钢渣粉磨至比表面积400m2/kg，脱硫石膏粉磨至比表面积400m2/kg。胶砂中，以质量百分比计，胶凝材料占41.3％、骨料占51.6％、减水剂占0.4％、拌合用水占6.6％，其中骨料为铁尾矿砂，减水剂含固量10％的聚羧酸高效减水剂。
33.胶砂配合比如下表所示：(每立方胶砂材料用量：kg/m3)
[0034][0035][0036]
胶砂试块依照上表所示配合比，将原料置于胶砂搅拌机中搅拌均匀，于温度20
±
5℃，相对湿度不低于60％的条件下注入40mm
×
40mm
×
160mm的模具中，置于胶砂振动台上振动成型。成型后的试块置于养护温度20℃
±
2℃、相对湿度不低于95％的标准养护条件下养护24h后脱模，继续置于养护温度20℃
±
2℃、相对湿度不低于95％的恒温恒湿养护箱内养护至28天龄期，检测其抗压强度为83.1mpa，抗折强度为11.58mpa。
[0037]
实施例2
[0038]
一种全固废高强架空地板，其胶凝材料由以下原料制备而成：以质量百分比计，矿渣67.5％，钢渣22.5％，脱硫石膏10％；矿渣单独粉磨至比表面积550m2/kg，钢渣粉磨至比表面积400m2/kg，氟石膏粉磨至比表面积400m2/kg。胶砂中，以质量百分比计，胶凝材料占41.3％、骨料占51.5％、减水剂占0.6％、拌合用水占6.6％，其中骨料为机制砂，减水剂为含固量10％的聚羧酸高效减水剂。
[0039]
胶砂配合比如下表所示：(每立方胶砂材料用量：kg/m3)
[0040][0041][0042]
胶砂试块依照上表所示配合比，将原料置于胶砂搅拌机中搅拌均匀，于温度20
±
5℃，相对湿度不低于60％的条件下注入40mm
×
40mm
×
160mm的模具中，置于胶砂振动台上振动成型。成型后的试块置于养护温度20℃
±
2℃、相对湿度不低于95％的标准养护条件下养护24h后脱模，继续置于养护温度20℃
±
2℃、相对湿度不低于95％的恒温恒湿养护箱内养护至28天龄期，检测其抗压强度为76.7mpa，抗折强度为13.4mpa。
[0043]
实施例3
[0044]
一种全固废高强架空地板，其胶凝材料由以下原料制备而成：以质量百分比计，矿渣40％，钢渣40％，脱硫石膏20％；将钢渣、矿渣、磷石膏烘干后混匀，混合粉磨至比表面积500m2/kg。胶砂中，以质量百分比计，胶凝材料占41.1％、骨料占51.2％、减水剂占0.8％、拌合用水占6.8％，其中骨料为铁尾矿砂，减水剂为含固量30％的聚羧酸高效减水剂。
[0045]
胶砂配合比如下表所示：(每立方胶砂材料用量：kg/m3)
[0046][0047][0048]
胶砂试块依照上表所示配合比，将原料置于胶砂搅拌机中搅拌均匀，于温度20
±
5℃，相对湿度不低于60％的条件下注入40mm
×
40mm
×
160mm的模具中，置于胶砂振动台上振动成型。成型后的试块置于养护温度20℃
±
2℃、相对湿度不低于95％的标准养护条件下养护24h后脱模，继续置于养护温度20℃
±
2℃、相对湿度不低于95％的恒温恒湿养护箱内养护至28天龄期，检测其抗压强度为80.5mpa，抗折强度为12.6mpa。
[0049]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。