[发明专利]一种以冶金渣为主要原料的混凝土管材制备方法

说明书

技术领域

本发明属于混凝土制品制备领域，特别是提供了一种以冶金渣为主要原料的混凝土管材制备方法。

背景技术

硅酸盐水泥水化时，形成了大量的强度较低、稳定性较差的Ca/Si为1.3～1.9的水化硅酸钙和氢氧化钙，不利于混凝土性能的改善。在混凝土原料中掺入活性掺合料，可使水化产物中的高碱性水化硅酸钙转化为低碱性水化硅酸钙，并可显著减少和消除Ca(OH)₂的不良影响，改善混凝土的耐久性能。矿渣被认为是高活性的混凝土掺和料，而我国2006年矿渣产量仅为1.6亿吨，远不能满足市场需求，导致矿渣粉价格不断上涨。相对而言，2006年我国水泥产量达12.4亿吨，高活性混凝土掺和料的需求量在4亿吨以上，面临着巨大的市场需求。

随着国民经济的快速发展、城市化进程的加快，管材需求量日益增多。相对于金属管材、塑料管材，由于混凝土管材的低廉成本，深受设计部门和使用部门的青睐。目前市场上通用的混凝土管主要为预应力混凝土管、混凝土管和钢筋混凝土管，而用量最大的是钢筋混凝土管。根据制管工艺不同，制管方法可分为离心、悬辊、立式挤压及立式振动等法。与其它制管工艺相比，悬辊法具有管外压强度高、外负荷重大、不跑浆、混凝土密实度好、抗渗性好、耐久性优良等特点，而被广泛采用。

公开号为CN 1443633A的《复合硅砂硅酸盐水泥及其在管桩生产中的使用技术方法》专利中，复合硅酸盐水泥中矿渣(或钢渣)掺加量仅为15％～25％。公开号为CN1431090A的专利《掺磨细钢渣生产预应力离心高强混凝土管桩技术方法》中，必须要将经常压蒸汽养护后的管桩送入到蒸压釜中进行高压蒸汽养护后，才能得到所需制品。公开号为CN 1448359A的专利《管桩生产用压蒸混凝土复合掺合料及制作方法》，以高硅砂为主要原料(掺加量为50％～80％)，磨细至比表面积大于380m²/kg，离心成型后先在85℃常压蒸汽中养护5小时，然后再在185℃高压蒸汽中养护9小时，设备投资大、工艺复杂、制造成本较高。公开号为CN 101041566A的《高强管桩生产用三组分复合掺合料的制作方法》中，将矿渣(或钢渣)与高硅砂及粉煤灰三组分复合后磨细至比表面积350m²/kg，其中矿渣(或钢渣)掺加重量比为30％～72％，需要在高温高压(170℃～200℃、9～10个大气压)的水蒸汽养护作用下才能获得所需质量要求的混凝土管材。

上述专利技术在混凝土管材制备中，掺加冶金渣量较低，尤其是钢渣量更低；同时在管材制备是都需要进行高温、高压长时间养护，从而不但使设备复杂、庞大，而且还是制备成本显著提高。在实际生产中，采用较多的是在混凝土中掺配单一矿物掺合料，如单掺矿渣、粉煤灰、硅灰等。由于在单掺一种掺合料时，只是利用了这种物料的某一种性能，而使混凝土综合性能提高有限。在将钢渣和矿渣复合制备掺合料时，可使二者作用效果相互促进产生明显的“复合叠加效应”，不但能够使混凝土具有较好的工作性能，而且由于钢渣高钙物质的引入，使钢筋表面的钝化膜不易被破坏，改善了混凝土的抗钢筋锈蚀性能，同时由于钢渣的价格低廉还在很大程度上降低了混凝土的制备成本。

钢渣矿渣复合制备混凝土掺合料，已成为钢渣高附加值利用的主要方向。而利用钢渣矿渣复合粉生产混凝土预制构件技术，有望解决几十年来制约我国钢渣高值利用的瓶颈问题。由于产品的高附加值，还可以将其销售半径显著扩大，从而克服以往所开发的钢渣矿渣产品受运距限制而使产地与市场脱节的弊端。

发明内容

本发明目的是提供一种以冶金渣为主要原料的混凝土管材制备方法，在充分利用钢渣矿渣复合粉“复合叠加效益”的基础上，制备混凝土管材，这不但能够降低混凝土管材的制备成本，而且由于钢渣粉的掺入还可提高混凝土孔溶液的PH值，从而进一步改善混凝土管材的抗钢筋锈蚀性能。

本发明以冶金渣粉作为主要胶凝材料制备混凝土，混凝土管材成型采用悬辊成型法，将拌合好的混凝土喂入固定有钢筋网架并己开机旋转的钢制模具，在悬辊结束后，将成型好的混凝土管材在10～40℃情况下，带模静养1～8小时，随后混凝土管材被带模吊入蒸养池，蒸养温度为50～100℃，蒸养时间为5～20小时，蒸养结束后脱掉钢模，再在5～40℃的环境下养护15～30天即可作为产品出售。