一種鎳鐵渣超高強混凝土及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鎳鐵渣超高強混凝土及其制備方法，屬于有色冶金廢渣資源綜合 利用技術領域。
【背景技術】
[0002] 鎳鐵渣是以紅土礦為主要原料的煉鋼廠在生產(chǎn)鎳鐵合金(主要用于生產(chǎn)不銹鋼） 過程中排出的爐渣。我國每年產(chǎn)生鐵合金渣約1000萬噸，并且每年還以約800萬噸的速度繼 續(xù)增加，而隨著全球工業(yè)化的快速發(fā)展，不銹鋼承載著重工業(yè)發(fā)展的腳步需求量日益增大， 自然，作為不銹鋼生產(chǎn)原料，鎳鐵合金所帶來的大量爐渣的處理問題引起了全社會的廣泛 關注，鎳鐵合金礦熱爐渣在國際上主要用于在沿海地區(qū)填海造地，如果鎳鐵合金工廠深處 內(nèi)陸，其大量堆存將占用越來越多的土地，日益成為阻礙工廠發(fā)展和鎳鐵新工藝推廣應用 的主要問題。因此，盡早尋求經(jīng)濟合理的技術途徑，正確處置和綜合利用鎳鐵合金礦熱爐 渣，不僅對保持不銹鋼行業(yè)及鎳行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展和新技術的推廣應用具有重要的戰(zhàn)略 意義，而且對于環(huán)境壓力的緩解和可持續(xù)型經(jīng)濟的發(fā)展也具有十分積極的現(xiàn)實意義。
[0003] 超高強混凝土配制的難點:水泥用量大，成本高，水泥水化率低，充當微集料，資源 浪費;水灰比低，混凝土流動性差，甚至無法澆注成型；高效減水劑存在飽和點，超過飽和點 再提尚慘量，不但不能增大流動性，而且成本大幅提尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供的一種鎳鐵渣超高強混凝土，所述的 鎳鐵渣超高強混凝土包括膠凝材料，粗骨料，細骨料，水和聚羧酸系高效減水劑;每立方鎳 鐵渣超高強混凝土中各組分用量分別為膠凝材料550-700 kg，粗骨料900-1000 kg，細骨料 800-900 kg，聚羧酸系高效減水劑8-20 kg和水160-170 kg; 所述的膠凝材料中各組分及其質(zhì)量分數(shù)為：P 〇 5 2.5硅酸鹽水泥5 0 -6 0 %，礦粉15 -20 %，硅灰5 %和鎳鐵渣超細粉20-30 %。
[0005] 所述的粗骨料為粒徑5~20mm的鎳鐵渣。
[0006] 所述的細骨料為粒徑0.075-5mm，細度模數(shù)2.5-3.0的鎳鐵渣。
[0007] 所述的鎳鐵渣超細粉為比表面積在400-500 m2/kg，其中粒徑小于30μπι的超細粉 占用量的90%以上。
[0008] 所述的礦粉由?；郀t礦渣經(jīng)磁選除鐵處理后粉磨，使其達到比表面積2 500 m2/kg的?；郀t礦渣微粉。
[0009] 所述的一種鎳鐵渣超高強混凝土的制備方法，按如下方法制備： 按比例稱量:P0 52.5硅酸鹽水泥，礦粉，硅灰和鎳鐵渣超細粉，放入混合機中，經(jīng)機械 攪拌混合均勻，制得膠凝材料； 再按比例稱量:膠凝材料，粗骨料，細骨料，聚羧酸系高效減水劑和水，根據(jù)普通混凝土 的制備方法進行攪拌，即制得鎳鐵渣超高強混凝土。
[0010] 所述的礦粉為符合GB/T 18046-2008標準規(guī)定的?；郀t礦渣微粉，由?；郀t 礦渣經(jīng)磁選除鐵處理后粉磨，使其達到比表面積2 500 m2/kg的?；郀t礦渣微粉。
[0011] 本發(fā)明的有益效果為： 1) 骨料顆粒堅硬，明顯提高混凝土的力學強度 本發(fā)明鎳鐵渣骨料顆粒堅硬，力學強度遠高于碎石和天然河砂，壓碎值很低，非常適合 用作超高強混凝土的粗細骨料； 2) 明顯改善混凝土和易性 鎳鐵渣顆粒致密，表面呈玻璃金屬光澤，有一定的憎水性，鎳鐵渣超細粉礦物摻合料和 鎳鐵渣粗細骨料都能大大增加混凝土的流動性，且在使用高效減水劑情況下，混凝土的黏 聚性和保水性良好?；炷涟韬衔镌跇O低的水灰比條件下仍然具有很好的工作性； 3) 高強早強、高替代率 以鎳鐵渣超細粉為主的礦物摻合料對水泥的替代率可達到50%。和傳統(tǒng)高強混凝土相 比，其早期、后期強度得到較大提高，3d、28d強度分別可達80MPa、110MPa以上。利用鎳鐵粉 和鎳鐵渣能夠配制出工作性極佳、力學性能優(yōu)異的超高強混凝土； 4) 廣泛的適應性 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，土地資源的緊張，高層以及超高層建筑越來越多，對超高強混凝土的 需求也日益增大，鎳鐵渣超高強混凝土的28d強度能達到llOMPa以上，完全符合超高強混凝 土的要求； 5) 無毒副作用 本產(chǎn)品無毒、無臭、不燃，對鋼筋無銹蝕作用。與優(yōu)質(zhì)混凝土材料(水泥、粗細骨料、外加 劑)復合應用可大幅度提高混凝土抗化學腐蝕性，增強耐久性； 6) 無安定性不良問題 鎳鐵合金渣中MgO含量較大，但經(jīng)過蒸壓試驗和X射線衍射分析證實，鎳鐵渣中的MgO以 輝石和鐵鎂橄欖石的礦物形式存在，游離態(tài)的MgO含量極低，不會造成混凝土體積安定性不 良，可以在混凝土中安全使用； 7) 顯著的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益 采用工業(yè)廢棄物鎳鐵合金渣等為主要原料，不僅可以減緩水泥制造對石灰石原材料的 過快消耗，而且可以變廢為寶，逐步消除廢棄鎳鐵合金渣、礦渣帶來的種種環(huán)境污染問題， 按拌制每立方混凝土替代50%的水泥計算，可節(jié)約成本80元，所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益 和社會效益將無法估量。
[0012]本發(fā)明優(yōu)點： 本發(fā)明通過一定的工藝將工業(yè)廢棄物鎳鐵合金渣破碎和粉磨，作為粗、細骨料和礦物 摻合料分別替代天然的石子、砂子和部分水泥，大大提高了工業(yè)廢棄物鎳鐵渣在水泥和混 凝土中的摻量，配制出工作性極佳、力學性能優(yōu)異的超高強混凝土。鎳鐵渣超細粉大量替代 水泥而應用于混凝土拌合料的制作，能夠減緩水泥制造對石灰石原材料的過快消耗，變廢 為寶，逐步消除廢棄鎳鐵渣帶來的種種環(huán)境污染問題，提高工業(yè)廢棄物利用率、保護環(huán)境、 降低混凝土拌制過程中的水泥用量，具有顯著的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。
[0013]本發(fā)明的特點： 鎳鐵渣結構致密、堅實，表面光滑，有玻璃光澤，呈憎水性，在拌制混凝土時有非常好的 減水效果，在超低水灰比的條件下，仍有一定的流動性，使混凝土成型密實。
[0014] 骨料與水泥漿體間的界面過渡區(qū)是混凝土的薄弱環(huán)節(jié)，鎳鐵渣有一定的火山灰活 性，可以和膠凝材料建立很好的化學粘結，大幅提高混凝土的強度。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0016] 實施例1 各原料組成及其質(zhì)量百分比如下：膠凝材料為P. 0 52.5硅酸鹽水泥50 % (摻量348kg/ 1113);礦粉15%(摻量1041^/1113);硅灰5%(351^/111 3)