[發明專利]一種用于道路混凝土的改性高碳鉻鐵渣骨料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310040501.8
• 申請日: 2013-02-02
• 公開（公告）號: CN103073210A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 李素娥;劉來寶
• 申請（專利權）人: 李素娥
• 主分類號: C04B18/14
• 分類號: C04B18/14
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所 51106
• 代理人: 劉克勤

技術領域

本發明屬于固體廢物——工業廢渣的利用，涉及一種用于道路混凝土的改性高碳鉻鐵渣骨料及其制備方法。本發明獲得的改性高碳鉻鐵渣骨料特別適用于道路混凝土中，也適用于各種普通建筑土木工程的混凝土中。

背景技術

現有技術中，適用于道路工程混凝土骨料的種類較少，一般采用天然優質玄武巖和石灰巖。由于天然骨料作為一種非再生資源，其原料儲量下降和需求量的持續增加必將帶來供需矛盾，特別是高性能骨料。因此，通過適宜的理論創新和技術手段尋找新型混凝土骨料，拓寬高性能骨料原料來源，特別是適用于道路工程用骨料是十分有必要的。

據統計，高碳鉻鐵合金渣（以下簡稱碳鉻渣或高碳鉻鐵渣或碳鉻渣骨料或高碳鉻鐵渣骨料）的排放量每年以超過40萬噸的速度在增長，而大部分僅作堆放處理，造成了資源的巨大浪費，同時占用大量的土地資源。碳鉻渣主要由橄欖石和尖晶石礦物組成，此兩種物質硬度大、抗酸、抗堿，具有極高的化學和結構穩定性；同時碳鉻渣所經歷的特殊熱歷史使其表面粗糙，多孔（非貫穿孔），其孔隙被膠凝材料填充后，骨料與水泥石相互嚙合形成牢固的機械鎖接結構，顯著增強骨料與膠凝材料之間粘結強度，對提高混凝土的力學性能和耐久性有巨大幫助，尤其是對抗折強度意義重大。上述兩點使碳鉻渣本身非常適合用作混凝土骨料。另一方面，鉻鐵渣氧化鎂含量高（MgO質量百分比25%～40%），其在長期遭受外部復雜環境侵蝕后，可能造成混凝土體積安定性不良，成為影響混凝土結構安全的一大隱憂。同時，碳鉻渣表面粗糙，且多孔（非貫穿孔）的特性增加了其總比表面積，致使骨料的吸水率以及微細裂紋等原生缺陷出現的概率明顯增大，從而導致同一配合比下混凝土的和易性和骨料壓碎值顯著下降，同時骨料表面更容易產生結構和組分的梯度分布，加重界面過渡區（ITZ）對混凝土整體性能的削弱作用。現有技術中，尚未見高碳鉻鐵渣骨料有效用于道路混凝土中的文獻報道。

發明內容

本發明的目的旨在克服現有技術中的不足，提供一種用于道路混凝土的改性高碳鉻鐵渣骨料及其制備方法。本發明采用高碳鉻鐵合金渣廢料為原材料，通過噴淋化學改性劑（液）浸漬對碳鉻渣骨料表面進行改性，得到一種改性骨料；碳鉻渣骨料可以完全或部分代替天然和人造砂石骨料配制C15～C80等低、中、高各個不同等級的普通和高強高性能混凝土，具高韌性、耐熱、耐侵蝕、耐雨水沖刷等優異性能，其劈拉彎折強度較采用普通天然和人造砂石配制得到的混凝土高15%～35%，特別適用于各種道路工程應用。

本發明的內容是：一種用于道路混凝土的改性高碳鉻鐵渣骨料，其特征是由：高碳鉻鐵合金渣骨料，與高碳鉻鐵合金渣骨料質量2%～6%的化學改性劑混合均勻組成；

所述化學改性劑由：固體物的質量百分比含量為4%～10%聚合物稀釋液100質量份、有機硅防水消泡劑0.5～1.2質量份、聚乙烯醇0.2～0.5質量份、以及比表面積≥400?m²/kg的沸石粉2～4質量份混合均勻組成；

所述固體物的質量百分比含量為4%～10%聚合物稀釋液由固體物的質量百分比含量為40%～50%的聚合物乳液原液加水稀釋制得；

所述固體物的質量百分比含量為40%～50%的聚合物乳液原液可以為丁苯乳液(簡稱SBR)、聚丙烯酸酯乳液(PAE)、聚乙烯一乙烯乙酸酯乳液(VAE)、苯乙烯-丙烯酸酯乳液?(SAE）中的任一種。

本發明的內容中：所述有機硅防水消泡劑0.5～1.2質量份可以替換為磷酸三丁酯0.2～0.5質量份。

本發明的內容中：所述高碳鉻鐵合金渣骨料的主要化學成分及質量百分比組成為：SiO_2?28.6%～37.5%、Al₂O₃?16.1%～26.4%、MgO?25.43%～40.6%、Fe₂O₃?5.95%～8.21%?、以及Cr₂O₃?1.8%～7.6%。

本發明的內容中：所述高碳鉻鐵合金渣骨料可以是采用埋弧還原電爐生產鉻鐵合金時排出的熔體，經渣盤凝固、潑水冷卻、自然冷卻和機械破碎或跳汰法挑出含鉻礦物后產生的固體廢渣。

本發明的內容中：所述高碳鉻鐵合金渣骨料可以是采用埋弧還原電爐生產鉻鐵合金時排出的熔體，經渣盤凝固、潑水冷卻、自然冷卻和機械破碎或跳汰法挑出含鉻礦物后產生的固體廢渣；再經破碎、整形、篩分后得到的粒徑為5mm～25mm間斷級配粗骨料和粒徑為0.075mm～4.75mm間斷級配細骨料，按比例混合調配成的高碳鉻鐵渣骨料；