[发明专利]一种掺合钢渣粉的泡沫混凝土

说明书

本发明提供了一种掺合钢渣粉的泡沫混凝土，属于泡沫混凝土技术领域。一种掺合钢渣粉的泡沫混凝土，包括如下质量百分比的成分组成：SiO₂：13~25%，CaO：30~45%，MgO：2~7%，Al₂O₃：3~10%。基于本发明以同时改善泡沫混凝土的早期开裂以及后期收缩的缺陷。

技术领域

本发明属于泡沫混凝土技术领域，具体涉及一种掺合钢渣粉的泡沫混凝土。

背景技术

钢渣作为一种常见的工业固废，其排出量约占粗钢总产量的15~20%。钢渣的组分主要来自炼钢过程中金属炉料因氧化而产生的氧化物、熔体对炉衬材料和补炉材料的侵蚀产物及特意加入以调整钢渣性质的造渣材料，如石灰石、白云石、铁矿石、硅石等。

钢渣中不同的化学成分决定了其矿物组成，一般根据矿物组成可将钢渣分为硅酸二钙渣、硅酸三钙渣、橄榄石渣、蔷薇辉石渣等。随着碱度逐渐提高，钢渣冶炼过程中会发成一系列取代反应。反应过程如下所示：

，

式中：RO为2价金属（Mg⁺²、Fe⁺²、Mn⁺²等）氧化物组成的连续固熔体。

钢渣，又称过烧硅酸盐水泥熟料，其成分与水泥相似。从工艺方面，将钢渣磨成粉工艺困难且耗费经济，然而钢渣粉的使用具有良好的经济效益和环境效益。虽然钢渣胶凝性劣于水泥，但是其生产能耗较水泥大大降低。举例说明，从能耗方面，生产1吨钢渣粉比生产同等量水泥可节省耗电60千瓦时，那么每年可节省电耗为30.834亿千瓦时，这相当于燃烧标准煤124万吨；从环境方面，每生产1吨水泥会产生0.815吨二氧化碳。综上所述，钢渣是理想的二次可利用资源。

近些年来，钢渣作为集料掺入混凝土被广泛研究。钢渣的掺入能提高混凝土的力学性能，主要是由于钢渣自身耐磨性好及所含成分不同，加入到混凝土中使其具有良好的耐磨性、耐久性和胶凝性。已有研究指出（施惠生,黄昆生,吴凯,等.钢渣活性激发及其机理的研究进展[J].粉煤灰综合利用,2011(1):48-53.），水泥与钢渣之间具有“协同效应”，加入钢渣能很好的改善界面过渡区，促进水化反应，提高试块强度。同时，由于钢渣的成分波动较大、干缩性能较差和安定性不良，导致钢渣存在钝化问题。

目前，随着我国的经济的发展壮大，国家对生态、节能等方面也越来越受到重视。泡沫混凝土因其具有多种优良性能，近年来在建筑材料中被普遍推广应用。在实际应用中，吸水率高、干燥收缩较大及抗压及抗折强度偏低等缺陷是目前泡沫混凝土普遍存在的问题。泡沫混凝土在体积密度为830kg/m³左右时，因其抗压强度大多数都在2.0MPa以下，抗压强度过于偏低在工程应用得不到很好地推广。泡沫混凝土表观密度不大于400kg/m³时，其作为保温隔热材料抗压强度在0.4MPa之下（宋安祥,郭远臣,王雪,等.泡沫混凝土研究新进展与应用现状[J].混凝土,2018,347(09):158-162.）。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种掺合钢渣粉的泡沫混凝土，同时改善泡沫混凝土早期开裂及后期较大收缩的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种掺合钢渣粉的泡沫混凝土，包括如下质量百分比的成分组成：SiO₂：12~25%，CaO：30~45%，MgO：2~7%，Fe₂O₃：8~20%，Al₂O₃：3~10%。

优选地，所述的一种掺合钢渣粉的泡沫混凝土，包括如下质量百分比的成分组成：SiO₂：13~23%，CaO：35~44.5%，MgO：2.01~6.5%，Fe₂O₃：9~19%，Al₂O₃：4~9%。