[发明专利]一种大掺量钢渣固废水工生态框混凝土及其配比确定方法

说明书

本发明公开一种大掺量钢渣水工生态框混凝土及其配比确定方法，该方法包括：将任意给定的钢渣骨料，通过4.75mm方孔筛和9.5mm方孔筛进行筛分，将钢渣骨料分为粗颗粒部分和细颗粒部分，设定钢渣骨料取代骨料的体积比例，根据钢渣骨料中粗细颗粒的体积比例，分别按目标体积取代率取代混凝土中的碎石和砂，并根据钢渣骨料细颗粒的细度模数和颗粒级配对砂石被取代的比例进行调整，可以得到拌合物性能良好的大掺量钢渣固废水工生态框混凝土配比。通过进一步将钢渣骨料粉磨后取代胶凝材料，最终实现水工生态框混凝土中钢渣固废的利用率达到27％～47％。

技术领域

本发明涉及固体废弃物资源化利用领域，具体涉及一种大掺量钢渣固废水工生态框混凝土及其配比确定方法。

背景技术

钢渣作为我国大宗工业固废之一，其资源化利用一直是大家关注的问题。目前钢渣在建材行业中的高附加值利用途径主要有骨料、水泥混合材料和掺合料。其中钢渣在混凝土中的利用途径主要是作为掺合料，也有一些钢渣骨料用于结构混凝土的应用，但由于钢渣骨料的安定性问题，应用效果并不理想，工程事故频发，目前专家学者一直认为钢渣骨料在结构混凝土中的应用应慎之又慎，严重制约对于钢渣的资源化利用。

水工生态框是一种通过预制混凝土块制成的挡墙系统，多见于边坡防护，起到透气、透水、固土等作用，内部可种植物。考虑到水工生态框是非结构类混凝土，并且有植物消解和固化作用，钢渣的安定性问题对其影响较小，因此可考虑将钢渣骨料用于制备水工生态框混凝土，在此基础上利用钢渣取代一部分胶凝材料，最大限度地将钢渣固废利用起来。

虽然水工生态框混凝土在安定性方面要求相对较低，但需要在特制的模具中成型，对于混凝土的拌合物性能还是有一定的要求，所拌制的钢渣混凝土应具有良好的和易性，不出现离析等问题。然而钢铁厂的钢渣经初步破碎后，颗粒粒径分布较为凌乱，既有类似于粗骨料的大颗粒，也有类似于细骨料的小颗粒，且不同批次的钢渣大小颗粒的比例变化非常大，单独取代砂或者碎石都会造成骨料级配不佳，拌合物和易性下降。如果预先将钢渣骨料进行筛分整形等深加工，则需要增加大量的能耗，降低利用的附加值。因此，需要有一种对于任意来源的钢渣骨料均能配制出较好混凝土的大掺量钢渣混凝土的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服钢渣骨料颗粒大小、级配波动大的问题，提供一种大掺量钢渣固废水工生态框混凝土，以实现任意取样的钢渣骨料都能通过快速合理的配比调整，使制备的大掺量钢渣固废水工生态框混凝土具有良好的和易性。

其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。

一种大掺量钢渣固废水工生态框混凝土，其特征在于，按每方混凝土中各组分重量计算，包括如下组分：

水泥：205～224份；

粉煤灰：37～74份；

矿粉：37～74份；

钢渣粉：19～74份；

钢渣骨料：683～1194份；

天然砂：395～615份；

碎石：465～703份；

水：160～165份；

外加剂：3.72～4.46份。

大掺量钢渣固废水工生态框混凝土中的钢渣粉由钢渣骨料球磨机粗磨后与脱硫石膏进一步精磨得到，其比表面积≥400m²/kg，28d活性指数不低于80％。

大掺量钢渣固废水工生态框混凝土中的钢渣骨料为钢厂经初步破碎的钢渣骨料，其最大颗粒粒径不大于31.5mm，游离CaO含量小于2％，游离MgO含量小于3％。

大掺量钢渣固废水工生态框混凝土中钢渣固废总质量(指钢渣粉和钢渣骨料之和)占比达到27％～47％，压蒸膨胀率小于0.2％，安定性良好。